DICCIONARIO MÉDICO
Superconductivo
Superconductivo es el adjetivo que describe a un material capaz de conducir la corriente eléctrica sin resistencia alguna una vez enfriado por debajo de su temperatura crítica. El fenómeno, descubierto en 1911, sostiene hoy algunas de las tecnologías médicas que dependen de campos magnéticos intensos y estables, desde la resonancia magnética hasta ciertos equipos de radioterapia y medicina nuclear. El adjetivo procede del latín super, "por encima de", y conducere, "conducir". Se aplica a un material que, por debajo de una temperatura característica llamada temperatura crítica, pierde por completo su resistencia eléctrica: la corriente circula entonces sin disipar energía en forma de calor, algo que no ocurre en ningún conductor convencional por bueno que sea. El físico holandés Heike Kamerlingh Onnes observó el fenómeno por primera vez en 1911, en su laboratorio de la Universidad de Leiden. Tres años antes había conseguido licuar helio, y al enfriar un hilo de mercurio con ese líquido comprobó que su resistencia eléctrica desaparecía de forma abrupta en torno a los 4,2 kelvin, apenas unos grados por encima del cero absoluto. El hallazgo, sumado a sus trabajos previos sobre la materia a bajas temperaturas, le valió el premio Nobel de Física en 1913. Durante más de dos décadas se pensó que la ausencia de resistencia era el único rasgo distintivo del fenómeno. En 1933, Walter Meissner y Robert Ochsenfeld comprobaron algo distinto: un superconductor no se limita a dejar pasar la corriente sin pérdidas, sino que expulsa de forma activa el campo magnético de su interior. Ese comportamiento, conocido desde entonces como efecto Meissner, es hoy el segundo criterio que define a un verdadero superconductor. No todos los superconductores reaccionan igual frente a un campo magnético externo. Los de tipo I, casi siempre metales puros como el mercurio del experimento original de Onnes, expulsan el campo por completo hasta un límite bastante bajo, más allá del cual la superconductividad se rompe sin más. Los de tipo II toleran campos mucho más intensos, porque permiten que penetren en pequeños filamentos sin que el resto del material pierda por ello la conducción sin resistencia. Esa tolerancia es la que interesa a la ingeniería médica. Las aleaciones de tipo II, en particular el niobio-titanio, son las que permiten construir los imanes de campo intenso que exige la medicina actual; su diseño, su refrigeración con helio líquido y su funcionamiento en modo persistente se desarrollan con detalle en la entrada dedicada al imán superconductivo. En 1986 aparecieron además los llamados superconductores de alta temperatura crítica, cerámicos de cobre y oxígeno que funcionan a temperaturas menos extremas (aunque siguen lejos de la temperatura ambiente) y cuyo mecanismo físico, a diferencia del descrito por Onnes, no está todavía explicado por completo. El campo estático que necesita la resonancia magnética es, con diferencia, la aplicación más extendida. Solo un imán superconductivo alcanza la intensidad y la homogeneidad que exige esta técnica de diagnóstico por imagen sin un consumo eléctrico prohibitivo. Hay, sin embargo, otros usos menos conocidos. Los dispositivos SQUID, siglas de superconducting quantum interference device, son sensores capaces de detectar campos magnéticos miles de veces más débiles que el de la Tierra; aplicados sobre el cráneo, permiten registrar la magnetoencefalografía, es decir, la actividad neuronal a través del campo magnético que genera. En medicina nuclear, algunos ciclotrones compactos emplean imanes superconductores para producir los radioisótopos que después se incorporan a un radiofármaco. En radioterapia, ciertos aceleradores de protones de diseño compacto recurren también a esta tecnología para curvar el haz de partículas con un imán bastante más pequeño y ligero que uno convencional. Del latín super, "por encima de", y conducere, "conducir". El prefijo señala que la conducción eléctrica supera, sin las pérdidas habituales, a la de cualquier metal ordinario. No. Un buen conductor, por puro que sea, siempre opone algo de resistencia y disipa una parte de la energía en forma de calor. Un superconductor, por debajo de su temperatura crítica, no disipa nada: la corriente puede circular de forma indefinida sin ninguna fuente de energía externa que la mantenga. Depende del material. Los superconductores convencionales, como el niobio-titanio de los imanes de resonancia, requieren temperaturas próximas a los 4 kelvin, unos 269 grados bajo cero, lo que obliga a emplear helio líquido. Los cerámicos de alta temperatura crítica trabajan algo más arriba, en torno a los 90 kelvin, un rango que permite sustituir el helio por nitrógeno líquido. El físico holandés Heike Kamerlingh Onnes, en 1911. No todos. Existen también diseños con imanes permanentes o resistivos, más económicos pero limitados en la intensidad de campo que pueden sostener. El imán superconductivo es, aun así, el que predomina en los equipos clínicos de mayor potencia.Qué es superconductivo
Tipos de superconductores
Aplicaciones en medicina
Preguntas frecuentes
¿De dónde viene la palabra superconductivo?
¿Es lo mismo un superconductor que un buen conductor, como el cobre o la plata?
¿Cuánto frío hace falta?
¿Quién descubrió el fenómeno?
¿Todos los aparatos de resonancia magnética usan imanes superconductores?
Referencias
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Infografías realizadas con https://BioRender.com
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