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¿Cómo se produce el helio?

¿Cómo se produce el helio?

Aunque el helio es abundante en el espacio, el tipo que se usa para globos y otros propósitos se extrae del gas natural y no es tan fácil de obtener. Ivan Shutov / EyeEm / Getty Images

Si pones helio en un globo y lo sueltas, el globo se elevará a una altura de poco menos de 33.000 pies (10 kilómetros), en cuyo caso explotará debido a la presión atmosférica y la resistencia de la piel del globo. no será suficiente para soportar la presión del gas en el interior [source: BBC Science Focus].

El helio que se escapa es más ligero que los demás gases de la atmósfera, por lo que no hay razón para detenerse: sigue corriendo y se escapa al espacio. Es por eso que solo hay un rastro de helio, 0,0005 por ciento, en la atmósfera en un momento dado. [source: Jefferson Lab].

El helio es abundante en el espacio, donde se produce como producto de la reacción de fusión dentro de estrellas como el sol. El helio natural en la Tierra, sin embargo, proviene de un tipo de proceso diferente. En las profundidades de la Tierra, los elementos radiactivos como el uranio y el torio se descomponen y se transforman en otros elementos. El subproducto de estas reacciones son pequeños fragmentos llamados partículas α, que están formados por dos neutrones y dos protones. Estas partículas recolectan electrones del entorno circundante y se transforman en helio, que asciende gradualmente a través de la corteza y se emite a la atmósfera, donde continúa elevándose hasta ingresar al espacio. [source: University of Pittsburgh].

Afortunadamente para nosotros, el helio también ingresa al gas natural que las plataformas de petróleo y gas extraen del suelo para usarlo como combustible. [source: University of Pittsburgh]. Esto nos brinda una oferta que podemos usar para inflar globos, así como una amplia variedad de otros procesos industriales, desde la soldadura por arco y la resonancia magnética hasta la fabricación de chips de computadora de silicio. Debe haber una cierta cantidad de helio en el gas natural, al menos un 0,3% en volumen, para justificar cualquier problema de separación del gas natural. Esto se realiza mediante procesos industriales que filtran otras impurezas como el agua, el dióxido de carbono y el sulfuro de hidrógeno del gas. Finalmente, se utiliza un proceso llamado tratamiento criogénico para enfriar el gas y eliminar el metano que lo compone en gran parte, dejando una forma cruda de aproximadamente 50-70% de helio puro, con pequeñas cantidades de argón, neón e hidrógeno. el resto. Luego, el helio crudo se purifica mediante otro proceso de enfriamiento y filtrado que conduce a una forma de helio con una pureza superior al 99%. [source: NAP].

El problema es que no hay muchos lugares con campos de gas natural que contengan suficiente helio, y la extracción de helio es difícil de hacer de manera eficiente y asequible, y la mayoría proviene de algunas fuentes, incluida la Reserva Nacional de Helio del gobierno. De los Estados Unidos. en Texas. Con esta demanda de helio en la industria, simplemente no hay suficiente para todos. Esta escasez ha afectado a empresas como Party City, una empresa de artículos para fiestas, que se espera que cierre 45 de sus tiendas en 2019. [source: Gibson].

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Orígenes

  • BBC Science Focus. “¿Qué tan alto puede flotar un globo de helio?” »Sciencefocus.com. (13 de mayo de 2019) https://www.sciencefocus.com/science/how-high-can-a-helium-balloon-float/
  • Gibson, Kate. “Desinflado por la falta de helio, Party City cerrará 45 tiendas”. CBS News. 10 de mayo de 2019 (13 de mayo de 2019) https://www.cbsnews.com/news/party-city-helium-to-close-45-tores/
  • Laboratorio Jefferson. “El elemento helio. »Education.jlab.org. (13 de mayo de 2019) https://education.jlab.org/itselemental/ele002.html Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina. “El impacto de la venta de la reserva federal de helio”. Nap.edu. 2000. (13 de mayo de 2019) https://www.nap.edu/read/9860/chapter/7
  • Universidad de Pittsburgh. “Hélio: fuentes y usos”. servicios research.pitt.edu. (13 de mayo de 2019) https://researchservices.pitt.edu/helium/sourcesanduses

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Publicado originalmente: 1 de abril de 2000