Materiales superconductores, el futuro en energía: Premio México de CYT 2009

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México.- La búsqueda de materiales superconductores es unárea de interés para muchos grupos de científicos en el mundo.Uno de ellos es el que encabeza el investigador español MiguelÁngel Alario y Franco en el Departamento de Química Inorgánicade la Universidad Complutense de Madrid (UCM), quien sostuvo queesta área de conocimiento ayudará a resolver el problema mundialde la pérdida del 10% de energía eléctrica que se presenta en elproceso de producción y transportación.

En entrevista para la Academia Mexicana de Ciencias (AMC), elganador del Premio México de Ciencia y Tecnología 2009 -unreconocimiento de la Presidencia de la República que se concedeanualmente en el ámbito iberoamericano a una persona de reconocidoprestigio profesional que haya contribuido de manera significativaal conocimiento científico universal o al avance tecnológico-explicó:

“Cuando se pierde energía en una bombilla –al calentarse-en realidad no pasa nada, pero cuando se lleva electricidad de laCiudad de México a Querétaro y los cables que la transportan sevan calentando, ahí se pierde una gran cantidad energía, por esoes necesario trabajar en nuevos materiales en los que no se pierdaesa energía en calor”.

Pionero a nivel mundial en química del estado sólido ydesarrollo de nuevos materiales superconductores sintetizados bajocondiciones de altas temperaturas y presiones, Alario y Francoestuvo recientemente en nuestro país, donde gracias a lacolaboración internacional que existe, dictó conferencias en laUniversidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y aprovechó suestancia para realizar experimentos en el Cañón de gas delInstituto de Física, “un aparato complementario al equipo quetenemos en la UCM, con el que se pueden alcanzar presiones deldoble de las que se logran en mi laboratorio; el de la UNAM esúnico en Latinoamérica”.

La química de materiales es entendida como la preparación denuevos sólidos útiles con alto valor añadido, por ello, el grupodel científico español trabaja con materiales superconductores dealta temperatura de una familia de los cupratos (contienen cobre yotros elementos químicos; esta familia se descubrió en 1986 porun equipo de investigadores en Suiza), de los cuales ha habido unagran cantidad de investigaciones.

Los cupratos con los que trabaja el investigador son los quemás posibilidades parecen ofrecer para alcanzar la propiedad desuperconductores a temperatura ambiente. A diferencia de otrosmateriales superconductores, estos poseen más átomos, y suestructura fundamental es una red de cobre y oxígeno y en ella seproduce la conductividad; es decir, la corriente eléctrica pasapor ahí.

Alario y Franco ha estudiado y patentado una familia desuperconductores no tóxicos - libres de mercurio o talio- con lasmás altas temperaturas críticas, cercanas a los 120 gradosKelvin, incluyendo uno con temperatura de 117.5 grados Kelvin y queconstituye el máximo obtenido en materiales de este tipo. Entotal, su grupo de investigación ha reportado más de 120materiales nuevos.

“Seguimos trabajando para entender por qué esos materialestienen esas propiedades superconductoras que dejan pasar lacorriente eléctrica sin resistencia, y cómo conseguir que esapropiedad la mantengan a temperatura ambiente, lo cual no se halogrado hasta ahora”, destacó.

Así, el científico principal del grupo de investigacióndenominado Estado Sólido, explicó que los sólidos tienen unaquímica por ser sólidos y no líquidos o gases: “Por eso nosdedicamos a preparar sustancias nuevas para analizarlas y encontrarmateriales que podamos definir como sólidos útiles con alto valorañadido.

“Todos los países tienen silicio, porque en la arena hayóxido de silicio, pero hacer silicio puro para fabricartransistores es muy difícil y cuando se hace es con un costoeconómico elevado, es ahí donde se tiene un gran valorañadido”, ejemplificó.

Esta tarea de buscar materiales no sólo la hacen muchosquímicos, también físicos o ingenieros, quienes tratan deencontrar materiales que sean útiles.

El equipo de Alario y Franco hace tiempo logró tres patentesrelacionadas con conductores iónicos, materiales superconductoresy pilas de hidrógeno; sin embargo, estos desarrollos no hantenido éxito en el mercado, según reconoció el propioinvestigador, quien manifestó estar esperando “que soplenvientos mejores” para su comercialización.

“En el grupo nos interesa –estableció- la comprensión dela materia, el conocimiento, entender por qué pasan las cosas;porque el conocimiento es la base para nosotros, luego, que hayaalguna aplicación estaría bien, pero no es el motorprincipal”.

Añadió que la generación del conocimiento es la base delprogreso, “no se pueden desarrollar las sociedades si no se haceun progreso científico con el cual se fabrican televisores oteléfonos portátiles, pero lo primero es descubrir, entender ysaber cómo funcionan los materiales y entonces yo creo que elprogreso tiene una base fundamental en la ciencia la investigacióny en el descubrimiento de cosas nuevas”.

Cooperación internacional

Miguel Ángel Alario y Franco consideró que la colaboración esun factor importante en el ámbito científico, tanto, que a lafecha por su laboratorio han pasado 18 investigadores mexicanos, delos cuales cuatro se doctoraron con él y a principio de 2016 irándos investigadores más al Departamento de Química Inorgánica dela Universidad Complutense de Madrid.

Sostuvo que las colaboraciones tienen una doble misión. Po unlado sirven para informarse unos a otros de los progresosrespectivos y para unir esfuerzos, “porque la ciencia ahora sehace con equipos grandes, con grandes instalaciones, por eso esteCañón de gas es importante, es un sistema fácil de echar a andary lo interesante es que lo podamos utilizar otros y podamoscolaborar”.

En ese mismo sentido, estimó que en el siglo XXI la tendenciaes la disgregación en la ciencia para avanzar en conjunto, mejor ymás de prisa.

También en entrevista para la AMC, Lauro Bucio, del Institutode Física, reconoció igualmente que la cooperación científicaes fundamental, “entonces cuando tuvimos la visita del doctorAlario y Franco se vio la posibilidad de hacer estudios de altaspresiones y temperaturas por medio del impacto de proyectiles en elCañón de Gas del Laboratorio de Altas Presiones, instrumento queaunque es muy conocido entre la comunidad de UNAM que lo usa, estetipo de visitas sirven para plantear nuevos retos”.

Comentó que el hecho de tener que implementar experimentos enel cañón significa desarrollar y tener un gran ingenio para eldiseño y planeación de procedimientos sobre la preparación ycolocación de las muestras de diversos materiales. “Hayoportunidades para hacer muchos estudios de muy diverso tipo queestán involucrados con el cañón mismo, por eso nos da muchasatisfacción la colaboración”, dijo Bucio.