El metal que podría reemplazar al cobre como conductor de electricidad: hasta 2 veces más barato

Aunque el cobre todavía mantiene una gran importancia en el mundo de la electricidad por su alta conductividad y su cómodo precio en el mercado, una investigación en Estados Unidos identificó a un nuevo y potencial contrincante entre los metales que podría reemplazarlo. Se trata del aluminio.

Investigadores del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), especialistas en ciencias de materiales, descubrieron que el aluminio no solo es más barato, sino también más ligero y abundante que el cobre, utilizado desde la electrónica hasta las redes de distribución de energía. Sus hallazgos se publicaron en la revista Physical Review B.

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¿Por qué el aluminio es una mejor alternativa que el cobre?

El aluminio, un metal conocido por su ligereza y resistencia a la corrosión, emerge como una alternativa prometedora al cobre en el campo de la conductividad eléctrica.

Con un tercio del precio del cobre, según datos actualizados de Statista, el aluminio ofrece una solución económica y viable para industrias que buscan reducir costos sin sacrificar calidad. Además, su abundancia en la corteza terrestre lo hace más accesible y sostenible a largo plazo.

A pesar de que el cobre ha sido preferido históricamente por su mayor conductividad, el aluminio posee ventajas significativas en términos de peso y versatilidad, debido a que, al ser 30% más liviano, se torna ideal para tecnologías en que el peso es un factor crucial, como en vehículos eléctricos y aeronaves.

Sin embargo, aunque todo suena color de rosa, el desafío principal de los científicos siempre ha sido mejorar la conductividad eléctrica del aluminio para que sea comparable con el principal metal conductor, ya que solo posee un 60%.

“¿Qué pasaría si pudieras hacer que el aluminio sea más conductivo, incluso un 80% o un 90 % tan conductivo como el cobre? Podrías reemplazarlo y eso marcaría una gran diferencia porque el aluminio es más liviano, más barato y más abundante”, señaló en un comunicado Keerti Kappagantula, científico del PNNL.

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¿Cómo se logró aumentar la conductividad del aluminio?

Para lograr una mayor conductividad del aluminio, el equipo del PNNL centró sus esfuerzos en modificar la estructura atómica del metal, además de identificar sus efectos de temperatura y defectos estructurales como conductor.

Como se trataba de un enfoque innovador para unos metales, los investigadores buscaron inspiración en los semiconductores porque estudios previos habían simulado con éxito la conductividad de materiales a base de silicio y algunos óxidos metálicos.

Tras adaptar estos conceptos, simularon lo que sucedería con la conductividad del aluminio si se reorganizaran los átomos individuales de su estructura. Todo este proceso generó grandes ganancias en la conductividad total del metal.

"No pensamos que estos resultados estarían tan cerca de la realidad", manifestó Kappagantula. “Esta simulación de modelo que se basa en la estructura atómica y sus diferentes estados es tan precisa que dije: ‘Oh, eso da justo en el objetivo’. Es muy emocionante.”

Según los expertos, ahora queda el siguiente paso: saltar de las simulaciones a los experimentos en el laboratorio para ver si la teoría coincide con los resultados.

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¿Qué es un conductor eléctrico?

Un conductor eléctrico es un material que ofrece una baja resistencia al movimiento de corriente eléctrica, una cualidad que se debe a la escasa presencia de electrones en sus átomos, por lo que pueden moverse fácilmente bajo la influencia de un campo eléctrico externo.

Los metales son ejemplos comunes de buenos conductores eléctricos debido a su estructura cristalina que facilita el movimiento de electrones.

¿Qué otros metales son buenos conductores eléctricos además del cobre y el aluminio?

Existen diversos materiales que son buenos conductores de electricidad. Entre los metales, además del aluminio y el cobre, están la plata, el oro y el hierro. El grafito, un material no metálico, en tanto, se trata de un semiconductor.