El gas helio es un elemento químico noble que se encuentra en el grupo 18 de la tabla periódica. Aunque es uno de los elementos más comunes en el universo, en la Tierra es relativamente escaso y se obtiene principalmente a partir de la extracción de gas natural. La forma más común de obtener helio es mediante la destilación fraccionada del gas natural, un proceso que aprovecha las diferencias en los puntos de ebullición de los componentes del gas natural.
El gas natural extraído de yacimientos subterráneos contiene una mezcla de gases, entre los que se encuentra el helio en concentraciones relativamente bajas, generalmente menos del 0,5%. Para obtener helio en concentraciones más altas, se requiere un proceso de purificación.
El primer paso en la obtención de helio es eliminar los contaminantes y los otros gases presentes en el gas natural. Esto se logra mediante procesos de purificación, como la adsorción y la criogenia. En la adsorción, se utilizan materiales porosos, como el carbón activado o zeolitas, que retienen selectivamente los componentes no deseados del gas natural, dejando el helio y otros gases nobles.
Luego, el gas natural purificado se somete a temperaturas extremadamente bajas mediante el proceso de criogenia. Esto provoca la licuefacción de los componentes gaseosos, permitiendo la separación del helio de otros gases presentes. Dado que el punto de ebullición del helio es extremadamente bajo, alrededor de -269°C, se encuentra en estado líquido a temperaturas muy por debajo de cero.
Una vez que el helio se ha separado del gas natural y se encuentra en estado líquido, se puede almacenar y transportar en recipientes criogénicos especiales. Estos recipientes están diseñados para mantener el helio a temperaturas extremadamente bajas para evitar su evaporación.
Para su uso comercial, el helio líquido se puede convertir nuevamente en gas mediante un proceso de calentamiento controlado. Esto se hace habitualmente en las instalaciones donde se requiere helio gaseoso para aplicaciones como la industria de la salud, la industria aeroespacial, la fabricación de semiconductores y la refrigeración criogénica.
En resumen, el proceso de obtención de helio implica la extracción del gas natural, su purificación para eliminar impurezas y otros gases, la criogenia para separar el helio del gas natural y su posterior almacenamiento y conversión según las necesidades específicas de uso. Es un proceso técnico que requiere instalaciones especializadas y conocimientos en la manipulación de gases criogénicos.
Más Informaciones
Claro, profundicemos más en el proceso de obtención y aplicaciones del gas helio.
El helio es un elemento químico inerte, lo que significa que es poco reactivo y no forma fácilmente compuestos químicos con otros elementos. Esta característica lo hace ideal para una variedad de aplicaciones donde se requiere un gas no inflamable y no reactivo. A continuación, se detallan algunas de las áreas clave en las que se utiliza el helio:
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Industria de la salud: Una de las aplicaciones más conocidas del helio es en la resonancia magnética (RM). En las máquinas de RM, el helio se utiliza para enfriar los imanes superconductores a temperaturas extremadamente bajas, permitiendo así que funcionen con mayor eficacia y produzcan imágenes de alta calidad. Además, el helio se utiliza en la mezcla de gases respiratorios para el tratamiento de ciertas enfermedades respiratorias, como el asma.
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Industria aeroespacial: El helio se utiliza en diversas aplicaciones en la industria aeroespacial. Por ejemplo, se utiliza como gas de presurización en tanques de combustible de cohetes y en sistemas de purga y limpieza en el lanzamiento de vehículos espaciales. Además, el helio se utiliza en la detección de fugas en sistemas de propulsión y en la refrigeración de equipos electrónicos y sensores en el espacio.
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Fabricación de semiconductores: En la industria de la electrónica, el helio se utiliza en la producción de semiconductores. Se utiliza en la purga y limpieza de equipos durante el proceso de fabricación para eliminar impurezas y garantizar la pureza de los materiales utilizados en la producción de chips y dispositivos electrónicos.
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Investigación científica: El helio también desempeña un papel fundamental en la investigación científica. Se utiliza en aplicaciones de criogenia para enfriar muestras a temperaturas muy bajas en experimentos de física, química y biología. Además, el helio líquido se utiliza en la operación de aceleradores de partículas y en experimentos de física de altas energías.
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Buceo profundo: En el buceo profundo, se utiliza una mezcla de helio y oxígeno en lugar del aire para evitar los efectos negativos del nitrógeno bajo presión, como el síndrome de descompresión. Esta mezcla, conocida como heliox, permite a los buzos sumergirse a profundidades mayores y durante períodos más largos sin experimentar los efectos del nitrógeno narcótico.
En cuanto al proceso de obtención, además de la destilación fraccionada del gas natural, existen otras fuentes de helio. Por ejemplo, el helio también se produce como subproducto de la desintegración radiactiva del uranio y el torio en minerales terrestres. Sin embargo, la cantidad de helio producida de esta manera es mucho menor en comparación con la extracción de gas natural.
En resumen, el helio es un elemento versátil con una variedad de aplicaciones en la industria, la investigación científica y la medicina. Su obtención implica procesos de extracción, purificación y criogenia, y su disponibilidad es fundamental para una amplia gama de tecnologías y aplicaciones modernas.