¿Qué es un cable superconductor?

Un material superconductor es aquel que, por debajo de cierta temperatura muy baja, no tiene resistencia eléctrica. Un cable superconductor, entonces, es una longitud de cable hecha de materiales superconductores. Si bien la mayoría de los cables están hechos de metales flexibles, algunos de los mejores materiales para los superconductores son frágiles, por lo que deben empaquetarse en forma de polvo en un tubo para poder usarse. El cable superconductor es útil porque permite una mayor densidad de corriente que los cables tradicionales. Sin embargo, al igual que otros superconductores, el cable superconductor requiere temperaturas muy bajas para funcionar, y el proceso de refrigeración puede ser bastante costoso.

La alta densidad de corriente es una de las principales consideraciones en el diseño de circuitos y es muy importante en el diseño de pequeños chips integrados para dispositivos electrónicos portátiles. La densidad de corriente se puede describir simplemente como la densidad de carga eléctrica que fluye a través de un material conductor. La mayoría de los tipos de conductores, debido a la resistencia eléctrica, liberan una gran cantidad de calor a densidades de corriente particularmente altas. El cable superconductor, por otro lado, no tiene resistencia eléctrica, por lo que la liberación del exceso de calor no es un problema. Sin embargo, el cable superconductor puede generar niveles de densidad de corriente tan altos que generan un campo magnético que puede tener un efecto perjudicial sobre la superconductividad.

Uno de los principales desafíos de la implementación exitosa de cables superconductores es la necesidad de temperaturas extremadamente bajas. Los materiales superconductores pierden su superconductividad y comienzan a tener resistencia eléctrica por encima de un cierto umbral de temperatura, por lo que es esencial que los materiales se mantengan por debajo de esa temperatura. Muchos tipos de cables superconductores deben mantenerse a temperaturas muy por debajo de 30 Kelvin (-406 ° F), lo que requiere el uso de helio líquido o nitrógeno líquido. Algunos tipos de superconductores, en un fenómeno conocido como "superconductividad a alta temperatura", pueden funcionar a temperaturas tan altas como 125 Kelvin (-235 ° F). Enfriar tales materiales superconductores, aunque todavía no es una tarea simple, es menos costoso que controlar las temperaturas extremadamente bajas que necesitan otros.

Desafortunadamente, es bastante difícil convertir muchas formas de superconductores, particularmente los superconductores de alta temperatura, en cables superconductores. Muchos materiales superconductores de alta temperatura son bastante frágiles, por lo que no es posible desarrollarlos en alambres flexibles típicos. A menudo es necesario llenar un tubo con una forma de polvo del material superconductor. En muchos casos, el polvo está encerrado en alguna forma de metal, calentado y comprimido en un alambre ancho y plano. Tal cable superconductor carece de la flexibilidad del cable tradicional, pero puede ser bastante útil.