Gama Gases

Hélio

Hélio


Descrição


O hélio à temperatura ambiente e pressão atmosférica é um gás não inflamável, não tóxico, incolor, inodoro e insípido. Ele esta presente no ar atmosférico à concentração de 5,24 ppm por volume. O hélio é normalmente fornecido como um gás comprimido em cilindros de aço a uma pressão de 150 ou 200 bar a 21ºC, ou em casos especiais, como líquido refrigerado em tanques criogênicos especiais. Esse gás não pode ser solidificado apenas abaixando a temperatura do líquido até o zero absoluto (0 k, -273,15ºC). Não tem um ponto triplo. Para solidificar o hélio à 0k, é necessária uma pressão de cerca de 25 bar. O hélio líquido a 2,173K (ponto lambda) passa por uma transição de um líquido mais ou menos normal para um outro com propriedades únicas. O líquido com temperaturas acima de 2,173k é chamado “hélio I” e o líquido com uma temperatura inferior “hélio II”. O Hélio II é um super fluído e possui zero de entropia, uma condutividade térmica muito grande, e viscosidade zero.


Propriedades Físicas
Calor latente de fusão a 1,2 K, 2555 kPa 0,3347 J/mol;
0,08cal/mol.
Calor molar específico, gás a 101,325 kPa a 25ºC a pressão constante. 20,967 J/(mol x K)
Calor molar específico, gás a 101,325 kPa a 25ºC a volume constante. 12,863 J/(mol x K)
Condutividade térmica, gás a 101,325 kPa a 26,85ºC. 0,017744 W/(m x K);
0,425 x 10-6 cal x cm/(s x cm2 x ºC).
Condutividade térmica, líquido, Hélio I a 2,4 K. 0,01883 W/(m x K);
45 x 10-6 cal x cm/(s x cm2 x ºC).
Constante dielétrica, gás a 101,325kPa e 25ºC. 1,0000639
Densidade absoluta, gás a 101,325kPa a 0ºC. 0,1785 Kg/m3
Densidade crítica. 0,5307 Kg/dm3
Densidade, líquido a pressão de saturação a 2,173qK. 0,14657 Kg/L
Densidade relativa, gás a 101,325 kPa a 0ºC (ar = 1). 0,138
Energia mínima de excitação. 3,175 x 10-18 J; 19,818 eV.
Fator crítico de compressibilidade 0,305
Fórmula 4He
Índice refrativo, gás a 101,325 kPa e 25ºC. 1,00003197
Massa Molecular 4,002602
Ponto de ebulição a 101,325 kPa. 4,2144 K;
-268,94ºC;
-452,1ºF
Ponto de fusão a 2555 kPa. 1,2 K;
-272ºC;
-457,5ºF.
Potencial de primeira ionização. 3,939 x 10-18 J;
24,586 eV.
Pressão crítica. 229 kPa;
2,29 bar;
33,2 psia;
2,261 atm.
Pressão no ponto lambda inferior. 3003 kPa;
30,03 bar;
29,64 atm.
Pressão no ponto lambda superior. 5,07 kPa;
50,7 mbar;
38,0 mmHg.
Razão do calor específico, gás a 101,325 kPa a 25ºC Cp/Cv. 1,63
Sinônimo. Hélio-4
Solubilidade em água a 101,325 kPa (pressão parcial) a 20ºC. 8,61 cm3 /1 Kg de água
Temperatura crítica. 5,20 K;
-268ºC;
-450,3ºF
Temperatura no ponto Lambda inferior. 1,760 K;
-271,4ºC;
-456,5ºF.
Temperatura no ponto Lambda superior 2,173 K;
-271,0ºC;
-455,8ºF
Tensão superficial a 1,0 K 0,347 mN/m; 0,347 dyn/cm
Velocidade sônica ,gás a 101,325 kPa a 0ºC. 96,99 m/s
Velocidade sônica , líquido a 4,00 K. 190 m/s
Viscosidade, gás a 101,325 kPa a 26,8ºC. 0,02012 mPa x s; 0,02012 cP.
Viscosidade, líquido, Hélio I a 3,0 K. 0,0033 mPa x s; 0,033 cP.
Viscosidade, líquido, Hélio II a 1,2 K. 0,00189 mPa x s; 0,00189 cP.
Volume crítico 14,431 dm3/ kg
Volume específico a 21,1ºC 101,325 kPa> 6030,4 dm3/ kg;
96,6 ft3/ Ib

Aplicações

O hélio é usado na área de soldagem com gás de proteção para o arco de solda, evitando porosidade e oxidação excessiva. É usado em misturas com neônio e argônio para tubos eletrônicos e fabricação de lâmpadas especiais. O hélio tem sido usado para enchimento de balões publicitários e também “bexigas” de látex e alumínio muito utilizadas em festas; na indústria bélica é usado especificamente na área de produção de mísseis para pressurizar o combustível e injetá-lo nas turbinas. É muito usado na pressurização de tubulações e equipamentos especiais para, com o auxílio de um espectrômetro de massa, possibilitar a detecção de micro vazamentos. Em laboratórios tem sido usado como gás de arraste em cromatografia gasosa. Misturas de hélio com oxigênio são muito usadas como gás respirável para que mergulhadores, trabalhando em mergulho profundo, possam respirar de forma segura, diminuindo o tempo de despressurização no retorno à pressão atmosférica e diminuindo os riscos de embolia. Hélio gasoso sob altíssima pressão, é utilizado no sistema direcional de satélites, para pequenos ajustes de órbita. Hélio líquido refrigerado é utilizado para resfriar os eletroímãs dos equipamentos de ressonância magnética nuclear.


Efeitos sobre o homem e toxicidade

O hélio não é tóxico. No Brasil o anexo número 11 da Norma Regulamentadora 15 (NR 15), considera o produto como asfixiante simples e não impõe limites de exposição, entretanto, no ambiente de trabalho, deve-se garantir que a concentração mínima de oxigênio seja de 18% em volume. As situações na qual a concentração de oxigênio estiver abaixo deste valor serão consideradas de risco grave e iminente. Em caso de super exposição ao produto, ele pode causar asfixia e neste caso os sintomas são: náuseas, e pressão na testa e nos olhos, podendo ainda causar perda de consciência e morte.


Primeiros Socorros

Uma pessoa que seja vitima de asfixia por hélio, deve imediatamente ser removida para uma área descontaminada, de preferência ao ar livre. Caso a pessoa esteja apresentando dificuldade respiratória pode ser administrado oxigênio. Caso a pessoa apresente perda de consciência e parada respiratória, é necessário fazer respiração artificial (boca a boca) seguida de administração de oxigênio. Caso haja parada cardíaca, será necessário administrar massagem cardíaca simultaneamente à respiração artificial; fazendo-se 5 massagens cardíacas e uma respiração alternadamente. Em qualquer caso chame imediatamente um médico ou socorro especializado.

Apesar de o hélio ser um gás inerte, quando se encontra em sua forma liquefeita, devido à sua baixa temperatura, cerca de – 271 ºC, caso entre em contato com a pele, ele causará queimaduras criogênicas que são muito doloridas e causam imediato congelamento do local atingido. Caso a vítima tenha sido atingida por hélio líquido, o local atingido deve ser descongelado com água corrente, nunca utilizar água quente, a vítima deve então ser mantida aquecida e um medico chamado imediatamente.


Precauções no manuseio e estocagem

Apesar de o hélio ser um gás inerte, em concentrações muito elevadas ele é asfixiante, e deve ser estocado em uma área bem ventilada. O hélio é inodoro, portanto, você nunca saberá, através do olfato, se houve ou não vazamento. Não coloque os cilindros onde exista o risco de entrar em contato com um circuito elétrico, um curto circuito sobre o cilindro pode ocasionar um aquecimento localizado muito elevado comprometendo a resistência da parede do mesmo. Nunca utilize os cilindros como roletes e evite impactos. Ao utilizar cilindros de hélio, procure sempre fixá-los adequadamente de forma a evitar quedas acidentais. O hélio líquido deve somente ser armazenado em tanques criogênicos especialmente desenhados para este fim. Nunca manuseie hélio liquido sem a assistência de uma pessoa adequadamente treinada, caso tenha duvidas, solicite assistência do fornecedor.


Informações para transporte

Dados os riscos envolvidos e a complexidade das exigências de segurança legais normativas para o transporte de produtos perigosos em geral, e especificamente do hélio sugerimos que os clientes não transportem gases a granel ou em cilindros, a menos que estejam altamente familiarizados com as exigências mencionadas e possuam os equipamentos e recursos necessários. As informações que se seguem têm caráter puramente ilustrativo e não estão completas.

Recomendamos enfaticamente que quando o transporte seja indispensável para a operação de um determinado cliente, este, adquira a versão mais atualizada do “Manual de Autoproteção – Produtos Perigosos – Manuseio e transporte rodoviário” publicado pela Indax Advertising Comunicação Ltda. ou então da coletânea de decretos lei e normas pertinentes da ABNT.

O transporte do hélio em cilindros deve ser feito em caminhão equipado com carroçaria metálica aberta, que possua condições de transportá-los em posição vertical e que esteja devidamente sinalizado e equipado com o kit de emergência apropriado ao produto ou produtos que esteja sendo transportado. O motorista deve possuir habilitação compatível com o tipo e porte de veiculo utilizado e ter participado com aproveitamento de curso de “transporte de produtos perigosos” ministrado por estabelecimento de ensino reconhecido.

Em toda operação de transporte os seguintes documentos são de porte obrigatório: habilitação do motorista, certificado de conclusão do curso de transporte de produtos perigosos, envelope de transporte contendo: notas fiscais dos produtos transportados e suas fichas de emergência.

Normalmente o kit de emergência para o transporte de gases é constituído de: 10 cones de sinalização, 4 placas auto portantes com inscrição “Perigo Afaste-se” com dimensões mínimas de 340 x 470 mm, 100 metros de fita zebrada com largura mínima de 70 mm, 06 suportes para sustentação da fita zebrada, 02 calços de madeira de
150 x 150 x 200 mm, 01 caixa com jogo de ferramentas, 01 lanterna grande com pilhas novas carregadas, isto além de EPI´s como óculos de segurança, pares de luvas de raspa de couro, capacete, etc. em perfeitas condições e em quantidade suficiente para o motorista e demais ocupantes do veiculo de transporte. Isto sem falar em extintores de incêndio e demais item de segurança do veículo. No caso específico do hélio as leis e normas vigentes devem ser consultadas para verificar se existem requisitos adicionais.

Além das sinalizações regulares como faixas refletivas na carroçaria e pára-choques, as unidades de transporte devem estar sinalizadas com rótulos de risco, alem de painéis de segurança. Como os regulamentos normativos para a sinalização do veiculo são muito complexos nos limitamos a informar abaixo somente os dados principais que devem definir a sinalização do hélio e recomendamos que seja consultada a coletânea de normas ABNT para o transporte terrestre de produtos perigosos.

Produto: Hélio, comprimido

Número da ONU: 1046

Classe de risco: 2.2 – gases não inflamáveis, não tóxicos

Risco subdisiário: não pertinente

Número de risco: 20


Detecção de Vazamentos

Todos os equipamentos: válvulas, reguladores de pressão, conexões, tubulações, etc. que se destinem a serem utilizados com hélio, devem ser devidamente testados e condicionados antes do uso. Dois métodos de teste que podem ser utilizados estão listados abaixo em ordem de preferência:

1.   Pressurizar o sistema com uma mistura de no máximo 5% de hidrogênio em nitrogênio e testar todas as conexões com um detector de condutividade térmica. Ao final do teste o sistema deve ser evacuado e no mínimo purgado com o próprio hélio que será utilizado para remover os resíduos da mistura de gases utilizada. Este teste necessita ser realizado por uma pessoa adequadamente treinada, dá resultados muito satisfatórios e o sistema se torna altamente confiável. Devido ao alto custo do hélio, este procedimento é especialmente recomendado.

2.   Pressurizar o sistema com nitrogênio e testar todas as conexões e pontos suspeitos com uma mistura de água e detergente. No local onde haja vazamento haverá formação de bolhas. Este teste pode ser feito por quase qualquer pessoa, porém os resultados podem não ser os mais seguros e pequenos vazamentos podem não ser detectados. Após a detecção e correção dos vazamentos, deve ser feita a secagem interna dos equipamentos através da passagem nitrogênio por seu interior até haver plena certeza que toda a umidade residual tenha sido eliminada. Depois da secagem, conforme o caso evacuar e no mínimo purgar a linha com o próprio hélio que será utilizado.


Aviso Importante

Este material foi concebido com o intuito de fornecer ao leitor acesso conveniente às informações de propriedades físicas e químicas do produto em pauta. A Gama envidou seus maiores esforços no sentido de produzir um material de alta qualidade técnica, não obstante, este informativo apesar de abrangente não contém todos os dados e informações técnicas disponíveis sobre o produto.

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