Antetítulo
HELIO
ELEMENTO LA ERA DEL HELIO
jueves 10 de enero de 2013
Titulo
La era del Helio
Bajada
El
segundo elemento más abundante del universo es escaso en la Tierra. Y
actualmente vivimos una escasez mayor. No sólo los globos de fiesta se ven
amenazados; también maquinaria médica de uso cada vez más frecuente y el
refrigerador más grande del mundo: el Gran Colisionador de Hadrones.
Lead
Feliz año
nuevo. Un ramillete de globos de helio se pierden en la altura mientras brindo
por la llegada de un año más. Los globos desaparecen en la oscuridad tan rápido
como el champaña. La copa vacía no es un escenario tan triste. Mis amigos
siguen abriendo botellas y da la impresión que hay más del que seré capaz de
beber.
Pero el
helio, ese que perderemos en la atmósfera y nadie parece echar de menos, corre
una suerte mucho más trágica. A diferencia del champaña, dorado y renovable
recurso, el helio se nos acaba. Muy pronto los festejos no tendrán más globos
elevándose hacia el cielo. Muy pronto tendremos que conformarnos sólo con
champaña.
Quizás no
es tan extraño: el helio es un elemento solitario. Odiaría las celebraciones.
Se va volando.
Es el
segundo elemento más liviano de la tabla periódica después del hidrógeno. En su
núcleo contiene dos protones y -en su forma más común- dos neutrones. A
temperaturas y presiones terrestres, se encuentra en estado gaseoso. Los
electrones que rodean al núcleo están tan cómodamente dispuestos, que no tienen
incentivo alguno en compartir sus órbitas con algún otro elemento. Esto
significa que el helio, en condiciones normales, no genera enlaces con nadie.
Normalmente encontramos a sus átomos dispersos, a distancias grandes de otros
átomos, esto es, en forma de gas. Un gas inerte o noble, como todos sus
compañeros de la columna derecha de la tabla periódica. Y como no genera
enlaces, tampoco se relaciona con las moléculas de nuestra biología. Así, el
helio no tiene sabor ni olor ni es tóxico.
Además,
es un gas de densidad muy baja, por lo que flota por sobre casi todos los
demás. De ahí los globos.
La
nobleza del helio explica varias de sus propiedades más notables. Como es malo
para generar enlaces, es el gas más difícil de liquidificar o solidificar.
Debemos bajar su temperatura por debajo de los -269 °C (4 grados sobre el 0
absoluto de temperatura) para tenerlo en estado líquido. A esta temperatura y a
presión atmosférica, es el único elemento que nunca estará en estado sólido.
Cuerpo
hello
helio
El 22 de
diciembre de 1870 habría un eclipse total visible desde la cuenca del
Mediterráneo. Pero el astrónomo francés Pierre Janssen, un hombre obsesionado
con el Sol, vivía en París, ciudad que en ese momento estaba sitiada por las
fuerzas prusianas de Federico III. No había forma de viajar al sur para
aprovechar el evento astronómico que le permitiría estudiar su estrella
favorita.
Su
obsesión científica, sin embargo, era irrefrenable. Sus colegas ingleses le
habían conseguido un salvoconducto para traspasar las líneas prusianas en una
expedición científica. Pero Janssen, un patriota, no aceptaba esa humillación,
por lo que decidió emprender un viaje aéreo, y el 2 de diciembre embarcó el
Volta, globo aerostático en el que escapó de París. El 22 de diciembre estaba
en Orán, Argelia, esperando el eclipse. Fue un fracaso: lo que no pudo el
ejército prusiano, lo consiguieron las nubes, y no pudo ver el
espectáculo.
Dos años
antes, el mismo Janssen, observando un eclipse en India, se había dado cuenta
de un componente de la luz solar que nadie había notado. Era luz amarilla, de
una longitud de onda que no podía ser explicada por ninguna sustancia conocida
en la Tierra. Un poco más tarde, ese mismo año, el astrónomo inglés Norman
Lockyer, fundador de la revista Nature, observó el mismo fenómeno. Convencido
de que se trataba de un nuevo elemento, lo llamó helio, en honor al dios griego
del Sol. Y como si la historia hubiese querido homenajear a Janssen y a su
audaz escape en globo, el nuevo elemento se transformaría con el tiempo en el
más importante, seguro y útil relleno para todo tipo de globos
aerostáticos.
Helio y
la tierra
Curiosamente,
el helio fue observado en el espacio antes que en la Tierra.
Tuvieron que pasar 14 años para que el físico italiano Luigi Palmieri
detectara su presencia en la lava del volcán Vesubio, y 11 años más para que
fuese aislado de un mineral rico en uranio llamado cleveíta, en honor al
químico sueco Per Teodor Cleve, uno de los primeros en lograr extraer
suficiente helio del mineral como para estudiar sus propiedades.
El helio
es el segundo elemento más abundante del universo después del hidrógeno, pero
es escaso en la Tierra. Es demasiado liviano para quedar atrapado en la
atmósfera en cantidades importantes, y como es huraño, no forma compuestos con
otros átomos. Sin embargo, se puede crear.
Fue el
gran físico inglés Ernest Rutherford quien en 1907, el mismo año de la muerte
de Pierre Janssen, mostró que las partículas alfa, un componente común de las
emisiones radiactivas, no eran otra cosa que núcleos de helio. El uranio
presente en la cleveíta, por ejemplo, decae en otros átomos más estables
emitiendo estas partículas, que son atrapadas dentro del mineral, transformándose
en los átomos de helio que podía recolectar Cleve en Suecia. Las entrañas de la
Tierra son, de este modo, una buena fuente de helio, el que hoy se extrae,
principalmente en Estados Unidos, de los yacimientos de gas natural.
Lamentablemente el proceso de formación es muy lento. Y el helio se nos está
acabando.
Hace unas
semanas, una nota del New York Times daba cuenta de que, aunque el mundo ha
enfrentado escasez de helio antes (como en 1958, cuando los globos del popular
desfile de Macy’s fueron llenados con aire y remolcados por camiones), “la que
vivimos actualmente es una de las peores, tanto por su escala como por su
duración”. Es un problema desatado por varios factores, entre ellos la caída
del precio del gas natural -lo que disminuye el incentivo para su explotación-
y el retraso en la construcción o problemas de funcionamiento en las plantas de
Qatar, Argelia y Estados Unidos. Además, detalla el reportaje del New York
Times, la planta en Armadillo, Texas, que produce el 30% del helio del mundo y
que es propiedad del gobierno federal, está siendo sometida a presiones
regulatorias que podrían afectar aún más su rendimiento.
En corto,
la producción no está dando abasto para satisfacer la demanda. Y ésta es cada
vez mayor.
FRÍA COMO
EL HELIO
La
importancia del helio en nuestra sociedad poco tiene que ver con los globos que
desaparecieron en la oscuridad los primeros segundos del 1 de enero. Un dato:
los imanes del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) utilizan 120 toneladas de
helio para su refrigeración (y su precio es similar al del champaña, con la
gran diferencia de que sube año a año, debido a su escasez).
Todo
empezó cuando Heike Kamerlingh Onnes, el Sr. Frío de la ciencia, logró
liquidificar el helio. Onnes, quien también fue el primero en observar la
superconductividad a bajas temperaturas, ganó el premio Nobel de Física en 1913
por este triunfo. Fue capaz de llevar al helio a una temperatura de apenas 1,5
grados sobre el 0 absoluto (-271,5°C) y aún se mantenía líquido. Note las
implicancias de este descubrimiento: tenemos un fluido que se mantiene líquido
a temperaturas tan bajas que cualquier otra cosa ya estaría en estado
sólido.
Estamos
en presencia del rey de los refrigerantes. Con el helio, por ejemplo, podemos
bajar la temperatura de ciertos materiales hasta transformarlos en
superconductores, esto es, conductores de electricidad capaces de transmitir
una corriente eléctrica sin resistencia alguna. Esto es precisamente lo que
requiere el LHC. Conseguir temperaturas suficientemente bajas como para
producir, en bobinas superconductoras, los enormes campos magnéticos que se
requieren para dirigir los haces de partículas que se harán colisionar. El LHC
es el refrigerador más grande del planeta.
Pero no
es necesario ir tan lejos. Imanes hechos de superconductores podemos encontrar
en cualquier hospital del mundo. Los equipos de imágenes por resonancia
magnética son parte esencial de la medicina contemporánea. Dentro de cada uno
fluye helio líquido que enfría sus magnetos. Sin helio, al menos por ahora,
estas máquinas serían imposibles.
En
resumen, necesitamos al solitario elemento tanto o más que al champaña. Tiene
sentido entonces que mientras alzo una nueva copa, escucho cómo Tom Waits canta
esa canción de Mark Orton: “ese beso enceguecedor sopla helio dentro de mi
corazón…”.
Fuente
Revista Qué pasa
Nombre
Carla González Alcota
2° medio B