El helio es el elemento químico que posee el número atómico dos (2), por lo que es el segundo elemento de la tabla periódica. Se presenta como un gas incoloro e insípido, siendo mucho menos soluble en el agua que cualquier otro gas conocido. Además, es un elemento menos reactivo.
Debido a su nula reactividad, no reacciona ni forma prácticamente compuestos químicos. Es bastante conocido en la industria y en los usos medicinales. Al ser más ligero que el aire, es de gran utilidad para inflar globos o para detectar fugas en instalaciones a gran escala.
Por otra parte, es muy conocido el efecto del helio en la voz. Hace que las cuerdas vocales ganen un cómico sonido agudo, muy parecido al de los dibujos animados. Se trata de un gas que suele ser muy valorado por la comunidad científica, tanto por sus usos prácticos como experimentales.
Una breve historia del descubrimiento y estudios del helio
Este elemento fue descubierto en el año 1868, gracias a dos científicos: Pierre Janssen (Francia) y Norman Lockyer (Inglaterra). El hallazgo aconteció al estudiar el espectro de la luz solar durante un eclipse. Fue entonces cuando detectaron una emisión proveniente de un elemento desconocido.
Al analizar los resultados de este trabajo, la comunidad científica reaccionó con interés. Continuando con este trabajo, el químico inglés Eduard Frankland sugirió bautizar al nuevo elemento con el nombre de “helium”, en honor al dios griego y romano del sol (Helios).
Es así como el helio recibe su nombre por haber sido encontrado en el sol. Curiosamente, en un principio se creía que este nuevo elemento era metálico. Es hasta 1865, cuando el químico británico Sir William Ramsay (premio Nobel en 1904) logra aislar el helio y se percata de que es un gas.
Desde entonces, se multiplicaron los experimentos con este elemento gaseoso. Por ejemplo, en 1907, Ernest Rutherford logró demostrar que las partículas alfa (núcleos ionizados, sin envoltura de electrones) son en realidad núcleos del elemento helio.
Después, en el transcurso del año 1908, el físico germano Heike Kamerlingh Onnes consiguió llevar el helio a estado líquido, enfriándose a una temperatura de 0,9 °K (la medida de 0,9 grados Kelvin equivale a -272,25 grados centígrados). Fue solo así que se logró la fluidez líquida del gas.
Sería hasta el año 1926 cuando se lograría llevar el helio a estado sólido. Para ello, fue necesario crear un mecanismo capaz de lograr solidificar el hielo. Este trabajo fue realizado por el holandés Willem Hendrik Keesom, quien no solo bajó la temperatura del gas, sino que lo comprimió.
En la actualidad, el helio es muy usado en la industria. A su vez, detenta numerosas aplicaciones en la medicina. Por eso, son muy valorados los yacimientos de este elemento en el planeta. Se ha ubicado una gran reserva en Tanzania, así como en varios yacimientos petroleros del mundo.
Descripción y características del elemento helio
Antes de proseguir con este texto, es necesario explicar algunos de los rasgos más notables de este gas. Muchos lo conocen, ya que es usado para inflar globos, aerostáticos y dirigibles. No obstante, sus cualidades físicas y químicas son las siguientes:
- El número atómico de este elemento es el 2.
- Su valencia es cero (0). Por este motivo, es muy poco reactivo.
- Su densidad (g/ml) es igual a 0.126
- El punto de ebullición es de -268,9°
- Apariencia: a temperatura ambiente, es un gas incoloro
- Tiene una conductividad térmica y contenido calórico muy elevados.
- Puede licuarse, pero su temperatura de condensación es la más baja de todos los elementos.
El helio no es detectable con facilidad, ya que es tan incoloro como inodoro. No obstante, causa un cambio importante en la voz de las personas: hace que la voz se torne muy aguda. Se agrega que causa irritación y ahogamiento en su exposición extensa, por lo que hay que tener cuidado.
¿Cuáles son los usos del helio?
El helio tiene bastantes aspectos prácticos. Desde su descubrimiento, se han buscado varias maneras de usarlo. En la actualidad, este elemento tiene diversas utilidades en campos muy heterogéneos: salud, industria, electricidad, etc. Veamos algunos ejemplos:
- Se emplea en microscopios de iones de helio, que permite una mayor resolución para observar a escala cada vez más pequeña.
- En los viajes espaciales: limpieza de cohetes, en los satélites, para el enfriamiento de oxígeno líquido e hidrógeno.
- Como medida de seguridad en la industria: este gas es perfecto para la detección de fugas en ambientes presurizados.
- En soldadura: al igual que el argón, el helio es un gas muy usado en soldadura gracias a su naturaleza inerte. Es decir, no reacciona ante otros elementos al ser trabajado a muy altas temperaturas.
- En actividades de submarinismo: mezclado con otros gases, es un componente respirable en actividades submarinas. Ayuda a minimizar el llamado “mal de profundidad”. Por este motivo, las bombonas tienen un 80% de helio y un 20% de oxígeno.
- En los códigos de barras, sobre todo en el caso de las máquinas registradoras. Tales códigos poseen compuestos de helio y neón.
- Para inflar globos e incluso como medio de transporte. Por ejemplo, el caso de los dirigibles que son grandes globos con los cuales es posible desplazarse por el aire.
- Como refrigerante en los reactores nucleares. Esto se debe a sus indudables facultades criogénicas (técnicas de refrigeración a temperaturas muy bajas, cercanas al cero). También, para enfriar procesos industriales con mucha generación de calor.
- Para los combustibles de cohetes: gracias a que contribuye a condensar el oxígeno y el hidrógeno, logrando mayor potencia en la fuerza explosiva de la propulsión.
- En la salud: sucede que el helio se emplea en los equipos de resonancia magnética. Esto sucede gracias a sus cualidades como conductor de electricidad.
Es importante destacar su utilidad, en extremo versátil para la medicina. También se emplea para: tratamientos oncológicos y cirugía con láser, ya que se trata de un gas de alta pureza que no contamina. Por eso, se prefiere no usarlo en otros fines y hay planes de reglamentar su utilización.
¿Cómo se obtiene el helio?
Es uno de los elementos más presentes en la galaxia. De hecho, se considera que conforma cerca del 23% de la masa del universo (casi la quinta parte). No obstante, en la Tierra no es tan fácil de conseguir. En la atmósfera del planeta apenas se calcula en un volumen de 5,2 partes por millón.
Lo anterior implica que el helio en la Tierra es escaso. Además, se genera por la desintegración radiactiva. Para conseguirlo, es necesario localizar minerales que emiten partículas alfa. Tal es el caso del uranio, torio, pechblenda y la monacita.
Se cree que, en la litósfera, se generan cerca de 3.000 toneladas de helio al año. El problema es que este gas es muy ligero y se escapa con rapidez. Simplemente, se esfuma o sube hasta las zonas más elevadas de la atmósfera; sin que haya manera de captarlo con facilidad.
Es importante decir que no es sintetizable, es decir, no se puede obtener el helio por procesos. Hay que recordar que su valencia es cero (0) y no es reactivo. Por lo tanto, no se puede descomponer ninguna sustancia para obtener helio. Además, la manera en que se genera es muy complicada.
¿Dónde se consigue el helio en la Tierra?
En el universo, el helio se genera debido a la fusión nuclear del hidrógeno. Por eso, es abundante en el Sol y fue descubierto en 1868 gracias al estudio de un espectro de luz durante un eclipse solar. En la Tierra, en cambio, es un gas bastante escaso. Se le encuentra en lugares como:
- En las cercanías de algunos cursos de agua y en lagos, donde se genera descomposición y es posible encontrar este gas.
- En lugares donde se acumula gas volcánico, el cual posee cantidades de helio en su composición.
- Las mayores concentraciones de helio en el mundo se ubican en los territorios que albergan gas natural. Por cada cantidad de gas natural, se considera que se obtiene un 7% de helio.
Un país con bastantes reservas de helio es los Estados Unidos. Hace algunos años, se descubrió en la zona de Amarillo (Texas) una cantidad importante de este gas. No obstante, los científicos han anunciado que en Tanzania (África) hay un campo con cantidades de helio subterráneo importantes.
Las reservas de helio disminuyen drásticamente
Ya hemos aludido que es un elemento escaso en la Tierra. A esto se añade que, cada vez, es usado con más frecuencia. Se emplea con mucha regularidad en la industria. También, es cada vez más empleado para procesos criogénicos para mantener bajas temperaturas en reactores nucleares.
Al ser tan importante en tratamientos de salud, se ha pensado en una legislación global para restringir el uso del helio. Hay preocupación, pues las reservas planetarias de este gas pueden acabarse. En consecuencia, ya no se podrían hacer las resonancias magnéticas.
El helio también es localizable en las zonas más altas de la atmósfera. No obstante, es complicado captarlo a esas alturas. Por ahora, se obtiene en la litósfera y es transportado en bombonas. En dado caso, es necesario vigilar su uso mientras no se logren otras maneras de conseguir este gas.
