El helio es un recurso finito que desempeña un papel fundamental en varios sectores, como la imagen médica, los sistemas de gestión térmica para baterías, la ingeniería aeroespacial, la industria química y farmacéutica, la fabricación de semiconductores, la fibra óptica, la física de partículas, los globos científicos y muchos más. La alta conductividad térmica, la inercia química y las propiedades criogénicas del helio se prestan de forma única a aplicaciones con alternativas limitadas o inexistentes en algunos casos.

Específicamente en las industrias en las que no existen alternativas viables al helio, es probable que el aumento de los precios empuje a las empresas a considerar estrategias de conservación y a invertir en tecnologías de recuperación. A pesar de ello, el nuevo informe de IDTechEx, «Helium Market 2025-2035: Aplicaciones, Alternativas y Recuperación», prevé que la demanda de helio casi se duplique de aquí a 2035.

Debido al papel clave del helio en la transición energética (por ejemplo, vehículos eléctricos y baterías), la transformación digital (electrónica, IA, telecomunicaciones, etc.) y la exploración espacial, está clasificado como mineral crítico por organismos gubernamentales, como la UE y Canadá. A pesar de su importancia, la falta de diversificación de la producción y las tensiones geopolíticas hacen que el mercado del helio sea susceptible a la escasez crónica de suministro y a la volatilidad de los precios.

Principales fuentes de producción y aplicaciones del helio. Fuente: IDTechEx

El helio en la industria manufacturera

El helio se utiliza ampliamente en los procesos de fabricación por sus propiedades refrigerantes e inertes. Es esencial para la gestión térmica durante la producción de semiconductores y para la fibra óptica, y es un componente crucial para los procesos de control de calidad, como las pruebas de estanqueidad de piezas, incluidos los equipos de climatización, los depósitos de combustible, los paquetes de baterías y los componentes aeroespaciales. También es clave para los procesos de soldadura en la producción de numerosas piezas, incluidos los componentes eléctricos y de automoción. En particular, el avance de los procesos de fabricación de semiconductores hacia nodos más pequeños (críticos para la IA, los vehículos autónomos, etc.) también aumentará la dependencia de la industria de semiconductores del helio, sin alternativas viables en la actualidad.

El informe de IDTechEx examina de forma crítica cómo estas industrias están afrontando los retos crónicos del suministro de helio. A través de entrevistas con actores clave, como fabricantes de tecnologías de recuperación como Telstar y Nextrom, el informe destaca las tendencias y la actividad del mercado en la conservación del helio (por ejemplo, invirtiendo en tecnologías de recuperación) y la adopción de sustitutos del helio cuando es posible.

El Helio como criógeno

 Con un punto de ebullición normal de 4,2K, el helio es el único líquido que alcanza temperaturas cercanas al cero absoluto (0K). Por ello, es fundamental para los dispositivos superconductores, como las máquinas de resonancia magnética y de resonancia magnética nuclear de las industrias médica y química, los aceleradores de partículas, como el Gran Colisionador de Hadrones, y algunos reactores de fusión nuclear. Para la informática cuántica, varias modalidades de qubits requieren una refrigeración de entre 10mK y 4K en algunos aspectos de la cadena de inicialización, manipulación y lectura. Para acceder a temperaturas de mK (1mK = 0,001K), actualmente es esencial el uso de helio dentro de criostatos.

En las últimas décadas, los escáneres de resonancia magnética han sido la principal aplicación de helio por uso final. Sin embargo, las mejoras en hardware (por ejemplo, diseños sellados de por vida), software (por ejemplo, IA, aprendizaje profundo) y desarrollos de materiales (por ejemplo, metamateriales, superconductores de alta temperatura) están anunciando una historia de éxito en la reducción de los requisitos de helio. El informe de IDTechEx «Helium Market 2025-2035: Aplicaciones, Alternativas y Recuperación» de IDTechEx analiza críticamente los avances tecnológicos que impulsan las tendencias emergentes en la demanda de helio para IRM, RMN, computación cuántica, etc.

El helio en la industria aeroespacial

El helio desempeña un papel importante en muchos aspectos de la industria aeroespacial. Se utiliza como gas inerte para purgar sistemas de hidrógeno, presurizar sistemas de fluidos de tierra y de vuelo, realizar pruebas de estanqueidad en componentes y actúa como gas de protección en soldaduras de precisión. También se utiliza como criógeno para refrigerar componentes.

En los últimos cinco años ha aumentado la frecuencia de los lanzamientos orbitales, y las entidades comerciales son cada vez más fundamentales para la expansión del sector. Este crecimiento subraya el papel crítico del helio, consolidando aún más su estatus como recurso indispensable dentro del sector. El informe de IDTechEx ofrece una previsión a 10 años detallando la demanda prevista de helio en el sector aeroespacial.

Tendencias en la producción de helio

Aunque se espera que la capacidad de producción de helio aumente si Qatar y Rusia incrementan su producción, esto no garantiza necesariamente un suministro de helio sin interrupciones en el futuro, teniendo en cuenta las tensiones geopolíticas en las regiones donde se produce la mayor parte del helio.

Un número creciente de pequeños actores independientes están explorando el helio primario/verde a partir de reservas geológicas en las que está presente en gases no hidrocarburos. No obstante, para dilucidar las perspectivas de la capacidad de producción a medio y largo plazo se requieren datos y validaciones exhaustivas. Estos proyectos aprovechan sistemas de separación de bajo coste, como las tecnologías de membrana y PSA, para mejorar y purificar el helio en los pozos o en las instalaciones locales de procesamiento. El informe de IDTechEx, elaborado a partir de la información obtenida de los proveedores de tecnologías de separación de helio, como UGS y Generon, compara de forma exhaustiva las ventajas y los retos de las tecnologías de separación y purificación de helio.

Previsión de crecimiento de la demanda de helio. Fuente: IDTechEx

Perspectivas de IDTechEx

Históricamente, el precio del helio ha sido bajo, lo que ha hecho económicamente inviable impulsar las innovaciones, exploraciones y adopción de tecnologías de recuperación de helio. Sin embargo, la seguridad del suministro de helio se ve lastrada por tensiones geopolíticas y contribuciones multifactoriales que afectan al mercado. Concretamente en los sectores en los que no existen alternativas viables al helio, es probable que el aumento de los precios empuje a las empresas a considerar estrategias de conservación y a invertir en tecnologías de recuperación.

A pesar de las estrategias de conservación y las sustituciones, IDTechEx prevé que la demanda de helio casi se duplicará de 2024 a 2035.

Autor: Dr. Shababa Selim, analista tecnológico de IDTechEx