Aquesta instal·lació, construïda en col·laboració amb l'ICN2, és única a Catalunya i permet recuperar el 80% de l'heli líquid que consumeix el Sincrotró ALBA per fer funcionar els imants superconductors que té i per dur a terme experiments a molt baixes temperatures.

Cerdanyola del Vallès, 29 de gener de 2018

. Tot i ser el segon element més abundant a l'univers, les reserves d'heli a la Terra són molt limitades i es preveu que s'exhaureixin en poques dècades. Aquest gas inert, que es genera al fusionar àtoms d'hidrogen, es troba amagat al subsòl d'algunes reserves de gas natural i la seva extracció és cara i difícil d'obtenir. Per aquest motiu, es busquen sistemes per recuperar-lo i així facilitar la seva aplicació en la multitud d'equipaments en què s'utilitza (més enllà dels populars globus).

L'heli líquid és bàsic per al funcionament d'equips mèdics com els magneto-encefalogrames (MEG), per refredar a gairebé -270 ºC els imants superconductors que contenen. També és necessari per dur a terme diferents experiments científics; al Sincrotró ALBA hi ha dos imants superconductors, un per a la producció del feix de llum en una de les línies experimentals i un altre on s'ubiquen les mostres d'una d'aquestes línies. En els dos casos requereixen un abundant subministrament d'heli. A més a més, quatre de les vuit línies de llum que té la infraestructura l'utilitzen per mantenir fredes les mostres que s'han d'analitzar, quan són travessades per la de llum de sincrotró.

Per assegurar la disponibilitat d'aquesta substància a un cost limitat (es preveu que el cost al mercat mundial pugui arribar a duplicar-se en un futur proper), l'ALBA ha construït una planta per liquar el gas de l'heli i reutilitzar-lo de nou un cop liquat.

"Amb la nova planta podem reciclar el 80% de l'heli que consumim quan fem experiments i estalviar a dia d'avui més de 10€ per litre consumit ", comenta Joan Casas, cap d'Enginyeria del Sincrotró ALBA.

Un circuit per reciclar l'heli

Quan s'utilitza l'heli líquid als experiments del Sincrotró ALBA, aquest passa d'estat líquid a gasós. La nova planta recupera l'heli en estat gasós, el purifica i el torna a estat líquid per ser utilitzat de nou. El procés que segueix és el següent.

L'heli arriba a la planta a través d'un sistema de canonades i s'emmagatzema en un globus de 20 m3 a pressió ambient. Posteriorment, es comprimeix a 200 bar, per emmagatzemar-lo en botelles fins que es necessiti liquar. El següent pas, just abans de la liqüefacció, és purificar-lo dels contaminants que s'hagin pogut introduir durant tot el procés fins aconseguir un 99,999% de puresa. Finalment el gas purificat es segueix comprimint fins que es refreda per sota de -269 ºC, moment en que una part del gas es torna líquida. La part líquida es guarda en un dipòsit de 1000 litres a disposició dels equips que ho necessitin. La part gasosa es complementa amb més gas purificat, i es segueix comprimint i refredant, per anar produint més líquid.

Aquesta planta és única a Catalunya i permet reciclar fins 25.000 litres d'heli l'any. S'ha posat en marxa amb la col·laboració de l'Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), que també es beneficiarà d'una part de la producció. La planta ha estat construïda en un espai annex a l'edifici amb al col·laboració d'empreses locals. S'ha instal·lat totalment amb recursos interns del Sincrotró ALBA i ja ha completat la seva legalització.

A banda de l'estalvi econòmic, la planta afavoreix la sostenibilitat dels equipaments, permet ser menys dependents d'un mercat amb poca disponibilitat i preus fluctuants assegurant a partir d'ara una reserva d'heli líquid de 2 setmanes sense cap nou subministrament.

Vista general de la nova planta de liqüefacció d'heli, ubicada annexa a l'àrea experimental del Sincrotró ALBA. Fotografia: Yuri Nikitin.