ASU recicla pesquisa

Desculpe estourar sua bolha, mas o hélio é escasso em todo o mundo. Este gás mais leve que o ar é conhecido por fazer flutuar balões de festa, mas tem muitos outros usos importantes, incluindo imagens médicas, fabricação de microchips e testes de foguetes.

Para aproveitar ao máximo seu fornecimento, a Arizona State University equipou seu Centro de Pesquisa em Ressonância Magnética com um sistema sustentável que recicla o hélio usado em pesquisas. Lá, os cientistas estão trabalhando para compreender assuntos como câncer, percepção da dor e plásticos degradáveis.

Durante quase um século, os EUA foram o maior fornecedor mundial de hélio. Embora a nossa indústria de hélio tenha sido historicamente gerida pelo governo federal, está agora em transição para uma indústria privada. Devido a essa transição e ao encerramento da Reserva Federal de Hélio, a produção de hélio diminuiu nos EUA. Agora, este gás crítico vem cada vez mais de outros países como o Qatar, a Rússia e a Argélia, mas o preço e a oferta não são estáveis ​​devido à instabilidade em essas regiões.

O hélio é um recurso não renovável produzido nas profundezas da Terra à medida que materiais radioativos, como o urânio, se decompõem. O hélio borbulha gradualmente e, embora a maior parte dele escape da superfície do planeta, uma pequena porção fica presa sob densas cúpulas rochosas abaixo do solo, de onde as pessoas podem extraí-lo.

A quantidade limitada de hélio da Terra está constantemente diminuindo, em parte porque o gás hélio é extremamente difícil de engarrafar. Sua estrutura é tão pequena que precisamos de recipientes especiais para contê-la.

Pense nos balões de aniversário, que enchemos com uma mistura de hélio e outros gases. Depois de alguns dias, os balões estão no chão, embora ainda pareçam cheios de ar. Isso porque todo o hélio vazou, deixando apenas os outros gases para trás.

Depois que o hélio escapa para o ar, ele passa pela atmosfera da Terra e vai para o espaço sideral, deixando o planeta para sempre.

Apesar de sua associação com decoração de festas e vozes engraçadas de esquilos, o hélio tem um lado sério. Seu tamanho minúsculo o torna perfeito para testar vazamentos em foguetes e gasodutos. Não é inflamável, o que o torna uma escolha segura para fábricas que precisam construir microchips em uma câmara estéril cheia de gás. E pode existir na forma líquida perto do zero absoluto (cerca de 460 graus Fahrenheit negativos), a temperatura mais baixa possível.

Sua capacidade de permanecer superfrio torna o hélio essencial para máquinas de ressonância magnética. Essas máquinas de ressonância magnética – conhecidas por realizar exames médicos detalhados – dependem de ímãs supercondutores. Esses eletroímãs especiais devem ser mantidos extremamente frios para funcionar corretamente e ficam arruinados se subirem acima de uma determinada temperatura.

Máquinas envolvidas na reciclagem de hélio no centro, incluindo um tanque de transporte especial em primeiro plano e um purificador, liquidificador e compressor em segundo plano. O centro espera recuperar e reciclar pelo menos 85% do seu hélio. Fotografia de Andy DeLisle/ASU

O Centro de Pesquisa em Ressonância Magnética da ASU depende de ressonâncias magnéticas e espectroscopia de ressonância magnética nuclear – como uma ressonância magnética para átomos – para fazer seu trabalho, tornando o hélio um recurso fundamental.

Para aproveitar ao máximo seu suprimento, o centro, uma das principais instalações de pesquisa da ASU, instalou um sistema de recuperação de hélio projetado sob medida para seus equipamentos e necessidades.

Dentro dos ímãs supercondutores, o líquido refrigerante de hélio gradualmente ferve em um gás, que é capturado e transportado através de redes de tubos de cobre especialmente selados que dão ao laboratório uma aparência de destilaria. O gás é coletado em sacos gigantes com capacidade para até 16 mil litros cada. Depois de cheios, o gás contido nos sacos é comprimido e armazenado em tanques de média pressão. Dos tanques, o hélio é enviado para um purificador que remove qualquer vapor de água, oxigênio ou nitrogênio antes de ser convertido em líquido, deixando o laboratório com hélio líquido puro pronto para reutilização.

Cada um dos sacos de coleta de hélio de 16.000 litros da ASU contém gás suficiente para encher cerca de 1.135 balões de festa.