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As vantagens e desvantagens de supercondutores

A maioria dos materiais que as pessoas usam é dividida entre isoladores, como plásticos, ou condutores, como um pote de alumínio ou um cabo de cobre. Isoladores têm resistência muito alta à eletricidade. Condutores como o cobre têm alguma resistência. Outra classe de materiais não têm resistência alguma quando esfriados a temperaturas bem baixas, mais frias do que o congelador mais frio. Chamados de supercondutores, foram descobertos em 1911. Hoje em dia, estão revolucionando a rede elétrica, a tecnologia dos celulares e diagnósticos médicos. Cientistas estão trabalhando para fazê-los terem uma performance à temperatura ambiente.

Supercondutores têm uma simetria cristal interna (Comstock/Comstock/Getty Images)

Vantagem 1: Transformando a rede elétrica

A rede elétrica de energia está entre as maiores conquistas da engenharia do século 20. A demanda, no entanto, está prestes a sobrecarregá-la. Por exemplo, o blecaute de 2003 nos Estados Unidos, que durou cerca de quatro dias, afetou mais de 50 milhões de pessoas e causou uma perda econômica de cerca de 13 bilhões de reais. A tecnologia supercondutora fornece perda de menos fios e cabos e melhora a confiança e eficiência da rede elétrica. Planos estão a caminho para substituir a presente rede elétrica por uma rede supercondutora. Um sistema de energia supercondutor ocupa menos imóveis e é enterrado no chão, bem diferente das linhas das redes de hoje em dia.

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Os cabos aéreos de hoje em dia serão substituídos por cabos supercondutores enterrados (Comstock/Comstock/Getty Images)

Vantagem 2: Melhorando a telecomunicação de banda larga

A tecnologia de telecomunicação em banda larga, que opera melhor em frequências gigahertz, é muito útil para melhorar a eficácia e a confiança dos celulares. Essas frequências são muito difíceis de serem alcançadas pelo recebedor baseado em supercondutor Hypres, usando uma tecnologia chamada de quantum de fluxo único rápida (RSFQ), um recebedor de circuito integrado. Ele opera com o auxílio de um resfriador criogênico de 4 kelvin. Essa tecnologia está aparecendo em muitas torres transmissoras de sinal de celular.

Vantagem 3: Auxílio em diagnósticos médicos

Uma das primeiras aplicações em grande escala da supercondutividade é em diagnósticos médicos. A imagem de ressonância magnética, ou MRI, usa fortes imãs supercondutores para produzir campos magnéticos grandes e uniformes dentro do corpo do paciente. Scanners MRI, que contém um sistema de refrigeração de hélio líquido, recebem como esses campos magnéticos são refletidos pelos órgãos no corpo. A máquina no fim produz uma imagem. Máquinas de MRI são superiores à tecnologia do raio-x em produzir um diagnóstico. Paul Leuterbur e Sir. Peter Mansfield foram premiados em 2003 com o Prêmio Nobel em fisiologia ou medicina, "por suas descobertas a respeito das imagens de ressonância magnética," tendo em base a importância da MRI, e pela implicação de supercondutores, para a medicina.

Desvantagens dos supercondutores

Materiais supercondutores apenas super conduzem quando mantidos abaixo de uma temperatura específica chamada de temperatura de transição. Para os supercondutores práticos conhecidos hoje em dia, a temperatura é muito abaixo dos 77 Kelvin, a temperatura do nitrogênio líquido. Mantê-los abaixo dessa temperatura envolve muita tecnologia criogênica, que é muito cara. Portanto, os supercondutores ainda não aparecem na maioria dos eletrônicos de uso diário. Os cientistas estão trabalhando em desenvolver supercondutores que possam operar à temperatura ambiente.

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Referências

Recursos

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