El Helio: su origen y sus aplicaciones industriales

Para empezar… ¿De dónde viene el helio?

A pesar de ser el segundo elemento más abundante en el universo observable (después del hidrógeno), el helio es sumamente raro en nuestro planeta. De hecho, todo aquél disponible para nuestro uso ha sido obtenido del subsuelo como subproducto en la extracción de gas natural (que contiene un 0,4% de He), del cual posteriormente es separado y aparece como resultado de la lenta desintegración radiactiva y constante de roca terrestre, quedando atrapado en estos reservorios subterráneos.

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Crear artificialmente (sintetizar) helio es posible a partir de la fusión de átomos de hidrógeno, sin embargo, resulta sumamente inviable en términos económicos, si es que es finalmente realizable en la práctica.

Todo esto hace de este gas noble un producto relativamente costoso y muy preciado, al tratarse de un recurso no renovable y de disponibilidad limitada. Sin embargo sus propiedades físicas distintivas permiten su utilización efectiva en diversas aplicaciones industriales y por eso la demanda se mantiene pese al costo.

Aplicaciones en soldadura

El helio se utiliza comúnmente en la soldadura debido a su alta conductividad térmica (capacidad para transferir el calor). Cuando se combina con un gas de protección como el argón, crea una atmósfera inerte que protege la soldadura de la contaminación y la oxidación, al desplazar el oxígeno circundante.

El helio también se utiliza en la soldadura por arco con gas de tungsteno (GTAW), también conocida como soldadura con gas inerte de tungsteno (TIG), debido a su capacidad para mantener una longitud de arco estable y evitar las salpicaduras.

Alternativas al helio en soldadura

• Argón: es el gas de protección más utilizado en soldadura y tiene propiedades similares al helio a este respecto.
• Dióxido de carbono: se utiliza a veces como gas de protección debido a su bajo coste y disponibilidad. Sin embargo, no es tan eficaz como el argón o el helio para evitar la contaminación y la oxidación.
• Hidrógeno: se usa en algunos procesos debido a su alta temperatura de llama y a su capacidad para penetrar profundamente en la soldadura, pero es altamente inflamable y su manipulación puede resultar peligrosa, por lo que no se suele utilizar en aplicaciones industriales a gran escala.

Aplicaciones en criogenia

 El helio se utiliza mucho en criogenia, que es el estudio de temperaturas extremadamente bajas. Su bajo punto de ebullición lo convierte en la opción ideal para enfriar líquidos y gases a temperaturas muy bajas, lo que resulta esencial para muchas aplicaciones científicas e industriales. El helio se utiliza en sistemas de refrigeración para superconductores.

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Alternativas al helio en criogenia:

• Nitrógeno líquido: se utiliza debido a su menor punto de ebullición y mayor disponibilidad. Sin embargo, el nitrógeno líquido tiene una capacidad de refrigeración menor que el helio y suele ser más difícil de manejar debido a su peligrosidad.
• Oxígeno líquido: se utiliza con menos frecuencia que otros gases debido a su alto punto de ebullición, toxicidad y efecto oxidante.
• Hidrógeno líquido: se emplea, por ejemplo, para la refrigeración de motores de cohetes. Por otro lado, el hidrógeno es mucho más difícil de manejar que el helio, lo que puede aumentar mucho su precio final por motivos de logística

Aplicaciones en la detección de fugas

El helio se utiliza en la detección de fugas porque es el gas más ligero y menos reactivo de la atmósfera. Cuando el helio se fuga de un recipiente sellado, escapa rápidamente al aire, lo que facilita su detección. El helio puede utilizarse para detectar fugas en diversos campos de la industria, como el aeroespacial, el automotriz y el del petróleo y el gas

Alternativas al helio en la detección de fugas

• Hidrógeno: utilizado especialmente en aplicaciones en las que la presencia de hidrógeno no es preocupante, pero las complicaciones logísticas que implica su manejo encarecen su precio, a veces superando el del helio, mucho más sencillo de manejar.
• Nitrógeno: cuando su presencia no es una preocupación, puede ser una alternativa al helio, pero es menos eficaz que este último para detectar pequeñas fugas.
• Aire: al igual que el nitrógeno, es menos eficaz que el helio en la detección de pequeñas fugas, pero al mismo tiempo mucho más barato.

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Aplicaciones no industriales del Helio

• En la ciencia: como elemento refrigerante en los sistemas del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), en microscopios especializados y en los imanes superconductores de las resonancias magnéticas.
• En medios de transporte no convencionales: como relleno flotatorio de dirigibles debido a su baja densidad, causante de una alta flotabilidad sin los peligros de la inflamabilidad asociada al hidrógeno.
• En el buceo: como componente en la mezcla de gases para respirar (80% de helio y 20% de oxígeno) utilizada por buzos de aguas profundas y otros profesionales que trabajan en condiciones presurizadas.
• En el comercio: presente en los láseres He-Ne utilizados para leer códigos de barra de productos en supermercados y tiendas.

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