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En investigación científica, el empleo de gases licuados para obtener
temperaturas ultracriogénicas en muy cortos espacios de tiempo, es una
técnica utilizada muy valorada. Los gases más comúnmente utilizados son
el nitrógeno y el helio.
Por ejemplo el helio líquido se usa en criogenia para la refrigeración
de imanes superconductores, tecnología de crecimiento de cristales de
silicio, ensayos aeroespaciales, investigación de materiales, etc. El
comportamiento del helio-4 en forma líquida en sus dos fases, helio I y
helio II, es importante para los científicos que estudian la mecánica
cuántica (en especial, el fenómeno de la superfluidez), así como para
aquellos que desean conocer los efectos ocurridos en la materia a
temperaturas cercanas al cero absoluto (como es el caso de la
superconductividad).
Si bien el nitrógeno líquido tiene un precio razonable (prueba de ello
es su uso masivo para congelación de alimentos), sin embargo el helio es
por el momento mucho más caro, cuestión por la cual resultaría muy
interesante el poder recuperarlo.
En este sentido, investigadores del Consejo Superior de Investigaciones
Científicas (CSIC), la Universidad de Zaragoza y la empresa GWR
Instruments (Estados Unidos) han desarrollado y patentado un nuevo
sistema para la licuefacción y recuperación de helio a pequeña y media
escala. El método es capaz de recuperar el 100% del helio líquido
empleado en la refrigeración de equipos científicos y médicos.
El sistema, sencillo y de fácil manejo, ha sido presentado hoy en el
paraninfo de la Universidad de Zaragoza en un acto presidido por el
presidente del CSIC, Emilio Lora-Tamayo, el consejero de Industria e
Innovación del Gobierno de Aragón, Arturo Aliaga, y el rector de la
Universidad de Zaragoza, Manuel López.
“Esta nueva técnica permitirá reducir el consumo de un recurso
estratégico, limitado y de elevado coste, que se usa tanto en forma
líquida como gaseosa en investigación, en equipos médicos y en la
industria, lo que supondrá un ahorro económico considerable al tratarse
de un elemento escaso y caro. Ya está sustituyendo a las actuales
plantas de recuperación industrial, muy complejas y que emiten a la
atmósfera una parte importante del helio usado”, ha explicado el
coordinador del desarrollo Conrado Rillo, investigador del CSIC en el
Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón, un centro mixto del CSIC y
la Universidad de Zaragoza.
La invención está basada en técnicas nuevas de recuperación y
purificación del gas procedente de la evaporación del líquido en los
equipos médicos o científicos. El proceso de licuefacción se adapta al
consumo, ya que el líquido producido se mantiene sin pérdidas el tiempo
necesario hasta volver a utilizarse. “Lo que hemos ideado se basa en
emplear las propiedades termodinámicas del gas y en un nuevo sistema de
control de presión y flujo en el recipiente en el que se almacena el
líquido producido para extraer la máxima potencia al refrigerador y
conseguir así tasas de licuefacción óptimas”, precisa el investigador
del CSIC.
El helio es un gas fósil que se obtiene por separación del gas natural
en unos pocos yacimientos del mundo. Se trata de un recurso estratégico,
limitado y caro, que en estado líquido puede alcanzar los 40 euros el
litro, mientras que en estado gaseoso puede llegar a costar entre 10 y
30 euros el metro cúbico.
“Con nuestro método, el ahorro en litros acaba siendo del 100% a las
pocas semanas de la instalación de la planta. El coste del helio líquido
producido es, por tanto, el coste de la electricidad sumado al
mantenimiento y la amortización de la planta, estimado entre uno y dos
euros por litro producido”, aclara Rillo.
Investigación aplicada a la industria
“Este nuevo desarrollo, protegido con dos patentes, es un claro ejemplo
de la convergencia de la investigación y la empresa privada, dos agentes
que, ahora más que nunca, deben mirar en la misma dirección para ofrecer
soluciones a la sociedad. Los resultados de la investigación se
transfieren a la industria para mejorar la eficiencia de las tecnologías
disponibles y, en definitiva, el día a día de los profesionales que las
utilizan”, ha destacado Lora-Tamayo.
Es de destacar que el helio líquido utilizado en las cámaras
criogénicas, es el único gas licuado capaz de alcanzar temperaturas
próximas al cero absoluto mediante la combinación con las técnicas de
alto vacio.
En España se vienen desarrollando cámaras criogénicas para aplicaciones
científicas desde hace casi cuarenta años.
Fuente: CSIC 19/02/2013
http://www.csic.es/web/guest/centros-de-investigacion
www.cci-calidad.com |
