Nanotubos de carbono, sustitutos del cobre en los cables eléctricos

La fuerte dependencia que tiene nuestra civilización con ciertos materiales hace que se tengan que abrir nuevas líneas de investigación que propongan materiales o fuentes de energía alternativas que, además, sean mucho más eficientes. Al igual que en el sector energético se apuesta por energías limpias frente a los combustibles fósiles, en el campo tecnológico se trabaja con otros materiales con los que sustituir (o complementar) al silicio, como es el caso del grafeno, o sustituir a un material que cada vez es más caro, el cobre (que sustenta nuestra distribución de energía eléctrica y, en muchos casos, nuestras comunicaciones). El cobre, a pesar de estar tan presente en nuestra tecnología y su valor en el mercado no es un conductor excelente ni tampoco ligero y, por ejemplo, en la Universidad de Rice han iniciado una línea de investigación centrada en los nanotubos de carbono como sustitutos del cobre que, según arrojan los primeros datos, podrían ya ser un reemplazo igual de bueno.
Por primera vez, los investigadores han sido capaces de desarrollar cables eléctricos basados en nanotubos de carbono capaces de transportar la misma corriente que los cables de cobre. La idea es obtener cables basados en nanotubos de carbono que puedan transportar altas cantidades de energía, con menores pérdidas y, además, sean mucho más ligeros en peso (lo que permitiría realizar cableados mucho más ligeros en aviones y, por tanto, reducir el peso de éstos y, en consecuencia, su consumo). Las primeras pruebas han sido positivas y, ahora mismo, los investigadores de la Universidad Rice se encuentran modelando un proceso de fabricación que permita la obtención de estos cables con fines comerciales.

Aligerar el peso de los cables, gracias a los nanotubos, ha sido uno de los objetivos de muchas investigaciones durante los últimos 20 años, es decir, desde que se comprobó que un nanotubo presentaba mayor conductividad que el cobre, si bien la unión de varios nanotubos no incrementaba estas propiedades.

El cable generado por esta investigación, capitaneada por los profesores Pulickel Ajayan y Enrique Barrera, es muy resistente (en términos mecánicos) y flexible, por lo que podría almacenarse en enormes bobinas y, en términos de conductividad, capaces de transportar 100.000 amperios de corriente por centímetro cuadrado de material, es decir, por ahora, lo mismo que un cable de cobre pero con una sexta parte del peso. Lo ideal sería poder superar la capacidad de transporte del cobre, puesto que abriría la puerta a líneas de transmisión mucho más largas, con menores pérdidas y, además, inmunes a la corrosión que sufren los metales.
La configuración del cable es otro de los puntos críticos de este trabajo puesto que no todas las agrupaciones de nanotubos ofrecían los mismos resultados. El que por ahora mejores resultados ha dado es un cable de doble pared que minimiza el número de trenzados que tiene el cable puesto que la corriente viaja sin problemas en tubos aislados pero comienza a tener pérdidas cuando los electrones saltan de un nanotubo a otro.

El objetivo es obtener un producto que pueda fabricarse a gran escala. Creemos que podemos obtener un proceso escalable de producción

De hecho, el equipo se encuentra en conversaciones con algunas compañías para poder comercializar esta nueva generación de líneas de transmisión, de hecho, Boeing y el Departamento de Energía de Estados Unidos, entre otros, financian parte de esta investigación.

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