Os cientistas podem festejar como 
todo mundo. 
As pessoas podem festejar de outras formas 
sem atrapalhar a pesquisa científica. 
Hélio líquido
(e balão para festa)
No último domingo, nos jornais, apareceu 
uma história sobre a escassez do hélio. 
O hélio é realmente importante para todo tipo 
de experimentos científicos 
como no Grande Colisor de Hádrons, e a razão 
da escassez é pq todo mundo 
está enchendo balões de festas, e não tem 
o suficiente sobrando 
para fazer ciência. É muito estranho que 
tenha escassez de hélio 
pq é o segundo elemento mais abundante 
no Universo. 
Tem uma massa inimaginável de hélio, 
mas o problema é 
que não existe muito hélio na Terra. 
Pq os átomos de hélio são muito leves 
muito mais leves do que as moléculas 
no ar. 
E uma vez que ele estiver na atmosfera, irá se
se propagar para cima, para o topo da atmosfera
e para o espaço. A gravidade não é forte 
o suficiente para mantê-lo aqui. 
Este é um balão de hélio, e o hélio é 
um gás muito pequeno, e neste caso usamos 
para encontrar vazamentos em aparelhos de 
alta pressão ou alto vácuo, pq é muito pequeno
e acha os menores buracos. 
- O hélio que temos na Terra 
veio do decaimento de elementos
 radioativos, no subsolo.  
E é encontrado em alguns depósitos de 
gás natural. 
E até recentemente o hélio era separado 
do gás natural e estocado. 
20 anos atrás, no início da década de 90 
A América que estocava hélio, desde 
a década de 20, 
começou a vender os estoques. Então o 
preço caiu. 
E tornou-se muito barato para 
encher balões. E ao mesmo tempo 
as pessoas começaram a fazer balões deste 
tipo de plástico metalizado. 
Os balões prateados que vc pode ver por toda 
parte, que mantém o hélio por um longo tempo 
Então vc pode vendê-los em lojas. Em um balão
 de borracha o hélio escapa tão rapidamente
que ninguém iria querer comprá-los. E o 
resultado é que desperdiçamos este hélio. 
O hélio é importante cientificamente como 
hélio líquido 
que entra em ebulição em 4 graus absolutos, 
isto é -269 oC.
E é um dos melhores refrigeradores, e 
é particularmente importante 
para resfriar os chamados magnetos 
supercondutores 
aqueles usados em máquinas de 
ressonância magnética 
e usado no Grande colisor de Hádrons. E  
é também muito importante 
para resfriar amostras científicas, se 
vc quiser fazer medidas em baixas temperaturas.
Como parte do meu doutorado, usei hélio 
líquido ocasionalmente. 
Eu tinha uma máquina especial que podia 
fazer o hélio no meu experimento 
E hoje fui ao estoque para buscá-la. Não 
usei isso por quase 40 anos. 
O que acontece aqui, é que esta parte 
é uma garrafa térmica 
que vc pode encher com nitrogênio 
líquido para baixar a temperatura. 
E tem um tubo fino até aqui, que 
pega o hélio em alta pressão 
e permite sair por um bico. Ele sai pelo 
bico e expande. 
Quando expande por este bico, ocorre o 
chamado resfriamento Joule-Thomson 
ele refria e se liquefaz. 
Quando eu usava este equipamento, ele 
consumia enormes quantidades de hélio 
que era muito caro. E uma vez que o gás vinha 
por aqui, era largado na atmosfera 
e era desperdiçado. Mas eu fiz ao todo, 
talvez uma meia dúzia de experimentos 
que eram muito importantes para o meu 
trabalho. 
Mas normalmente eu usava hidrogênio, que 
tem uma temperatura mais alta, mas é mais barato.
Hoje em dia, nesta universidade, as 
pessoas não desperdiçam hélio 
quando usam para refriá-lo. Mas em 
vez disto 
temos canos que vão dos laboratórios para 
um liquidificador central
Então podemos circular o hélio 
várias vezes, e não é desperdiçado. 
Agora, vou te levar para dar uma olhada 
no liquidificador 
e ver como é feito. Nunca estive lá, e é 
muito interessante. 
A entrada não parece muito interessante. 
Mas aguarde. 
Esta é provavelmente a maior garrafa 
térmica que você já viu 
e é certamente a maior que eu já vi. 
Isto é onde o hélio líquido é 
armazenado. 
Que guarda 300 litros de hélio líquido. 
Isto é quase 20.000 dólares de hélio,  
se vc quiser comprar. 
Todos laboratórios que usam hélio líquido 
no campus 
estão conectados com este prédio por meio de
tubos de plástico, e vc pode ver eles vindo aqui.
E cada tubo tem um medidor de gás. 
Então vc pode medir a quantidade de 
gás que retorna, e isto é muito importante 
pq as pessoas que fazem os experimentos, 
recebem dinheiro de volta por devolver o gás
E se eles não receberem o dinheiro, eles 
terão só desperdiçado. 
E uma vez que passa pelo medidor, vai 
até este grande balão. 
E este balão é realmente grande 
Pode ver... centenas de pés cúbicos. 
E esta quantidade de gás 
irá gerar uma quantidade muito pequena 
de líquido 
o suficiente para encher 16 garrafas 
deste tamanho 
Em torno de 12 litros de hélio 
líquido. 
Aquele balão quase não tem gás suficiente 
para fazer funcionar o liquidificador. 
Então tem uns estágios intermediários. 
Vamos lá ver. 
Sala do compressor de hélio 
Estamos agora na sala do compressor 
Que tem dois compressores aqui, 
que comprimem o gás do balão 
e pode ser estocado de maneira 
mais eficiente. 
E agora, uma vez que o gás é comprimido,  
é enviado para uns tanques de estocagem. 
E estes tanques de estocagem são 
realmente impressionantes. 
Tenho que ser bem magro para 
chegar lá. Estes são os tanques 
e vc pode ver que eles são enormes, e 
estes tanques contém o hélio impuro 
que vem dos experimentos do pessoal. Pq sempre 
entra um pouco de ar e este tipo de coisa 
no hélio. Não muito, mas seria o suficiente 
para estragar o liquidificador 
pq em uma temperatura muito baixa o ar iria 
congelar e trancar tudo. 
Então em um segundo estágio, este gás 
impuro vai para o liquidificador 
que pode purificar o gás, e então bombear 
neste tanque aqui 
que armazena hélio altamente puro. Quando 
este tanque está cheio 
não em uma pressão terrivelmente 
alta; talvez 11 atmosferas 
então seus sensores de pressão enviam 
uma mensagem para o liquidificador 
que está pronto para liquefazer o gás. 
Então o gás... 
quando deixa o tanque branco, vai para um 
outro compressor, que é um compressor limpo 
que está aqui atrás, na mesma sala. O 
compressor de hélio limpo 
está dentro desta caixa, então vc 
não consegue vê-lo. 
Ele faz um barrulho terrível, mas felizmente 
não está ligado neste momento.
E esta caixa usa mais eletricidade 
do que 
qualquer outro equipamento em toda o nosso 
campus da Universidade. 
Usa um oitavo de megawatt de eletricidade 
quando está funcionando. 
É uma máquina muito poderosa, e a razão 
pela qual precisa ser 
é pq o hélio é bem difícil de comprimir. 
Uma vez que o gás é comprimido 
em alta pureza 
ele vem de volta aqui pro liquidificador 
e este liquidificador usa expansão 
Joule-Thomson 
igual ao instrumento que 
eu mostrei na mesa do meu escritório. 
E este consegue produzir 40 litros de 
hélio líquido por hora. 
É uma quantidade bem significativa. Pode 
produzir, vamos dizer, três destes balões 
ou quase 4 destes balões de gás podem 
ser liquefeitos em uma hora. 
E todo líquido é estocado neste 
tanque. 
E uma vez que os cientistas estão prontos 
para usar o hélio líquido 
ele é transferido em uma dessas garrafas 
térmicas menores 
que então são levadas de volta ao 
departamento de química, 
o centro de imagens por ressonância 
magnética, ou o departamento de física 
e todo o ciclo começa novamente, o hélio 
vai ao equipamento 
então evapora de volta pelos canos até 
o balão. 
Quando o sistema está funcionando muito bem,  
95% do gás é reciclado. 
Agora, algo que nunca vi antes. Vou mostrar 
hélio líquido 
saindo do tanque. 
Aqui está o líquido saindo 
E está vaporizando imediatamente e 
é realmente muito frio. 
E se eu respirar, minha voz vai mudar de 
timbre. 
Talvez... não devemos desperdiçar muito. 
Pq vai para a atmosfera 
e vai ser perdido para o espaço. 
A maior estrutura do mundo de magnetos 
supercondutores 
está no Grande Colisor de Hádrons, no 
qual estes magnetos estão 
em toda extensão do túnel de 27 quilômetros. 
E o Brady esteve lá, poucas semanas atrás, 
e me mostrou fotos de gigantescos tanques 
de hélio líquido 
que tem no Grande Colisor de Hádrons.
Não ficando sem hélio, o preço 
subirá 
e também, talvez ocorra algumas 
interrupções no fornecimento. 
Neste artigo ele descreve alguns 
equipamentos bem caros 
que, por causa da falta de hélio, não 
estão funcionando em certos dias. 
E pq tem toda a equipe, e tudo mais, isto 
é um desperdício de dinheiro. 
Não iria ser contra se o hélio fosse 
utilizado por alguma razão nobre 
mas se está sendo usado só para diversão. 
As pessoas podem se divertir de outras formas 
Sem prejudicar a pesquisa científica, e 
particularmente sem por em perigo 
as medidas de ressonância magnética que 
são utilizadas em hospitais 
para todo o tipo de tratamento médico. 
- Será que os cientistas não seriam 
acusados de roubar a festa? 
Os cientistas podem se divertir como todo 
mundo
Hélio, um elemento fantástico. Muito 
leve e divertido! 
Vc pode encher balões com hidrogênio, mas 
eles podem explodir, se vc fumar. 
Eu iria sugerir que vc pode ter uma grande 
diversão sem balões de hélio na festa. 
Traduzido por Prof. Dr. Luís Brudna 
 
