DICCIONARIO MÉDICO
Imán superconductivo
El imán superconductivo es un electroimán cuyas bobinas, enfriadas hasta temperaturas muy bajas, pierden toda resistencia eléctrica y pueden conducir corrientes intensas de forma indefinida. Gracias a ello genera un campo magnético fuerte, uniforme y estable con un gasto energético mínimo una vez puesto en marcha. Es el diseño predominante en la resonancia magnética clínica. Un imán superconductivo, también llamado superconductor, es un electroimán construido con bobinas de un material que, por debajo de cierta temperatura, entra en estado de superconductividad. El término combina el prefijo latino super (por encima de) y conducere (conducir), y describe una conducción eléctrica sin las pérdidas habituales. La aleación más empleada en estos imanes es el niobio-titanio. En la resonancia magnética constituye la tercera vía para crear el campo estático B0, junto al imán permanente y al imán resistivo. Comparte con este último la generación del campo mediante corriente en bobinas, pero resuelve de raíz el problema que lastra al resistivo: el calor derivado de la resistencia eléctrica. Ciertos materiales, al enfriarse por debajo de una temperatura crítica, dejan de oponer resistencia al paso de la corriente. En los imanes de niobio-titanio esa temperatura ronda los cuatro kelvin, es decir, unos 269 grados bajo cero. Para llegar hasta ahí, las bobinas se sumergen en helio líquido, el único elemento que se mantiene líquido a temperaturas tan extremas. Sin resistencia, la corriente circula por la bobina sin disiparse. Una vez cargado el imán, se cierra el circuito sobre sí mismo y la corriente sigue girando por su cuenta, en lo que se conoce como modo persistente. El campo se sostiene entonces sin conexión a la red: la única energía que consume el sistema es la destinada a mantener frío el helio. Ese frío está aislado del exterior por cámaras de vacío. El diseño superconductor reúne las tres cualidades que la resonancia valora en un campo magnético: intensidad, homogeneidad y estabilidad. Los equipos hospitalarios habituales trabajan a 1,5 o 3 teslas, y los sistemas de investigación llegan a 7 teslas o más, cifras inalcanzables para un imán permanente o resistivo. La estabilidad del modo persistente se traduce, además, en imágenes con menos ruido. Más de nueve de cada diez equipos instalados en el mundo utilizan este tipo de imán. La contrapartida es el coste, tanto de construcción como de mantenimiento, y la dependencia del helio, un recurso limitado. Esa dependencia ha impulsado líneas de desarrollo hacia imanes que necesitan mucho menos helio o que prescinden de él. La imagen por resonancia magnética de alto campo descansa por completo en esta tecnología, combinada con las antenas de radiofrecuencia que excitan los protones y recogen la señal. Se llama temple, o quench en su término inglés, a la pérdida brusca del estado superconductor. Cuando una porción de la bobina vuelve a comportarse como un conductor normal, aparece resistencia, se genera calor y el helio líquido hierve con rapidez y se transforma en un gran volumen de gas. Por eso las salas cuentan con conductos de evacuación del helio hacia el exterior, sensores de oxígeno y temperatura, y puertas que abren hacia fuera para soportar la sobrepresión. Es un suceso poco frecuente, pero previsto en el diseño de la instalación. En 1911, cuando el físico neerlandés Heike Kamerlingh Onnes observó que el mercurio perdía toda resistencia eléctrica al enfriarlo con helio líquido. Ese hallazgo abrió el camino a los imanes que hoy emplea la resonancia. Porque las bobinas solo alcanzan el estado superconductor a temperaturas cercanas al cero absoluto, y el helio es el único elemento capaz de mantenerse líquido en ese rango. Sin ese enfriamiento no habría superconductividad. No para sostener el campo. Una vez energizado, funciona en modo persistente y la corriente circula sin aporte de la red; el consumo se limita al equipo de refrigeración. La interrupción súbita de la superconductividad, que provoca la ebullición rápida del helio y su salida en forma de gas. Las salas de resonancia disponen de sistemas de seguridad para gestionar ese escenario.Qué es un imán superconductivo
La superconductividad y el helio líquido
Por qué predomina en la resonancia clínica
El temple o quench
Preguntas frecuentes
¿Cuándo se descubrió la superconductividad?
¿Por qué necesita helio líquido?
¿Gasta mucha electricidad?
¿Qué es un quench?
Referencias
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Infografías realizadas con https://BioRender.com
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