EL SILICIO

CLASIFICACIÓN

El silicio es un elemento químico metaloide. En la naturaleza es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre como óxido de silicio  (SiO2), y se suele encontrar de forma de polvo junto a otros minerales como el cuarzo, amatista, arena... o en forma sólida de silicato, originando octaedros de color azul grisáceo.

PROPIEDAD MÁS IMPORTANTE

La propiedad más importante puede ser los amplios beneficios que tiene en la salud de nuestro organismo, pues es un elemento fundamental, y sin él podríamos sufrir daños en el pelo, uñas; piel arrugada; huesos y dientes sensibles y frágiles; hipertensión; fallos en los neurotransmisores del sistema nervioso; taquicardias y arritmias; sensación de cansancio; y demencia senil.

APLICACIÓN MÁS IMPORTANTE

A día de hoy el silicio es uno de los materiales más importantes para la humanidad, pues dependemos mucho de sus aplicaciones tanto en la construcción (el dióxido de silicio es un importante constituyente del hormigón y los ladrillos, y se emplea en la producción de cemento) y la industria electrónica (se usa en la fabricación de transistores, celdas solares y semiconductores).

PROCESO DE OBTENCIÓN

El proceso de obtención consiste en hacer reaccionar dióxido de silicio con carbono en grandes hornos a más de 3000ºC.

SiO2 + 2C---->Si + 2 CO

Entonces el silicio en estado líquido se acumula en el fondo del horno, de donde se extrae y se enfría. El silicio obtenido en este proceso se le denomina metalúrgico y tiene una pureza mayor al 99%. Pero para la fabricación de semiconductores y dispositivos electrónicos es necesario un silicio de mayor pureza, ultrapuro, que se puede obtener por procesos físicos (se muele el silicio y luego se sumerge en ácido, pues las impurezas son más solubles que el silicio; o se funde por zonas y el silicio fundido arrastra las impurezas), o químicos (se usan compuestos de silicio más fácil de purificar, y dependiendo el compuesto puede ser el proceso Siemens o Dupont). Para obtener el silicio monocristal se usa el proceso Czochralski.

PROPIEDADES MÁS DESTACADAS

El silicio es un elemento químico con propiedades destacadas. Es un semiconductor, lo que lo hace esencial en la fabricación de dispositivos electrónicos. Además, es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre, lo que lo convierte en un material ampliamente disponible. El silicio es químicamente estable y resistente a la corrosión, lo que lo hace adecuado para diversas aplicaciones en entornos químicos y atmosféricos. Además, tiene una alta resistencia térmica, lo que lo hace útil en aplicaciones de alta temperatura. Otra propiedad importante del silicio es su versatilidad en enlaces covalentes, lo que le permite formar estructuras cristalinas estables y construir materiales semiconductores. Esto es fundamental para la industria electrónica y la fabricación de componentes como transistores y circuitos integrados.

El silicio también tiene propiedades ópticas, siendo transparente a longitudes de onda infrarrojas. Esto lo hace útil en aplicaciones ópticas en el infrarrojo, como ventanas y lentes para cámaras térmicas.

Otra ventaja del silicio es su baja densidad en comparación con otros materiales estructurales, lo que lo hace valioso cuando se busca un material ligero pero resistente.

APLICACIONES MÁS DESTACADAS

Electrónica y tecnología: El silicio es fundamental en la fabricación de dispositivos electrónicos, como transistores, chips y circuitos integrados. Estos componentes son la base de computadoras, teléfonos inteligentes, televisores, sistemas de comunicación y muchos otros dispositivos electrónicos.

Energía solar: El silicio se utiliza en la fabricación de células solares fotovoltaicas. Estas células convierten la luz solar en electricidad mediante el efecto fotovoltaico. Los paneles solares de silicio son una fuente limpia y sostenible de energía renovable.

Vidrio y cerámica: El dióxido de silicio (arena) se utiliza para fabricar vidrio y cerámica. El vidrio de silicio es común en ventanas, envases y productos ópticos. Además, el silicio se agrega a las cerámicas para aumentar su resistencia y durabilidad.

Materiales compuestos: El silicio se utiliza en la producción de materiales compuestos, como las fibras de vidrio y los polímeros reforzados con fibra de carbono. Estos materiales son ligeros, resistentes y se utilizan en la construcción de aviones, automóviles, barcos y otros productos de alta resistencia.

Química y industria farmacéutica: Los compuestos de silicio se utilizan en una variedad de aplicaciones químicas e industriales. El silicio se encuentra en productos como adhesivos, selladores, lubricantes, revestimientos protectores y agentes antiadherentes. Además, algunos compuestos de silicio tienen aplicaciones en la industria farmacéutica.

Industria metalúrgica: El silicio se utiliza como desoxidante y desulfurante en la producción de acero y otros metales. Ayuda a eliminar impurezas y mejorar la calidad del metal.

Electrónica de potencia: El silicio es utilizado en dispositivos de electrónica de potencia, como rectificadores, diodos y transistores de alta tensión. Estos componentes se utilizan en la conversión y control de energía en aplicaciones industriales y sistemas de energía eléctrica.

Química analítica: El silicio se utiliza en la fabricación de chips de silicio utilizados en la cromatografía de gases y otros equipos de análisis químico.

IMPACTO AMBIENTAL

El silicio como tal no es contaminante, su impacto medioambiental depende del ciclo de vida de su producción y uso. La producción del silicio requiere mucha agua y energía y puede liberar emisiones de gases de efecto invernadero que pueden contribuir al cambio climático junto a otros residuos tóxicos. Además, la eliminación incorrecta de los desechos asociados con la producción de silicio puede contaminar el medio ambiente. Sin embargo, el silicio es un material esencial para la fabricación de tecnología como la energía solar y los dispositivos electrónicos, lo cual puede aumentar la eficiencia energética y reducir la dependencia de los combustibles fósiles.