IV. ALGUNAS APLICACIONES DE LA SUPERCONDUCTIVIDAD.

IV. ALGUNAS APLICACIONES DE LA SUPERCONDUCTIVIDAD.

PUEDE decirse que existen tres tipos de aplicaciones de la superconductividad:
1) La producci�n de grandes campos magn�ticos. Al decir grandes nos referimos tanto a una gran intensidad del campo magn�tico como al espacio en el cual se crea el campo.
2) La fabricaci�n de cables de transmisi�n de energ�a. Aunque �stos ya se manufacturan a partir de los superconductores convencionales (no de los nuevos superconductores cer�micos), actualmente no son competitivos comercialmente con respecto a los cables a�reos normales, a menos de que cubran una gran distancia (de cientos de kil�metros). En los casos en que las l�neas de transmisi�n deben ser subterr�neas, habr�a cierta ventaja econ�mica con la utilizaci�n de los cables superconductores.
3) La fabricaci�n de componentes circuitos electr�nicos. Estos dispositivos electr�nicos fueron ideados originalmente con la intenci�n de utilizar la transici�n de estado normal a estado superconductor como un interruptor, mas resultaron decepcionantes con respecto a los logros alcanzados por los transistores de pel�culas delgadas y se ha abandonado su uso en este aspecto. Este panorama puede cambiar con el descubrimiento de los nuevos materiales superconductores cer�micos. Cabe mencionar que son de gran inter�s los dispositivos basados en la utilizaci�n del llamado efecto Josephson (que es el efecto de "tunelamiento" conocido por la mec�nica cu�ntica, pero de corriente de superconductividad aun en ausencia de un voltaje aplicado). Resultan superiores a otras tecnolog�as y tienen un gran campo de aplicaci�n que va desde la detecci�n de se�ales del infrarrojo lejano que provienen del espacio exterior, hasta peque��simos campos magn�ticos que se producen en el cerebro humano. Tambi�n la corriente Josephson a voltaje cero depende fuertemente de un campo magn�tico aplicado, lo que lleva a la posibilidad de tener un interesante interruptor para circuitos l�gicos en las computadoras.
La aplicaci�n m�s importante, en cuanto a la cantidad de material empleado, es y ser� por mucho tiempo la producci�n de campos magn�ticos, que se emplean, principalmente, en los laboratorios de f�sica con fines de investigaci�n, y es com�n ver peque�os electroimanes superconductores que sirven para producir campos magn�ticos con intensidades del orden de 10³ Oersted. Dentro de la investigaci�n en el campo de la f�sica, tambi�n se utilizan electroimanes superconductores para generar campos magn�ticos altamente estables, �tiles en los estudios de la resonancia magn�tica nuclear y la microscop�a electr�nica de alta resoluci�n. Son muy utilizados en las c�maras de burbujas que sirven para la detecci�n de part�culas y que requieren campos magn�ticos muy intensos.
Por otro lado, se espera que los motores y generadores superconductores tendr�n enormes consecuencias en lo social y econ�mico, en unos a�os m�s, pues para su elaboraci�n se utilizan campos magn�ticos intensos. Tambi�n se desea utilizar electroimanes superconductores para la levitaci�n de trenes de transporte de pasajeros o de carga.
Es conveniente señalar las propiedades que se requieren en los superconductores comerciales:
1) La mayor temperatura cr�tica posible. Esto se debe a que, cuanto mayor sea, m�s elevada podr� ser la temperatura de operaci�n del dispositivo fabricado, reduci�ndose de esta manera los costos por refrigeraci�n requeridos para alcanzar el estado superconductor en operaci�n.
2) El mayor campo magn�tico cr�tico posible. Como se pretende utilizar el superconductor para generar campos magn�ticos intensos, mientras mayor sea el campo magn�tico que se quiere generar, mayor tendr�a que ser el campo cr�tico del material superconductor.
3) La mayor densidad de corriente cr�tica posible. A mayor densidad de corriente cr�tica que la muestra pueda soportar antes de pasar al estado normal, m�s peque�o podr� hacerse el dispositivo, reduci�ndose, de esta manera, la cantidad requerida de material superconductor y tambi�n la cantidad de material que debe refrigerarse.
4) La mayor estabilidad posible. Es muy com�n que los superconductores sean inestables bajo cambios repentinos de corriente, de campos magn�ticos, o de temperatura, o bien ante choques mec�nicos e incluso por degradaci�n del material al transcurrir el tiempo (como ocurre en muchos de los nuevos materiales superconductores cer�micos). As� que, si ocurre alg�n cambi� s�bito cuando el superconductor est� en operaci�n, �ste podr�a perder su estado superconductor. Por eso es conveniente disponer de la mayor estabilidad posible.
5) Facilidad de fabricaci�n. Un material superconductor ser� completamente in�til para aplicaciones en gran escala si no puede fabricarse f�cilmente en grandes cantidades.
6) Costo m�nimo. Como siempre, el costo es el factor m�s importante para considerar cualquier material utilizado en ingenier�a y deber� mantenerse tan bajo como sea posible.
ALGUNAS APLICACIONES DE LOS ELECTROIMANES SUPERCONDUCTORES
Se han propuesto muchas aplicaciones industriales a gran escala de los imanes superconductores. En la actualidad existen algunos m�todos alternativos que emplean campos magn�ticos pero, si se aplica la superconductividad en estas �reas, se espera obtener un ahorro considerable en costos de operaci�n. En algunas otras �reas el uso de electroimanes superconductores ha hecho la idea t�cnica y econ�micamente posible.
Algunas de las aplicaciones m�s importantes de los electroimanes superconductores, sin que la lista pretenda ser exhaustiva, es la siguiente:
1) Aplicaciones biol�gicas. Se sabe desde hace mucho tiempo que los campos magn�ticos intensos afectan el crecimiento de plantas y animales. As�, se han utilizado electroimanes superconductores para generar campos magn�ticos intensos y estudiar sus efectos en el crecimiento de plantas y animales y, adem�s, analizar su efecto en el comportamiento de estos �ltimos.
2) Aplicaciones qu�micas. Es un hecho conocido que los campos magn�ticos pueden cambiar las reacciones qu�micas y ser utilizados en la cat�lisis.
3) Aplicaciones m�dicas. Se han aplicado campos magn�ticos para arreglar arterias, sacar tumores y para sanar aneurismas sin cirug�a. Tambi�n se estudia la influencia de los campos magn�ticos en las funciones vitales del cuerpo humano.
4) Levitaci�n. Una aplicaci�n muy importante es en el transporte masivo, r�pido y econ�mico. La idea de usar una fuerza magn�tica para hacer "flotar" veh�culos de transporte ha estado en la mente de los cient�ficos por casi un siglo y la posible aplicaci�n de la superconductividad a este problema lo ha renovado y actualizado. Hay, esencialmente, dos m�todos posibles para conseguir la levitaci�n. Uno corresponde a la utilizaci�n de un sistema atractivo y el otro a un sistema repulsivo. Describiremos muy brevemente los principios de funcionamiento de cada uno.

Figura 21. Dibujo que muestra un tren levitado por campos magn�ticos producidos por corrientes superconductoras.

El sistema atractivo ha sido investigado, principalmente, en Alemania y Estados Unidos. Como es sabido, la fuerza magn�tica entre un material ferromagn�tico colocado en el seno de un campo magn�tico y la fuente que genera al campo magn�tico es siempre atractiva. El peso del veh�culo es sostenido por esta fuerza atractiva. Las caracter�sticas b�sicas de este sistema son:
a) el campo magn�tico necesario puede ser generado por electroimanes convencionales hechos de metales normales, a causa de la presencia de material ferromagn�tico;
b) el uso de electroimanes de metal normal requiere una peque�a brecha de alrededor de 1 cm entre el material ferromagn�tico y los electroimanes. Aun con un dise�o �ptimo, utilizando metal normal, el costo es mucho menor cuando se utilizan electroimanes superconductores;
c) la fuerza magn�tica aumenta cuando la brecha se hace m�s peque�a y disminuye cuando aumenta, lo cual significa que el sistema es inherentemente inestable, y para lograr su estabilizaci�n es necesario que tenga un mecanismo de retroalimentaci�n que le permita regular la corriente y, por tanto, la fuerza atractiva.

Figura 22. Tipo de bobinas superconductoras para el transporte levitado(aplicaci�n del Efecto Meissner).

Aunque no se puede hacer ninguna conclusi�n negativa acerca del sistema atractivo, �ste presenta, al menos, dos desventajas cuando se trata de velocidades superiores a 250 km/h. La primera es la peque�a brecha en la cual debe operar. Una raz�n fundamental por la que el tren convencional de ruedas y rieles no puede viajar a velocidades superiores a 300 km/h es que su posici�n vertical tiene que ser mantenida dentro de una variaci�n no mayor de 2 mil�metros sobre una distancia de 10 metros. La segunda raz�n es que el sistema es intr�nsecamente inestable con respecto al movimiento vertical. Estas dos desventajas, si bien no hacen imposible la operaci�n a alta velocidad, si requieren una gran cantidad de energ�a el�ctrica para lograr mantener una brecha del tama�o adecuado para velocidades mayores que 250 km/h. Se ha sugerido que los electroimanes de metal normal sean sustituidos por electroimanes superconductores para que sea posible construir una brecha de mucho mayor tama�o. La contraparte de este beneficio radica en la dificultad de controlar las corrientes necesarias para estabilizar la posici�n vertical.

Figura 23. Esquema del sistema de levitaci�n por atracci�n.

En lo que se refiere al sistema de levitaci�n por repulsi�n se puede decir que presenta mejores perspectivas. Este sistema funciona como una aplicaci�n de la ley de Lenz de inducci�n de corrientes el�ctricas al tener campos magn�ticos que var�an con el tiempo, en cuyo seno existe una espira de material conductor. El campo magn�tico que genera la corriente inducida da lugar a un campo magn�tico que tiene una polaridad opuesta al campo magn�tico original, cre�ndose una repulsi�n entre ambos campos magn�ticos.
Un aspecto importante del sistema repulsivo es la disipaci�n de energ�a que se da en el conductor; es una p�rdida por la resistencia el�ctrica del material conductor. Esta disipaci�n depende de la frecuencia de excitaci�n y tiene un m�ximo para cierto valor de la frecuencia. Sin embargo, tiende a cero conforme la frecuencia de excitaci�n crece hacia valores m�s grandes.
La caracter�stica m�s importante del sistema repulsivo, en lo que se refiere a transportaci�n masiva, es la utilizaci�n de electroimanes superconductores para proporcionar los campos magn�ticos requeridos. Los electroimanes superconductores hacen posible generar un campo magn�tico intenso en un volumen grande y esto tiene profundos efectos en el dise�o del sistema. Los puntos sobresalientes del sistema son:
a) La brecha entre los electroimanes y el material conductor puede ser, al menos, de una magnitud mayor que para el caso atractivo. Esto es fundamental para el disei�o de operaci�n de veh�culos de alta velocidad.
b) Un campo magn�tico intenso, generado sobre un gran volumen por los electroimanes superconductores, puede incorporarse f�cilmente a un mecanismo de propulsi�n y de esta manera los mecanismos de suspensi�n (o levitaci�n) y los de propulsi�n son compatibles.
A menos que investigaciones posteriores indiquen lo opuesto, parece que no existen problemas t�cnicos fundamentales con este sistema. Sin embargo, se requieren algunas innovaciones t�cnicas antes de poder completar un dise�o comercial.
El descubrimiento de materiales superconductores cer�micos con una elevada temperatura cr�tica hace a�n m�s atractiva la idea de la utilizaci�n de materiales superconductores para la transportaci�n masiva. Cuando menos ya no se requerir� enfriar a temperatura de helio l�quido, bastar� con la refrigeraci�n que proporciona el nitr�geno l�quido. Claro que a�n sigue la b�squeda de materiales cer�micos superconductores de temperatura cr�tica superior a la temperatura ambiente y, si se logra hallarlos, ya no ser� necesaria la refrigeraci�n del sistema, reduci�ndose as� los costos de construcci�n y operaci�n.
5) Generaci�n de energ�a. Utilizaci�n de imanes superconductores para lograr "botellas magn�ticas" que sirvan para la generaci�n de energ�a nuclear por fusi�n que no presenta problemas de desechos radiactivos, como sucede con los actuales generadores de energ�a nuclear por fusi�n.
6) Separaci�n magn�tica. �sta se aplica comercialmente para separar materiales paramagn�ticos y materiales ferromagn�ticos: en la industria del caol�n, para separar sustancias magn�ticas de la arcilla; para la limpieza magn�tica selectiva del carb�n, o sea, separar sustancias minerales de sustancias org�nicas.
7) Limpieza de aguas contaminadas. Por medio de campos magn�ticos se pueden separar las impurezas que al estar disueltas en agua quedan ionizadas y al fluir a trav�s de un campo magn�tico pueden ser desviadas por �ste y ser apartadas del agua.
8) Blindaje y modelaje de campos magn�ticos. Puede lograrse por medio de planos superconductores que ya han sido utilizados para este fin en sistemas de producci�n de energ�a.
9) Aceleradores de mucha energ�a. Se han podido desarrollar electroimanes dipolares y cuadrupolares oscilantes de materiales superconductores, capaces de generar los campos magn�ticos m�s intensos de la historia para su utilizaci�n en aceleradores de part�culas de energ�a muy grandes.
SISTEMAS INDUCTIVOS DE ALMACENAMIENTO DE ENERG�A
Un ejemplo de aplicaci�n a gran escala de los electroimanes superconductores es el almacenamiento de energ�a, sistema que podr�a servir para una gran variedad de prop�sitos importantes. Para valores adecuados del campo magn�tico se pueden almacenar densidades de energ�a muy altas comparadas con otros sistemas de almacenamiento de energ�a. En esencia, en una bobina hecha de un material superconductor se deja circulando una corriente. Como no hay disipaci�n de energ�a al no existir resistencia el�ctrica, la corriente permanecer� circulando por mucho tiempo. Al momento de necesitarse la energ�a almacenada en la bobina, se toma. Dependiendo del tiempo en el que puede realizarse la descarga de energ�a el�ctrica, los electroimanes pueden utilizarse en reactores de fusi�n o en sistemas de distribuci�n comercial de energ�a el�ctrica.
Las descargas de energ�a del orden de milisegundos pueden utilizarse para iniciar una reacci�n de fusi�n nuclear de deuterio-tritio o de deuterio-helio₃. Aunque ya es posible construir con los superconductores convencionales (con los nuevos superconductores cer�micos todav�a no) electroimanes superconductores capaces de almacenar 10 000 millones de Joules (esto es del orden de 2 800 kilowatts-hora), el interruptor que permite la r�pida descarga de energ�a aun presenta muchos problemas en su funcionamiento. Realizar descargas de 2.8 kilowatts-hora en 0.1 seg es posible con interruptores superconductores. De cualquier modo, el principal atractivo de la aplicaci�n de estos sistemas ser�a su utilizaci�n en las redes comerciales de distribuci�n de energ�a el�ctrica, sobre todo para el consumo en las llamadas "horas pico".
La lista puede extenderse para incluir muchos otros usos, pero la confiabilidad, la facilidad en la operaci�n de los electroimanes y las consideraciones econ�micas constituir�n los factores m�s importantes en el dise�o de sistemas electromagn�ticos que utilicen superconductores. Para la mayor�a de las aplicaciones t�cnicas, la operaci�n de los electroimanes debe ser totalmente autom�tica y esto requiere sistemas complicados de control y retroalimentaci�n, as� como sistemas de refrigeraci�n de circuito cerrado interconectados con el sistema de alimentaci�n de energ�a.
ALGUNAS NOCIONES SOBRE CABLES SUPERCONDUCTORES
Actualmente, un cable superconductor necesita de una cubierta refrigerante a su alrededor para mantenerlo a una temperatura inferior a la temperatura cr�tica del material que lo forma. Es evidente que si se dispusiera de un superconductor que trabajara a la temperatura ambiente (o mayor) el sistema de refrigeraci�n no ser�a necesario. Claro que si se tuviera un elemento conductor fabricado con los nuevos materiales cer�micos, el sistema de refrigeraci�n se simplificar�a much�simo en su dise�o y disminuir�a mucho su costo de fabricaci�n. Nos referimos a los actuales cables superconductores convencionales. Aunque la filosof�a del dise�o permanecer� con los nuevos materiales cer�micos superconductores.
Puede hacerse, a grandes rasgos, una distinci�n entre las caracter�sticas de los cables superconductores a partir de sus componentes: el aislamiento t�rmico y el sistema conductor el�ctrico.

Figura 24. El motor el�ctrico Fawley. Un motor hecho con alambres superconductores. Se fabric� en la decada de los setenta en Fawley, Inglaterra. Actualmente se utiliza como generador de energ�a.

Por otro lado, con respecto a la construcci�n mec�nica, se tienen tres tipos de cables superconductores:
1) R�gidos. El aislamiento y el conductor se fabrican con tubos r�gidos. Una de las dificultades principales de este dise�o es que la longitud m�xima de manufactura transportable es de 20 metros aproximadamente, de lo que resulta un gran n�mero de uniones. Se requieren, adem�s, componentes corrugados para compensar las contracciones t�rmicas.

Figura 25. Tipo de cable superconductor llamado r�gido. Sus componentes son los mismos que los mostrados en las figuras 26 y 27: 1) tubo de protecci�n, 2) superaislamiento, 3) vac�o, 4) espaciadores, 5) fuelles, 6) nitr�geno l�quido, 7) escudo fr�o, 8) helio l�quido, 9) superconductor, 10) aislamiento el�ctrico, 11) escudo fr�o, 12) retorno de helio, 13) tubo de helio y 14) soporte.

2) Semiflexibles. En este caso tambi�n el sistema de aislamiento t�rmico consta de tubos r�gidos con componentes corrugados para compensar las contracciones t�rmicas. Sin embargo, el conductor es flexible y puede consistir de un tubo corrugado, o de alambres doblados en forma helicoidal sobre un soporte cil�ndrico hueco. Estos cables superconductores pueden fabricarse en longitudes de 200 a 500 metros y ser transportados en tambores.

Figura 26. Cable superconductor del tipo semiflexible. Los componentes a que se refieren los n�meros son los mismos que los de la figura 25.

3) Completamente flexibles. En este tipo de cable el aislamiento t�rmico tambi�n es flexible. El cable est� construido con tubos corrugados, de manera que no hay problemas con respecto al transporte o a las contracciones t�rmicas. El conductor puede ser, otra vez, un tubo corrugado o alambre doblado en forma helicoidal.

Figura 27. Cable superconductor del tipo completamente flexible. Sus componentes son los mismos que los de la figura 25.

En los tipos de cable r�gido y semiflexible todos los conductores pueden acomodarse en una envoltura t�rmica r�gida com�n, lo que tiene un efecto para evitar p�rdidas t�rmicas.
Estos cables han sido utilizados hasta ahora, principalmente, para la construcci�n de electroimanes de gran intensidad de campo y en pocos casos para l�neas de transmisi�n.
Es necesario mencionar que la tecnolog�a de fabricaci�n var�a dependiendo de si el cable va a transportar corriente directa o corriente alterna. La diferencia se refiere a la disposici�n de los superconductores dentro del cable. Sin embargo, el esquema general permanece pr�cticamente sin cambio. Los materiales m�s utilizados hasta este momento siguen siendo Nb₃Sn y NbTi.
Hay que mencionar que las cualidades mec�nicas de los nuevos materiales superconductores cer�micos para la fabricaci�n de alambres son muy pobres. Sin embargo, se est� trabajando febrilmente en desarrollar una tecnolog�a que permita hacer alambres con los nuevos materiales superconductores cer�micos; ya se est�n comercializando algunas peque�as bobinas para diferentes usos, especialmente en las f�bricas de componentes electr�nicos muy peque�os (de los llamados microchips).

Figura 28. Fotograf�a que muestra un cable superconductor del tipo completamente flexible.

ALGUNAS APLICACIONES EN LA ELECTR�NICA
La primera sugerencia para utilizar la transici�n del estado normal al estado superconductor en la electr�nica fue hecha en 1956. El dispositivo que se propuso recibi� el nombre de criotr�n. A continuaci�n haremos una peque�a descripci�n de este dispositivo.
Consiste en un par de alambres superconductores, uno enrollado alrededor de otro. Usualmente un alambre de niobio se coloca alrededor de un alambre de tantalio, aislados el�ctricamente entre s�.
El campo magn�tico cr�tico del niobio es bastante mayor que el del tantalio. Ambos alambres se encuentran inicialmente en un estado superconductor. Supongamos ahora que una corriente, I, pasa por el alambre de tantalio que, al ser superconductor, no ofrece resistencia al paso de la corriente. Si hacemos pasar una corriente I_C, a trav�s del alambre Nb, se genera un campo magn�tico dentro del cual el alambre de tantalio (Ta) queda inmerso. Si la corriente es suficientemente intensa se puede generar un campo magn�tico que lleve al tantalio a su estado normal. Si esto ocurre, aparece una resistencia el�ctrica en el tantalio al paso de la corriente, reduci�ndose as� el valor de esa corriente. Sin embargo, el alambre de Nb puede permanecer en el estado superconductor ya que el campo magn�tico cr�tico del Nb es mayor que el del Ta para la misma temperatura. Por tanto, el valor de la corriente en el alambre del tantalio puede controlarse con una corriente menor.
El alambre de tantalio recibe el nombre de alambre de paso o paso. El alambre de niobio recibe el nombre de alambre de control, o control.
Por lo general el calibre del alambre de paso se toma lo m�s grande posible para as� tener en �l la mayor cantidad de corriente.
Al principio se utilizaron criotrones como interruptores r�pidos para su posible uso en computadoras. Incluso, existen criotrones de pel�culas delgadas. En general, hubo bastante esfuerzo dedicado al desarrollo de circuitos superconductores de criotrones. Sin embargo, a mediados de los a�os sesenta, estos dispositivos hab�an perdido ya terreno respecto a los dispositivos de transistores que funcionan a la temperatura ambiente.
La raz�n m�s importante, quiz�, es que el criotr�n no fue tan eficiente comparado con las versiones mejoradas del transistor. Sin embargo, con los nuevos materiales superconductores cer�micos los criotrones podr�an ser de nuevo competitivos, ya que en ellos las temperaturas de refrigeraci�n son mucho m�s grandes. Por otro lado, el criotr�n se ha utilizado y se utiliza para controlar corrientes en circuitos de imanes superconductores.

Figura 29. Esquema que muestra al criotr�n o relevador superconductor.

Tambi�n ocurri� que el descubrimiento del llamado efecto Josephson y el desarrollo alcanzado en el campo de los circuitos integrados trajeron como consecuencia una perspectiva espl�ndida de aplicaciones de la superconductividad en la electr�nica.
El efecto Josephson consiste en el paso de corrientes superconductoras (pares de Cooper) a trav�s de una uni�n que, normalmente y desde un punto de vista cl�sico, no deber�a dejar pasar ning�n electr�n. Es un fen�meno t�picamente cu�ntico, explicable por la mec�nica cu�ntica.
La corriente Josephson est� presente aun en ausencia de un voltaje aplicado a la uni�n (que recibe el nombre de uni�n t�nel). Esta corriente de voltaje cero depende fuertemente de un campo magn�tico aplicado. Estas caracter�sticas permiten disponer de un interesante interruptor para circuitos l�gicos. Este efecto tambi�n se observa, desde luego, en los nuevos materiales superconductores cer�micos.
Es evidente que si tenemos peque�as espiras de material superconductor por las que circula una corriente, se contar� con informaci�n almacenada, pues la corriente permanecer� circulando en la espira sin p�rdida y, como sabemos, toda corriente que circula genera un momento magn�tico. Si la corriente circulara en sentido contrario, el momento magn�tico generado ser�a opuesto al inicial. Estos dos sentidos de circulaci�n pueden constituir dos estados de una c�lula de memoria.
Para las computadoras, el uso de dispositivos de efecto Josephson lleva a tiempos de transferencia de corriente extremadamente breves. Los tiempos de respuesta de un interruptor de efecto Josephson son de 5 a 10 picosegundos (un picosegundo es igual a 10^-12 segundos).
La dificultad de la aplicaci�n del efecto Josephson radica en la elaboraci�n de la uni�n en donde se da este efecto. Dicha uni�n ha de construirse con capas de oxido de unos 30 angstroms y, adem�s, las caracter�sticas han de ser estables ante ciclajes t�rmicos y almacenamiento. Sin embargo, su utilizaci�n parece muy ventajosa y polifac�tica.
El SQUID (dispositivo superconductor de interferencia cu�ntica, por sus siglas en ingl�s) es uno de los dispositivos superconductores m�s utilizados. Existen dos tipos de este dispositivo: el SQUID de corriente directa (cd) y el SQUID de radio frecuencia (rf). Son los instrumentos m�s sensibles que existen para medir una gran variedad de cantidades f�sicas: campos magn�ticos, cambios espaciales de campos magn�ticos, susceptibilidades magn�ticas, voltajes muy peque�os y desplazamientos microsc�picos.
El SQUID de corriente directa est� formado por dos uniones de tipo Josephson conectadas en paralelo en un circuito de superconductores. Cuando aplicamos una peque�a corriente, I, �sta fluye a trav�s de las uniones como una supercorriente sin ocasionar una ca�da de potencial, esto es, sin requerir un voltaje aplicado a trav�s de la barrera. Sin embargo, cuando esta corriente excede cierto valor cr�tico, I_C, se genera un voltaje V en la uni�n y la corriente, I_C, es una funci�n oscilatoria del flujo magn�tico f que atraviesa el circuito (v�ase la figura 19 de la secci�n "La superconductividad en im�genes"). El periodo de esta funci�n es de un fluj�n, que es un quantum de flujo magn�tico, f₀ = h/2e = 2.07 x 10^-15 weber. La naturaleza oscilatoria de la corriente se debe a la interferencia de las dos ondas que describen los pares de Cooper en las uniones, de manera an�loga a la interferencia de dos ondas electromagn�ticas coherentes (o sea dos ondas de luz). Por esto, al SQUID se le llama algunas veces interfer�metro.
El SQUID puede utilizarse como un magnet�metro extremadamente sensible, ya que es posible detectar un cambio de flujo, df, mucho m�s peque�o que un fluj�n, utilizando un circuito de flujo magn�tico bloqueado que genera una corriente en la espira acoplada. al SQUID de manera que se genera un flujo -df para mantener el flujo magn�tico total del SQUIDen un valor constante. El voltaje de resultante de salida es proporcional a df y �ste es proporcional al campo magn�tico

Figura 30. SQUID cd. Est� formado por pel�culas delgadas. Las dos uniones Josephson que lleva est�n abajo del cuadro oscuro, que es de Nb, en la regi�n del borde inferior. La espiral cuadrada de 20 vueltas tambi�n es de Nb y est� el�ctricamente aislada del cuadro, pero muy acoplada a �l magn�ticamente. El cuadro es de 1 mm por lado aproximadamente.

El SQUID de radio frecuencia, es un dise�o anterior al del SQUID cd. Consta de una uni�n Josephson incorporada a un circuito superconductor. El circuito est� acoplado a la bobina de un circuito enfriado LC (bobina-condensador) que est� excitado a su frecuencia de resonancia, t�picamente de 30 MHZ. La amplitud del voltaje oscilante de radio frecuencia a trav�s del resonante es peri�dico en el flujo magn�tico, con periodo de un fluj�n. Despu�s de desmodular la se�al de radiofrecuencia, la salida se utiliza para bloquear el flujo del SQUID, de la misma manera que en el SQUID cd. Este tipo de SQUID es mucho menos sensitivo que el SQUID cd, pero ha permanecido en el mercado hasta muy recientemente.
Aunque, por ahora, es demasiado pronto para que estos dispositivos tengan una gran repercusi�n en aplicaciones pr�cticas, dentro de la pr�xima d�cada se espera un gran auge, tanto en la variedad de estos dispositivos superconductores como en la variedad de sus aplicaciones. Una de las m�s novedosa es en biomagnetismo, donde se utilizan para detectar espeacialmente las fuentes de los peque��simos campos magn�ticos generados por el cerebro.

Figura 31. SQUID rf. Est� hecho en un configuraci�n toroidal a partir de una barra s�lida de Nb. La uni�n Josephson est� en una plaqueta en la parte media.

Para finalizar, existen computadoras que tienen muchos elementos y dispositivos superconductores y que son mucho m�s r�pidas que las construidas con materiales normales. En general las utilizan los departamentos de defensa de las grandes potencias para procesar la informaci�n de los sat�lites esp�as sobre un posible ataque con proyectiles. Se requiere procesar much�sima informaci�n sobre las trayectorias de los proyectiles para repeler un ataque y dar una respuesta r�pida y contundente. Tambi�n se utilizan para detectar y cuantificar los movimientos militantes cotidianos de todos los pa�ses del mundo. Desafortunadamente el mundo cient�fico todav�a no tiene acceso de manera plena a estas computadoras para realizar trabajos de investigaci�n.
En M�xico se han dado ya los primeros pasos para entrar a la era de los nuevos materiales superconductores cer�micos de alta temperatura cr�tica que ofrecen tantas aplicaciones pac�ficas para el mejoramiento de nuestras condiciones nacionales de vida. Sin embargo, el esfuerzo deber� no s�lo mantenerse sino tambi�n incrementarse.