Como se pone de manifiesto a lolargo de las distintas líneas detrabajo esbozadas en este mono-gráfico, aunque el mayor esfuerzodel PIE se ha dirigido hacia desa-rrollos de carácter industrial delmáximo interés y utilidad paralas empresas, el Programa ha da-do cabida también a líneas de in-vestigación en tecnologías emer-gentes, cuyos resultados requierentodavía mucho trabajo para com-pletar su ciclo de desarrollo hastaconvertirse en realidades indus-triales. Entre estas líneas destacael esfuerzo dedicado al desarrollode la superconductividad de altatemperatura crítica.

1. INTRODUCCION

Como es sabido, la superconduc-tividad es una característica deciertos materiales que les permitela transmisión de corriente conti-nua sin pérdidas de energía, enunas condiciones muy concretasde campo magnético, temperatura(hacia 4 K los materiales super-conductores de baja temperaturacrítica -que deben ser refrigeradoscon helio líquido- y por encimade 77 K los de alta -enfriados connitrógeno líquido-) e intensidadde corriente. Fuera de estas con-diciones óptimas, el material“transita” bruscamente a estadonormal (no superconductor).

Una introducción generalizada dedispositivos superconductores enel sistema eléctrico supondría unaauténtica revolución que alcanza-ría tanto a los suministradores deequipos y servicios como a lasempresas de generación, trans-porte y distribución de energía.En realidad, gran parte de las re-glas básicas que han dirigido laconcepción actual del sistemaeléctrico deberían ser revisadas,entre otras, la definición de losniveles de tensión apropiados pa-ra el transporte o la idea de que

la energía eléctrica no puede al-macenarse con alta efectividad.

Estas razones han sido suficientespara mantener un interés constan-te a nivel internacional en estastecnologías desde que se empeza-ron a obtener industrialmente ma-teriales superconductores conven-cionales a mediados de los 60 y,muy especialmente, tras el descu-brimiento de los materiales de al-ta temperatura crítica, en 1986.

2. PRIMER CONVENIO MIDAS

En este escenario Red Eléctrica,Unesa y la CICYT, firman en ju-nio de 1988 el Primer Conveniodel Programa MIDAS (Moviliza-ción de la Investigación, el De-sarrollo y las Aplicaciones de losSuperconductores). Este acuerdotenía vigencia hasta final de 1992y suponía un compromiso porparte del sector de dedicar, almenos, 375 millones de pesetasa proyectos durante el períodocontemplado. Los proyectos pro-movidos por el sector eléctricoen este marco fueron presenta-

dos y financiados por el Progra-ma PIE.

El Programa MIDAS cubría tantola investigación más básica en elcampo de los materiales super-conductores como sus posiblesaplicaciones industriales. Entre lasaplicaciones se consideraban tam-bién las de los materiales super-conductores convencionales, bási-camente los SMES, cuyo desarro-llo detallado es objeto de otra fi-cha en este mismo ejemplar, porlo que en adelante nos centrare-mos en los esfuerzos realizadosen el ámbito de los materiales ce-rámicos superconductores de altatemperatura crítica (CSAT).

Los resultados de los trabajos de-sarrollados en estos años han si-tuado al colectivo investigador es-pañol en primera fila dentro de lacomunidad internacional, apoya-dos en gran medida en la laborde gestión del propio ProgramaMIDAS, que promovió la presen-cia española en encuentros y con-gresos científicos del máximo ni-vel internacional, estableció

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Superconductividadde alta temperaturacrítica

Vicente J. González, Coordinador de I+D, REE

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acuerdos de colaboración con laindustria, definió líneas prio-ritarias de trabajo y realizó una la-bor importante de divulgación dela actividad investigadora en estecampo, que culminó con la edi-ción en 1992 del libro Supercon-ductividad en España, segundoque editaba el Programa.

En términos generales, el primerconvenio MIDAS se cerraba a pri-meros de 1993 con unos resulta-dos claramente satisfactorios, quepodríamos resumir en:

- Más de 50 proyectos de investi-gación.- 22 grupos científicos de primernivel internacional.- Aproximadamente 100 publica-ciones técnicas al año, en revistasde máximo prestigio internacio-nal.- Reconocimiento internacional ala labor de gestión del programa.

Al finalizar el primer convenioMIDAS, y pese a los excelentesresultados científicos obtenidos,el horizonte previsto para un de-sarrollo industrial viable de estosmateriales era todavía lejano, yaque la naturaleza cerámica de losmismos y su sensibilidad a lascondiciones de campo magnéticoy temperatura dificultan significa-tivamente el escalado de los pro-cesos de fabricación en laborato-rio hasta la dimensión industrial.

3. SEGUNDO CONVENIO MIDAS

El motivo de que la comunidadtécnica continúe interesada en es-tos materiales es consecuencia deque el dimensionamiento de losgrandes equipamientos eléctricosconvencionales (transformadores,generadores, cables) está directa-mente relacionado con la densi-dad de corriente admisible. Con-secuentemente, los dispositivossuperconductores deberán resul-tar significativamente más eficien-tes en términos de cantidad dematerial necesario (y previsible-mente costes de inversión) y conmenores pérdidas de energía (unpequeño incremento en la efi-ciencia global del sistema signifi-ca una mejora económica muyimportante en términos absolu-tos). Adicionalmente, estos mate-riales presentan otras ventajas, co-mo son el transporte de grandescantidades de energía a nivelesinferiores de tensión (nuevos aho-

rros previsibles), menor inciden-cia medioambiental de los trans-formadores (eliminación de acei-tes), etc.

En esta situación se aprobó un se-gundo Convenio MIDAS, al quese incorporó formalmente la ofici-na gestora del Programa PIE, convigencia hasta final de 1996. Elobjetivo de este segundo Conve-nio se orientó, de acuerdo a losintereses del sector eléctrico, prin-cipalmente hacia el desarrollo deprototipos y sistemas de demos-tración de posibles aplicacionesindustriales, aunque sin abando-nar el apoyo a actividades de in-vestigación básica.

En esta segunda fase, en el ámbi-to de las CSAT, Red Eléctrica hapromovido los trabajos de diver-sos grupos de investigación (delICMAB-CSIC y del ICMA-Universi-dad de Zaragoza fundamental-mente) que producían cintas ymateriales texturados para laconstrucción de bobinas y limita-dores de corriente (CEDEX-Min.Obras Públicas). Estos trabajos sehan estructurado en cuatro pro-yectos relacionados entre sí, tresde ellos enfocados al desarrollo ycaracterización de materiales, y elcuarto a la fabricación de disposi-tivos de demostración basados enesos materiales.

Entre los resultados alcanzados eneste período cabe citar, en cuantoa la fabricación de materiales, laobtención por el método de topseeding de anillos monodominio

de YBCO, fabricación de cintasmonofilamento de hasta 10 m condensidades de corriente crítica de12 kA/cm2 a 77 K y el inicio delproceso de fabricación de cintasmultifilamento, hilos de 80 mmcon recubrimientos por electrode-posición de YBCO con capas en-tre 5 y 500 µm, con densidadesde corriente del orden de 5kA/cm2, fibras de BiSCCO obteni-das por texturación con láser(LFZ) en longitudes superiores a100 mm con densidades de co-rriente del mismo orden de mag-nitud que los hilos obtenidos pormétodos electroquímicos y barrasde YBCO por el método “Brid-gam” en longitudes similares (10cm) y densidades de corriente su-periores a 20 kA/cm2.

Con estos materiales se han fabri-cado diversos dispositivos de de-mostración, fundamentalmenteimanes y pequeños limitadoresinductivos por apantallamiento deflujo. Además las barras de YBCOencuentran un campo de aplica-ción muy importante como tomasde corriente para equipos basa-dos en superconductores conven-cionales, como los sistemas médi-cos RMN de diagnóstico por ima-gen o los imanes requeridos porlos aceleradores de partículas ins-talados en grandes laboratorios,incluso para SMES de aplicaciónindustrial.

4. SITUACION ACTUAL

Si bien la actividad de investiga-

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ción soportada por el PIE conclu-yó en los primeros meses de 1997con el segundo convenio MIDAS;Red Eléctrica ha continuado apo-yando los trabajos en el campode la superconductividad de altatemperatura, acentuando su es-fuerzo hacia el mundo industrial,primando las colaboraciones congrandes compañías interesadas enlas aplicaciones potenciales de losmateriales CSAT que son garantíade la importancia del desarrolloque se acomete así como de suviabilidad industrial a medio pla-zo en caso de obtenerse el éxitoesperado.

Cuando hablamos de supercon-ductividad, tenemos tendencia aolvidar que la situación de trans-misión con pérdidas nulas, cuan-do se da, es trabajando con co-rriente continua, aunque desafor-tunadamente la situación en alter-na es diferente. El interés de RedEléctrica por este fenómeno, co-mo empresa de transporte deenergía eléctrica, es por tanto evi-dente.

Desde mediados de 1996, RedEléctrica trabaja con otras empre-sas europeas en el desarrollo delproyecto “A study of AC losses inBiSCCO tapes relevant to indus-trial high power applications”, enel marco del programa Brite/Eu-Ram III. Este proyecto pretendeavanzar en el proceso de implan-tación en los sistemas eléctricosde potencia de dispositivos basa-dos en materiales CSAT, mediantela mejora del conocimiento de losprocesos que provocan las pérdi-das de energía en sistemas de co-rriente alterna a frecuencia indus-trial. El consorcio está lideradopor el grupo BICC y cuenta con

la participación de diversos sociosindustriales y centros de investi-gación. Entre estos últimos está elgrupo del ICMA–Universidad deZaragoza, formado en gran medi-da con el apoyo del ProgramaMIDAS.

Los trabajos orientados al desarro-llo de limitadores de corriente,que se iniciaron con el ProgramaMIDAS han sido financiados, trasla finalización del mismo, por RedEléctrica y tienen su continuidaden otro proyecto, iniciado recien-temente también en el marco deBrite/EuRam III. Este proyecto tie-ne un alcance mucho más ambi-cioso, pues se fabricarán y proba-rán dos limitadores de corrientebasados en “filosofías” de actua-ción diferentes: resistivo puro unoy el otro inductivo híbrido, de di-mensión adecuada para su aplica-ción en redes de distribución. Elproyecto está liderado por Sch-neider Electric, que cuenta con laparticipación de los centros de in-vestigación del ICMAB–CSIC y elCIEMAT y las empresas ANTEC yDIOPMA, cuya experiencia en lastecnologías de los materialesCSAT también ha estado ligada enmayor o menor medida a los de-sarrollos promovidos por el Pro-grama.

Una última línea abierta, co-finan-ciada por Red Eléctrica y Pirelli,ha sido el desarrollo de dispositi-vos electrónicos, basados en ma-teriales CSAT, para sistemas detransmisión por fibra óptica demuy alta capacidad.

A modo de resumen de la situa-ción actual:

- Red Eléctrica mantiene, desde fi-nales de los 80, un esfuerzo im-

portante de promoción de la in-vestigación en aplicaciones de losmateriales CSAT.- Este esfuerzo no hubiera sidoposible sin el apoyo del ProgramaPIE hasta finales de 1996.- Actualmente, la comunidadcientífica española mantiene unaposición de reconocido prestigioa nivel internacional.- Hay un reducido núcleo indus-trial con experiencia en este cam-po.- El desarrollo industrial de estastecnologías requerirá una canti-dad importante de recursos de in-vestigación en los próximos años.

5. CONCLUSIONES

En consecuencia, una vez con-cluido el apoyo del Programa PIEa nuevos proyectos de investiga-ción y desarrollo tecnológico, esimprescindible el apoyo por partede la Administración, sea median-te los programas del nuevo PlanNacional, sea mediante planes delas CCAA o aquellos otros quepuedan instrumentarse, a aquellosproyectos de investigación pre-competitiva que, involucrando atodos los agentes necesarios (co-munidad científica, industriales yusuarios finales), persigan superarlas barreras actuales que separanlos resultados de investigación delos productos innovadores, efi-cientes y comercialmente renta-bles. De no recibirse este apoyo,los grupos de investigación bus-carán, en el mejor de los casos, lacontinuidad de sus trabajos me-diante la colaboración internacio-nal, con lo que los recursos cien-tíficos de I+D servirán para forta-lecer la competitividad de otrostejidos industriales.

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