Aplicaciones de la superconductividad en la ingeniería civil

Abstract

Este trabajo se presenta en dos partes. En la primera se trata el fenómeno mismo de la superconductividad y se basa en la teoría de Bardeen, Cooper y Schrieffer (BCS). Se introducen las propiedades fundamentales de los superconductores y se deduce de forma heurística y original la ecuación de la brecha de energía de superconductividad. La intención es formular esta ecuación bien conocida y muy importante en esta rama de manera pedagógica. El proceso heurístico toma como premisa la formación de pares de electrones, llamados pares de Cooper en su forma más general. Luego se propone un funcional de energía para el estado superconductor adecuadamente simetrizado en términos de las probabilidades de ocupación de los pares de Cooper. Éste, al minimizarse vía un método variacional, produce las conocidas ecuaciones de la brecha a T= 0 K y T > 0 K. Lo importante de esta deducción radica en el planteamiento y en la solución tanto del funcional de energía como de los pares de Cooper sin recurrir al uso de segunda cuantización. Por ultimo se estudia el panorama general de la teoría de superconductividad de alta temperatura, la cual no se describe con BCS. En la segunda parte se presenta una revisión de las aplicaciones de la superconductividad más relevantes y actuales de la superconductividad en ingeniería civil. Éstas abarcan ámbitos tales como el ambiental, el diagnóstico estructural, transporte y energía.