El helio en la industria: 8 usos y aplicaciones en sectores industriales

El helio, un gas noble caracterizado por su inercia química, ligereza y no inflamabilidad, desempeña una función sorprendentemente versátil y tiene grandes aplicaciones en diversos sectores industriales.

Gracias a sus propiedades únicas, el gas helio es indispensable en una amplia gama de aplicaciones, desde procesos de soldadura de alta precisión hasta tecnologías avanzadas de refrigeración y sistemas de detección de fugas de alta sensibilidad.

Este artículo presenta, de forma completa y técnica, 8 aplicaciones principales del helio en la industria, centrándose en sus beneficios prácticos y los procesos de uso que favorecen la eficiencia y la innovación en múltiples segmentos. ¡Continúa la lectura!

En medicina y salud, una de las aplicaciones más significativas del gas helio es para la refrigeración de imanes superconductores utilizados en equipos de Resonancia Magnética Nuclear (RMN), una tecnología empleada para el diagnóstico por imagen.

El helio líquido, gracias a su punto de ebullición extremadamente bajo, es el único elemento capaz de mantener estos imanes a la temperatura necesaria para lograr la superconductividad, garantizando un funcionamiento eficiente e imágenes de alta calidad.

Además, las mezclas de helio y oxígeno, conocidas como heliox, se utilizan en terapia para facilitar la respiración en pacientes con obstrucciones de las vías respiratorias superiores, como asma grave o bronquiolitis. Una de las razones es que la menor densidad del helio reduce el esfuerzo respiratorio.

El helio se utiliza en soldadura, principalmente como gas de protección inerte, en los procesos de soldadura TIG (gas inerte de tungsteno) y MIG (gas inerte metálico) de metales no ferrosos como aluminio, cobre, magnesio y aceros inoxidables.

Su función principal es crear una atmósfera protectora alrededor del baño de fusión, evitando la contaminación por gases atmosféricos como el oxígeno y nitrógeno, que pueden provocar la formación de óxidos y nitruros, perjudiciales a la integridad y calidad de la soldadura.

En comparación con el argón, otro gas inerte común, el helio proporciona un arco de soldadura más caliente y una mayor penetración, además de permitir velocidades de soldadura más rápidas en algunos materiales y presentar una mejor humectabilidad en los bordes de la soldadura.

Sin embargo, el helio suele ser más caro y puede estar menos disponible que el argón. La elección entre ambos gases depende de las especificaciones del material a soldar, geometría de la unión y requisitos de calidad para la soldadura.

El gas helio es bastante utilizado en la fabricación de semiconductores y fibras ópticas. La alta conductividad térmica del helio es esencial para la refrigeración eficiente de los componentes electrónicos durante los procesos de producción, evitando el sobrecalentamiento y garantizando la integridad de los materiales sensibles al calor.

En la industria electrónica, el helio también se utiliza a menudo para crear atmósferas inertes en las cámaras de procesamiento, protegiendo los materiales semiconductores de la contaminación por gases atmosféricos, como el oxígeno y la humedad, que podrían comprometer la pureza y el rendimiento de los dispositivos electrónicos.

En la producción de fibra óptica, el helio ayuda a controlar la temperatura y a mantener la pureza de los materiales, contribuyendo a una alta calidad y eficiencia en la transmisión de datos.

Su bajísimo punto de ebullición convierte el helio en un agente criogénico para refrigerar componentes de cohetes y satélites, incluyendo sensores infrarrojos de alta sensibilidad e imanes superconductores utilizados en instrumentos científicos.

Debido a su ligereza e inercia, el helio también se utiliza en esta industria para purificar y presurizar los tanques de combustible de cohetes, garantizando así el correcto funcionamiento de los sistemas de propulsión y evitando la formación de burbujas que podrían afectar el flujo del propelente.

Respecto a algunas aplicaciones futuras, el isótopo helio-3 se ha estudiado como posible combustible para la propulsión de naves espaciales en misiones de larga duración, por su potencial para lograr reacciones de fusión nuclear más limpias y eficientes.

El empleo del helio en la detección de fugas en diversos sectores industriales se debe a sus propiedades: baja viscosidad y pequeño tamaño atómico, que le permiten atravesar rápidamente orificios diminutor en sistemas presurizados o de vacío.

El método generalmente implica la introducción de helio en el sistema a analizar y el uso de un detector de alta sensibilidad (espectrómetro de masas) para identificar por dónde escapa el gas.

Esta técnica permite localizar y cuantificar incluso las fugas más pequeñas en equipos críticos como recipientes a presión, tuberías, sistemas de refrigeración y componentes automotrices y aeroespaciales, garantizando su integridad, seguridad y eficiencia.

Como vimos, el helio líquido es un agente criogénico indispensable gracias a su bajo punto de ebullición. Se utiliza para enfriar los imanes superconductores presentes en equipos de alta tecnología, como los utilizados en Resonancia Magnética Nuclear (RMN) para diagnósticos médicos y en espectrómetros de RMN para investigación científica.

También es esencial para mantener las temperaturas ultrabajas requeridas para el funcionamiento de aceleradores de partículas en centros de investigación, detectores infrarrojos en telescopios espaciales y terrestres, así como sistemas superconductores de computación cuántica, impulsando avances significativos en estas áreas de vanguardia.

En operaciones offshore, aunque su uso no es tan extendido como en otras áreas, el helio desempeña funciones críticas y muy especializadas.

Por ejemplo, es un componente clave en las mezclas de gases respirables, como veremos a continuación. Además, su excelente conductividad térmica puede aprovecharse indirectamente en aplicaciones especializadas de transferencia de calor.

En resumen, aunque no se utilice tanto en procesos a gran escala, sus propiedades físicas son indispensables para tareas críticas específicas en el entorno offshore, en particular las que implican la intervención humana en aguas profundas.

El helio es un componente clave en mezclas de gases respirables como el heliox (helio y oxígeno) y el trimix (helio, oxígeno y nitrógeno), utilizados por buceadores de saturación que trabajan a grandes profundidades en procesos de construcción, mantenimiento y reparación en alta mar.

La adición de helio reduce los efectos narcóticos del nitrógeno a alta presión y disminuye la densidad del gas respirable, facilitando la respiración en profundidad. Esto permite aumentar la seguridad y el rendimiento de los buceadores durante trabajos submarinos prolongados.

Para cada una de estas aplicaciones, es fundamental contar con un suministro de helio confiable, con la presión y pureza adecuadas. El helio se suministra en cilindros y contenedores criogénicos que requieren una manipulación y almacenamiento seguros.

Air Liquide ofrece una gama completa de soluciones de helio, desde gases Alphagaz™ de alta pureza para aplicaciones analíticas hasta helio líquido para refrigeración criogénica. También tenemos cilindros con tecnología SMARTOP™ para una mayor seguridad y facilidad de uso, garantizando un suministro fiable y de calidad para las diversas necesidades industriales.

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