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El aerogenerador que no pierde energía

Convertir un aerogenerador de 2MW de potencia en un «molino» superconductor dos veces más ligero y que, sobre todo, no pierda ni un vatio de energía por la disipación de calor. Es lo que ha conseguido un grupo de investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB); el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC); el Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón (ICMA); el Instituto mixto del CSIC y de la Universidad de Zaragoza (Unizar), y Gamesa Innovation and Technology.

El prototipo construido logra acabar con los 40kW de pérdidas de energía de los molinos convencionales mientras que reduce su peso y simplifica la estructura. Todo gracias a unos materiales que ya se perfilan como los protagonistas de un sistema eléctrico sin pérdidas. Los superconductores. «Son materiales que no disipan calor y no pierden energía. Dicho de otra forma, pueden transportar más energía a menos voltaje haciendo pasar corrientes más intensas. Hay muchos grupos trabajando con ellos por sus numerosas aplicaciones; una de ellas es hacer cables para la conducción eléctrica. Nuestro grupo ya realizó pruebas sobre ello. Otra posibilidad es construir motores o generadores eléctricos que no se calientan», explica Xavier Granados, investigador de ICMAB.

La superconductividad fue descubierta en 1911, aunque no fue hasta 1950 cuando se propuso un modelo que permitió entender el fenómeno. El mercurio sirvió para observar, por primera vez, la transición de los metales al estado superconductor cuando la temperatura bajaba a los 269 grados bajo cero. En ese momento, para asegurar el enfriamiento se necesitaba helio líquido, elemento que aún hoy se utiliza en las resonancias magnéticas de los hospitales para enfriar sus bobinas superconductoras. Sin embargo, su uso en industria ha sido históricamente más complicado. Es por su precio y la baja temperatura que necesitan por lo que los superconductores se han reservado para experimentos de gran envergadura como el ITER (experimento que va detrás de conseguir la fusión nuclear) o el CERN (la Organización Europea para la Investigación Nuclear que a través de la aceleración de partículas consiguió confirmar la existencia del bosón de Higgs. Sus 20 km de túnel están ocupados por bobinas de superconductores). Sin embargo, fue en 1987 cuando se encontraron materiales que adquirían esta propiedad a temperatura más baja (-181º), unas magnitudes mucho más manejables a nivel industrial (el gas natural vehicular se transporta a temperatura similar). Estos dieron lugar a nuevas esperanzas aunque tienen un problema, que son cerámicos y por lo tanto frágiles. Sin embargo, estos últimos años se han desarrollado tecnologías para hacer conductores flexibles, entre las que destaca la de recubrir cintas metálicas con material cerámico superconductor; es el método que han usado estos investigadores. Su recubrimiento cerámico de una micra puede conducir 500 amperios sin pérdidas.

Estos materiales permiten hacer bobinas para crear campos magnéticos más intensos a temperaturas más baja, para aplicaciones en las que el costo y la fiabilidad son fundamentales. Porque una cosa es el ámbito hospitalario donde los beneficios que se obtienen están relacionados directamente con el bienestar de las personas (sin importar el coste de utilizar helio) y otra el sector industrial donde hay que vigilar el precio. «Cualquier generador (también los aerogeneradores) y motor eléctrico constan de un circuito magnético de chapa magnética (hierro) excitado por unas bobinas de cobre. La alta densidad de ambos materiales hace que el peso del conjunto sea elevado. Por otro lado, el campo magnético máximo que se puede alcanzar tiene una densidad limitada por la saturación del hierro, por lo que el tamaño y la cantidad de hierro mínimos necesarios para dar la potencia adecuada está también limitada. Además del límite, tanto el cable de cobre como el hierro se calientan durante el proceso, lo que provoca pérdidas y hace necesario un sistema de refrigeración», explican los investigadores. Si se usan materiales superconductores para hacer esa bobina, no sólo el campo magnético que se genera es más intenso, lo que permite disminuir el tamaño y la velocidad de giro, sino que no se genera calor.



Fuente: La Razón

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