- Aunque se usa comúnmente para hacer flotar globos, el helio es en realidad un recurso precioso y no renovable.
- Sin helio, no se puede realizar una gran cantidad de investigación científica, y la tecnología como las máquinas de resonancia magnética no funcionará.
- La demanda de helio es enorme y está creciendo; no hay forma de crear helio artificial económicamente y no hay forma de que los almacenes de helio de la Tierra sostengan la demanda.
El helio es el segundo elemento más común en el universo, representando el 23 por ciento de toda la materia normal. Pero a pesar de ser extremadamente común en todo el universo, es extremadamente raro en la Tierra. Por cada millón de partículas de aire en nuestra atmósfera, solo alrededor de 5,2 de ellas son helio.
Cada vez que se liberan globos de helio en la fiesta de cumpleaños de un niño, ese helio se escapa a la atmósfera superior. El helio es un elemento excepcionalmente ligero, por lo que se eleva hasta la parte superior de la atmósfera, donde es el menos denso. Uno podría pensar que un gas ligero como el helio estaría atrapado aquí, empujado hacia arriba por el aire más denso debajo de él y empujado hacia abajo por la gravedad de la Tierra. Pero las moléculas de helio a esta altura de la atmósfera pueden exponerse fácilmente a las corrientes de viento solar de partículas de alta energía de nuestro sol, que expulsan irrevocablemente el helio al espacio.
Este es el destino de los 6,2 mil millones de pies cúbicos de helio que usamos en un año. En pocas palabras, el helio es un recurso finito en la Tierra, y quedarse sin él significa renunciar a mucho más que globos y voces chirriantes.
¿Qué tiene de especial el helio?
El helio tiene algunas características únicas que lo convierten en una sustancia crítica para muchos investigadores y científicos. Lo más importante es que ningún otro elemento puede enfriarse tanto como el helio sin congelarse. De hecho, el helio no se congela en absoluto. Una vez que el helio se enfría a aproximadamente 4 Kelvin, se convierte en líquido. La escala Kelvin es una medida absoluta de la temperatura basada en el grado de movimiento de las moléculas, por lo que 0 Kelvin es lo más frío posible físicamente. Para tener una perspectiva de lo frío que es 4 Kelvin, resulta ser -452.47 Fahrenheit — o, -269.15 Celsius.
Esto es importante debido a otro descubrimiento que hicieron los científicos: ciertos materiales pierden todas las resistencias eléctricas cuando se enfrían lo suficiente. Estos se llaman superconductores, y se utilizan en una amplia variedad de dispositivos de alta tecnología: aceleradores de partículas, ciertos reactores nucleares, espectrómetros de masas y máquinas de resonancia magnética. Sin helio líquido, estas tecnologías no son posibles y no hay substancias sustitutas viables.
Dónde estamos recibiendo de helio en el primer lugar?
Mapa de los principales yacimientos de gas de los Estados Unidos que muestra los que contienen una concentración económicamente viable de helio y los que no. Fuente de la imagen: Sociedad Americana de Física, Sociedad de Investigación de Materiales, Sociedad Americana de Química
El helio que encontramos en la Tierra es en realidad el producto de la desintegración radiactiva. Los minerales radiactivos hechos de uranio y torio emiten partículas alfa, que son partículas compuestas de dos protones y dos neutrones. Estas partículas alfa atraen rápidamente electrones, convirtiéndose en átomos de helio. De esta manera, se estima que se generan 3.000 toneladas de helio al año. Esto, sin embargo, apenas hace mella en nuestro consumo anual. Los 6,2 mil millones de pies cúbicos de helio que consumimos en el año mencionado anteriormente se convierten en aproximadamente 32.000 toneladas (suponiendo que los pies cúbicos se midan a 70°F y bajo la atmósfera normal de la Tierra). La gran mayoría de las reservas de helio de las que dependemos para mantener este hábito son el producto de millones de años de acumulación gradual.
No todo el helio generado en la Tierra es fácilmente accesible, e incluso cuando es fácil de acceder, a menudo no es económicamente viable recolectarlo. Después de que el helio es creado por elementos radiactivos en las profundidades subterráneas, el gas encuentra su camino a los mismos depósitos que el gas natural. Como resultado, la mayoría del helio es recogido por las compañías de gas natural como un beneficio secundario. Desafortunadamente, los límites de la tecnología actual significan que solo vale el tiempo de las compañías de gas para recolectar helio si hay una concentración superior al 0,3 por ciento. En consecuencia, una cantidad bastante significativa de helio simplemente se ventila.
Si el helio es tan vital, ¿por qué es tan barato?
Cuando los dirigibles y otros dirigibles basados en helio parecían ser vitales para la defensa nacional, el gobierno de los Estados Unidos recolectaba tanto helio como podía. Este helio fue almacenado en Amarilla, Texas, en la Reserva Federal de Helio (FHR). Hoy en día, alrededor del 40 por ciento del helio de la nación es suministrado por la FHR. Sin embargo, los EE.UU. el gobierno aprobó leyes que ordenaban que la Reserva Federal de Helio vendiera sus reservas y cerrara en 2021, en un esfuerzo por recuperar las deudas en que había incurrido la reserva y privatizar el mercado.
Como resultado, los precios del helio se han mantenido bastante bajos, lo suficientemente bajos como para que no nos sintamos tan mal por dejar que estas cosas preciosas se desperdicien en globos para fiestas de cumpleaños.
A pesar de esto, sin embargo, el helio en realidad no es tan barato, especialmente para los investigadores que dependen de él para realizar experimentos. Según un informe de 2016, los precios del helio aumentaron un 250 por ciento en los cinco años anteriores. De hecho, algunos investigadores han tenido que gastar más de una cuarta parte de sus fondos de subvención en la compra de helio líquido.
Una escasez de helio no solo perjudicará a los investigadores; la falta de helio para su uso en aplicaciones de alta tecnología hará la vida más difícil para todos. En una entrevista con USA Today, el profesor de física de Northwestern William Halperin dijo: «La escasez de helio que está presente ahora — y que podemos anticipar que aumentará-afectará, en general, a todos.»