Materiais Supercondutores a Pressões Moderações e o Futuro da Rede Elétrica

A busca por um supercondutor capaz de operar em temperatura ambiente é frequentemente descrita como o Santo Graal da física da matéria condensada. Supercondutores são materiais que conseguem conduzir corrente elétrica com resistência exatamente igual a zero e que repelem completamente campos magnéticos em seu interior. No entanto, a imensa maioria desses materiais conhecidos necessita de temperaturas extremamente baixas, próximas ao zero absoluto, resfriados por hélio líquido, o que torna sua aplicação em larga escala economicamente inviável para infraestruturas do cotidiano.

Pesquisadores de laboratórios de física ao redor do mundo têm focado seus esforços em hidretos metálicos enriquecidos, compostos que combinam hidrogênio com outros elementos pesados sob pressões elevadas. Estudos recentes demonstraram que a adição de elementos como o lantânio e o ítrio em estruturas cristalinas permite que o material atinja o estado supercondutor em temperaturas muito mais altas do que as tecnologias tradicionais permitiam no passado. O grande desafio atual da física experimental é reduzir a pressão necessária para estabilizar essas fases cristalinas, permitindo que o efeito seja mantido sem a necessidade de prensas de diamante gigantescas.

A superação das barreiras térmicas e de pressão na supercondutividade trará uma revolução sem precedentes para a engenharia e a tecnologia global. As redes de transmissão de energia elétrica perdem atualmente cerca de dez a quinze por cento de toda a eletricidade gerada no trajeto entre as usinas e as cidades, devido ao aquecimento provocado pelo efeito Joule nos cabos de cobre e alumínio. Com linhas de transmissão supercondutoras, essa perda seria reduzida a zero, permitindo transportar energia gerada por parques solares em desertos diretamente para grandes centros urbanos sem desperdício.

Além da distribuição de energia, a supercondutividade acessível transformará a medicina e o transporte de alta velocidade. Os aparelhos de ressonância magnética nos hospitais poderão se tornar muito mais baratos e compactos, pois não dependerão mais de complexos sistemas de refrigeração por hélio. Na área de mobilidade, o barateamento dos ímãs supercondutores viabilizará a expansão comercial dos trens de levitação magnética, capazes de trafegar a mais de quinhentos quilômetros por hora flutuando sobre os trilhos sem atrito mecânico, redefinindo a infraestrutura do transporte terrestre global.