Por cuarta vez desde 2006, el helio atraviesa una crisis de escasez en el mercado mundial y su precio llegó a duplicarse en comparación con los valores de principios de la década. El costo internacional de 1 metro cúbico (m3), equivalente a 1.000 litros, pasó de 7 dólares en 2021 a 14 dólares al año siguiente. En Brasil, el precio actual del producto es de 190 reales, el triple de lo que se paga en Estados Unidos o Europa. Si bien hay señales de que lo peor de la crisis ya ha pasado, con un aumento de la oferta y una disminución de los precios en los últimos meses, las limitaciones de la oferta mundial de helio y su uso creciente en dispositivos médicos, procesos industriales y actividades de investigación apuntan a un alza de la demanda de este gas noble en los próximos años.
Al ser más liviano que el aire y totalmente inerte, el helio sirve para inflar los globos decorativos que flotan y hacen las delicias de los niños. También puede utilizarse, entre otros fines, para la propulsión de globos meteorológicos y científicos y dirigibles. Pero su uso principal está relacionado con una propiedad singular que presenta en su fase líquida: es el único elemento químico que, en condiciones normales de presión, no se solidifica a temperaturas extremadamente cercanas al cero absoluto (0 Kelvin), equivalente a -273,15 grados Celsius (ºC). Esta característica convierte al helio en un líquido indispensable para actividades y aplicaciones que dependen de temperaturas sumamente bajas para funcionar, como los equipos de resonancia magnética, los aceleradores de partículas, las computadoras cuánticas y el estudio de las propiedades básicas de los materiales.
Este es el caso del trabajo realizado en el Laboratorio de Estado Sólido y Bajas Temperaturas del Instituto de Física de la Universidad de São Paulo (IF-USP). “Cuando el helio escasea, el impacto es total. En 2009, estuvimos todo un año sin helio en el departamento y nadie pudo trabajar. Al año siguiente no publiqué ningún artículo”, relata el físico Rafael Sá de Freitas, quien dirige el laboratorio. Su línea de investigación consiste en someter diversos materiales a un fuerte campo magnético para estudiar su comportamiento a temperaturas muy bajas. Para ello, necesita recurrir a la criogenia. “Trabajo con temperaturas de 0,1 ºC por encima del cero absoluto. Sin helio, no llego ni a 70 kélvines”, explica Sá de Freitas, para quien los altos precios de este año supusieron un agobio, pero consiguió asegurarse su cuota del producto.
“Venimos siguiendo con gran preocupación el abastecimiento del gas y estamos buscando alternativas, no solo por el aumento del costo, sino también por una interrupción del suministro que, eventualmente, podría producirse”, dice el físico Eduardo Granado, del Instituto de Física Gleb Wataghin de la Universidad de Campinas (IFGW-Unicamp), quien estudia materiales cuánticos y utiliza sistemas criogénicos. “Tratamos de gestionar el impacto del precio del helio en nuestras investigaciones a bajas temperaturas priorizando el uso compartido y simultáneo, entre varios grupos, de los dispositivos que deben mantenerse refrigerados.
El helio es el segundo elemento más abundante del universo, después del hidrógeno, y se concentra en las estrellas. En la Tierra, se lo encuentra en forma escasa en la atmósfera. Por cada millón de moléculas en el aire, cinco son de helio. Es tan liviano que escapa mucho más rápido que otros gases del campo gravitatorio del planeta y se disipa en el espacio. También está presente bajo la corteza terrestre, donde se origina a partir del decaimiento de materiales radiactivos como el uranio y el torio. Suele encontrarse junto a las reservas de gas natural, por lo que es un subproducto de la extracción de este combustible. Su producción anual, de alrededor de 170 millones de m3, se ciñe básicamente a cinco países ‒Catar, Estados Unidos, Argelia, Rusia y Canadá‒ y su distribución se circunscribe a unas pocas grandes empresas multinacionales. La mitad del gas extraído, aproximadamente, se pierde durante las etapas de embotellado y transporte, lo que lo encarece aún más.
Siemens HealthineersUn equipo de resonancia magnética que también necesita este elemento para poder funcionarSiemens Healthineers
El ciclo más reciente de escasez del helio se inició debido a una importante fuga que se produjo en la reserva federal de Estados Unidos, situada en Amarillo (Texas), en enero de 2022. Esto supuso un recorte de un 10 % en el suministro mundial de helio de la noche a la mañana. En febrero de ese año, Rusia entró en guerra con Ucrania. El conflicto afectó la producción mundial de gas natural y, por ende, la extracción de helio. Además, cuatro unidades de producción cataríes entraron en mantenimiento programado y Argelia empezó a vender el gas natural directamente a Europa en lugar de refinarlo y extraer el helio. Todo ello fue en detrimento del mercado del producto, que recién ahora está empezando a normalizarse.
En Brasil, con toda la logística que conlleva, el helio se ha convertido en un insumo de investigación muy caro. Las cotizaciones de mercado obtenidas por los docentes del IF-USP indican que el precio del metro cúbico del gas ya venía aumentando desde 2018. De 31,4 reales en 2017, el precio se duplicó en 2018 hasta alcanzar 68 reales. En 2019 ascendió hasta 150 reales, 190 a principios de 2022 y 495 reales en noviembre de ese mismo año. Luego de eso el precio retrocedió a 270 reales en octubre de 2023 y ahora en 2024 está en 190 reales.
Una alternativa que reduce, en parte, la dependencia de este insumo consiste en la adopción de lo que se conoce como sistemas libres de criogenia. A pesar de su nombre, estos dispositivos emplean una cantidad reducida de helio líquido, que se conserva en un sistema cerrado. Siempre que se calienta y se evapora, el helio vuelve a ser enfriado y licuado mediante un proceso mecánico. El Centro Brasileño de Investigaciones Físicas (CBPF), de Río de Janeiro, decidió apostar por este tipo de dispositivo cuando el año pasado llegó a tener seis equipos parados por falta de helio.
Los sistemas libres de criogenia son más caros y su mantenimiento no es barato, pero representan una inversión puntual, que prescinde de una financiación permanente para la adquisición de helio. Sin embargo, como producen vibraciones, su uso no resulta adecuado para algunas aplicaciones, como en el campo de la computación cuántica. Tampoco son aptos para utilizarlos en sistemas sometidos a campos magnéticos de gran intensidad. “Querríamos mantener algunos equipos básicos que utilizan helio líquido, pero esto no está siendo posible”, dice Magda Fontes, del CBPF. Pese a la aparente estabilización del mercado internacional, según analistas internacionales es poco probable que el precio del helio baje en los próximos años, debido a la elevada demanda.
Este artículo salió publicado con el título “El peso de las fluctuaciones del helio” en la edición impresa n° 344 de octubre de 2024.
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