1.

GENERALIDADES
1.1. Introducción
El silicio es un semiconductor, una clase de materiales cuyas
propiedades eléctricas difieren de las de los metales y de los aislantes.
Una singularidad, entre otras, de los semiconductores es que sus
propiedades pueden modificarse drásticamente incorporando átomos de
otros elementos químicos en proporciones muy reducidas.
Con silicio se fabrican los circuitos integrados que hacen funcionar los
equipos electrónicos que están presentes en nuestra vida cotidiana
vinculados a las tecnologías de la Información y las Comunicaciones: los
ordenadores, los teléfonos móviles, Internet….También son de silicio
más del 90% de las células solares que hay instalados en los paneles y
huertos solares que crecen sin cesar en todo el mundo y que ya
constituyen una nueva y verdadera revolución verde en el campo
energético [1]. El economista Jeremy Rifkin considera que la fusión de
las tecnologías de las comunicaciones con las energías renovables está
dando lugar a una nueva y potente “Tercera Revolución Industrial”
El silicio se encuentra de forma natural en la arena. Cuando usted pasea
por una playa o por el monte, está pisando silicio en unas cantidades
muy apreciables, tal y como muestra la siguiente figura, que detalla la
composición química de la corteza terrestre:

Composición química de la corteza terrestre, expresando la presencia

de los principales elementos en porcentaje sobre el total
El silicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre,
después del oxígeno. Ahora bien, el silicio que se utiliza en los circuitos
integrados y en las células solares es extraordinariamente puro, pero en
la naturaleza está mezclado con otros elementos químicos que lo hacen
inviable para esas aplicaciones.
En este artículo describiré el proceso de purificación y obtención
posterior de cristales adecuados para la industria microelectrónica (en lo
que sigue ImE) y para la de fabricación de dispositivos fotovoltaicos (en
lo que sigue IFV).

1.2. Reseña Histórica sobre el elemento o material asignado

Descubridor: Jöns Jacob Berzelius.
Lugar de descubrimiento: Suecia.
Año de descubrimiento: 1824.
Origen del nombre: El nombre "silicio" deriva del latín "sílex"
(pedernal). Este nombre proviene de que los compuestos de silicio eran
de gran importancia en la prehistoria: las herramientas y las armas,
hechas de pedernal, una de las variedades del dióxido de silicio, fueron
los primeros utensilios del hombre.
 Obtención: Aunque, previamente, Davy pensaba que la sílice no era un
elemento, no pudo descomponerla. En 1824, Berzelius obtuvo silicio
amorfo al hacer reaccionar tetrafluoruro de silicio sobre potasio fundido.
Al lavar el producto con agua obtuvo un polvo pardo que era silicio
amorfo. En 1854, Sainte-Claire Deville preparó silicio cristalino por
electrólisis de un cloruro impuro de sodio y aluminio. El silicio estaba
contenido en el aluminio en forma de escamas brillantes, al eliminar el
aluminio por disolución quedó el silicio cristalino.

1.3. Datos Históricos de producción mundial del elemento o material

RANKING DE LOS PRINCIPALES PAÍSES PRODUCTORES DE

SILICIO A NIVEL MUNDIAL EN 2017 (EN MILES DE TONELADAS
MÉTRICAS)

2. PROCESOS
2.1. Descripción del proceso de extracción
El punto de partida imprescindible para producir Si-GS, es obtener silicio
grado metalúrgico (Si = 97-98%).
La tecnología más usada a escala mundial se basa en la reducción
carbotérmica de los minerales de sílice (fundamentalmente cuarcita,
arena sílice y cuarzo) empleando hornos de arco eléctrico con electrodo
sumergido, que involucra una energía durante el proceso entre 10.8 y
12.0 kWh por kg de Si-GM (~11,4 GWh/t), pero se ha reportado más
comúnmente consumos energético de 13 kWh/ (kg de Si-GM, 97-99%).
Desde el punto de vista teórico la reducción del óxido de silicio (SiO2)
con carbono (C) a temperaturas superiores a los 2000 ºC involucra una
energía equivalente a 6,36 kWh/(kg de Si-GM). SiO2 +2C = Si + 2CO
En la práctica, la energía empleada en la reducción carbotérmica es de
1.7 a 2.04 veces superior a la teórica. Los rendimientos en la producción
de Si-GM reportados respecto al mineral de sílice (SiO2) oscilan entre
75 y 85% del teórico.
En la figura se expone un esquema de los pasos del proceso de
obtención de silicio grado metalúrgico a partir de del mineral de sílice. El
consumo energético en todo el ciclo se calcula entre 15 y 18 MW por
tonelada de silicio metalúrgico obtenido listo para ser transportado a la
industria metalúrgica del aluminio o a la química o a la electrónica o
fotovoltaica.

1. Extracción del silicio puro del Si-GM

A partir del silicio de grado metalúrgico finamente triturado y mediante
un proceso químico de varias etapas y bastante complicado se obtiene
el Si-GS.
Los procesos tecnológicamente más difundidos se basan primeramente
en hacer reaccionar el Si-GM a altas temperatura (300 ºC) con cloruro
de hidrógeno anhidro en presencia de un catalizador para obtener
triclorsilano (SiHCl3) según la reacción (1) o a altas presiones con
dihidrógeno (2) acorde a las reacciones:

Durante la reacción (1) se pueden formar otros compuestos como

tetracloruro de silicio (SiCl4) o cloruros de las impurezas acorde a la
ecuación (3).

El triclorosilano es líquido a temperatura ambiente (25ºC), siendo su

temperatura de ebullición de 31.7 °C, temperatura muy inferior a las
temperaturas de ebullición de muchas impurezas presentes en el Si-GM.
El SiHCl3 puede purificarse mediante por un proceso iterativo de
destilación, que consiste en calentar el líquido con control estricto de
temperatura condensando y recogiendo el gas que se produce a un
valor específico de temperatura. Si este proceso se realiza varias veces
sucesivamente, incrementado así la pureza del líquido recolectado.

Obtención de silicio de alta pureza (polisilicio = feedstock)

El segundo paso consta en la descomposición térmica de triclorosilano
(SiHCl3) en una atmósfera de dihidrógeno, tecnología más difundida
(reacción (4) inversa de la (3)), obteniéndose el silicio denominado
"polisilicico" de grado electrónico (Si-GE) de alta pureza (0,001 ppm). La
reacción de la descomposición sería:

El triclorosilano mezclado con hidrógeno se introduce en el reactor, en el

cual es calentado eléctricamente entre 900 y 1100ºC,
descomponiéndose catalíticamente. El silicio formado inicialmente sirve
como centro de nucleación, es decir, que sobre su superficie de los
granos (soporte semilla) se favorece la condensación posterior de silicio.
El proceso puede durar varias horas para realizarse. Este proceso
puede ser más eficiente, si en el reactor se coloca una varilla base silicio
adhiriéndose sobre su superficie epítaxialmente a una velocidad de no
mayor de 1 mm/h. El material obtenido por deposiciones reiteradas se
denomina policilicio, que presenta una alta pureza, pero todavía no
puede ser usado para dispositivos electrovoltaicos, detectores de
radiación, debido a que es policristalino.

El polisilicio ultra puro 99.999999% (denominado en inglés "polysilicon"

o "silicon feedstock") de estructura policristalina se muele a tamaños de
guijarros para ser vendido a la industria de semiconductores, pero las
piezas pequeñas o el polvo de silicio se venden a la industria solar, junto
con el silicio depositado cerca de las partes internas de los equipos del
proceso, así como el rechazo de la producción que no cumpla con las
especificaciones de la industria electrónica.

Aplicaciones del Si

El Si debe presentar como requisito una pureza de 99 % (impurezas

100 ppm). Este silicio es adecuado para la industria básica, donde se
obtiene con él aceros, aleaciones especiales del aluminio y productos de
silicona de diferentes tipos, pero aun esa pureza del Si no es suficiente
para la industria fotovoltaica.
 2.2. Descripción de los procesos de industrialización

- Proceso Industrial
Los primeros sistemas para obtener silicio, aunque sencillos, no
permitían una gran pureza (no más de un 98%). Siguen utilizándose hoy
en día para producirlo cuando no hace falta que sea muy puro, o para
purificarlo posteriormente: se introduce sílice (SiO2) en una caldera con
algún tipo de carbono (por ejemplo, carbón) y se calienta hasta casi
2000 °F. El carbono reemplaza entonces al silicio junto al oxígeno,
formando dióxido de carbono y liberando el silicio:
SiO2 + C SI + CO2
Al principio se utilizaban métodos físicos: cuando el silicio fundido se
solidifica, las impurezas ralentizan el proceso, de modo que la parte que
se solidifica antes es más pura. Si se solidifica silicio fundido en una
barra, por ejemplo, la “corteza” de la barra será más impura que el
centro. Si se lima y se descarta la parte más externa, lo que queda (el
centro de la barra) tiene mayor pureza. A continuación se puede volver a
fundir la barra, solidificarla y “pelar la corteza” de nuevo, etc. Al final se
tiene una menor cantidad de silicio, pero de una pureza mayor en cada
iteración del proceso.
Hoy en día se emplean, sin embargo, métodos químicos, que son más
baratos: aunque parezca extraño, se mezcla el silicio impuro con otros
elementos para formar compuestos, como el triclorosilano (HSiCl3) que
son gases a temperaturas relativamente bajas (de unos 1200 °C). A
continuación se cogen barras de silicio y se introducen en el gas: poco a
poco, el triclorosilano se va descomponiendo y depositando silicio,
átomo a átomo, sobre la barra, que se va haciendo más gruesa. Al
depositarse poco a poco, los átomos lo hacen de forma relativamente
ordenada, formando pequeños cristales. Este proceso, denominado
proceso Siemens, produce silicio de una enorme pureza. El silicio de
este tipo, producido por el proceso Siemens y otros diferentes, se
denomina silicio poli cristalino, pues está formado por multitud de
pequeños cristales de silicio. Estos cristales tienen un tamaño de unos
nanómetros hasta unas micras, pero eso es suficiente para que sus
propiedades eléctricas sean muy diferentes del silicio amorfo: para un
electrón, recorrer una micra por un cristal ordenado es un verdadero
viaje comparado con el silicio amorfo. El silicio poli cristalino se usa en
paneles solares y electrónica, industrias que
Consumen enormes cantidades de este elemento.

3. SEGURIDAD INDUSTRIAL Y MEDIO AMBIENTE

3.1. Medidas de seguridad en el proceso
Herramientas con inyección de agua
La mejor forma de protegerse consiste en evitar la exposición a la sílice
seca. Por lo tanto, en la medida de lo posible, debe hacerse uso de
técnicas de fabricación en las que el corte, pulverizado y conformación
se lleve a cabo en un entorno húmedo.
• Trabajar con herramientas y cortadoras con inyección de agua,
puesto que ayudan a evitar que el polvo de sílice se disemine; tanto
para las herramientas manuales como para las automáticas.
• Trabajar con sistemas eléctricos profesionales con el fin de
garantizar la seguridad cuando se trabaja con herramientas con
inyección de agua.
• Controlar y conservar en perfecto estado todos los sistemas de agua
en función de las instrucciones del proveedor.
• Tomar las precauciones necesarias para evitar la congelación
cuando el clima es sorprendentemente frío.
• Limpiar y conservar todos los sistemas de drenaje cuando se
emplean pulverizadores de agua y mangueras.
• Para limpiar deben utilizarse mangueras de inyección de agua, en
lugar de las de aire comprimido, y nunca retirar el polvo con una escoba.

Sistema de filtrado (aspiración)

A pesar de que la técnica óptima para evitar la exposición al polvo es la
fabricación con inyección de agua, el empleo de sistemas de ventilación
y filtrado con un diseño específico que recoja las partículas respirables
del polvo es otro tipo de control técnico. Los detalles se indican a
continuación:

Poner en marcha sistemas de filtrado que incluyan los siguientes

elementos:
• Campanas extractoras profesionales.
• Cajas de recogida y almacenamiento de contaminantes.
• Conductos para la eliminación de contaminantes.
• Filtros ubicados entre la campana y el ventilador.
• Ventiladores que mueven el flujo de aire y expulsan el aire limpio
fuera del lugar de trabajo.

Ventilación
Recomendaciones sobre la ventilación adecuada:
• Asegúrese de que el lugar de trabajo —incluidas las instalaciones de
fabricación, así como las oficinas contiguas— cuentan con un sistema
de ventilación completo y eficaz.
• En el caso de la ventilación por aspiración, la extracción de polvo y
el equipo de control de contaminaciones locales, trabaje únicamente con
proveedores profesionales que cuenten con ingenieros titulados para
llevar a cabo el proyecto.
• La zona de trabajo debe estar lo más alejada posible de las puertas,
ventanas y pasillos para evitar que el viento y la corriente dispersen el
polvo y, de esta manera, dificulten la ventilación local por aspiración.
• Coloque un sistema de ventilación local por aspiración en el punto
donde se origina el polvo con el fin de recogerlo.
• Conecte el sistema a una unidad de extracción de polvo, como, por
ejemplo, filtro de manga/depurador ciclón.
• El sistema de ventilación por aspiración local debe mantenerse en
buen estado de acuerdo con las instrucciones del proveedor.
• Mantenga la fuente de polvo bien cerrada en la medida de lo posible
para evitar que se disperse.
Medidas preventivas generales
• Asegúrese que el lugar de trabajo dispone de una fuente continua de
entrada de aire limpio para sustituir al aire extraído.
• Suelte el aire extraído en un lugar seguro, lejos de ventanas y
puertas.
• Sustituya los filtros u otros componentes de acuerdo con las
instrucciones del proveedor.
• Los conductos de aire deben ser lo más cortos posibles.
• Evite que los empleados se expongan al sistema de ventilación local
por aspiración.
• Preste atención a los ventiladores si hacen un ruido extraño, el cual
podría estar indicándole que no funcionan correctamente.
Le recomendamos que se ponga en contacto con un ingeniero o experto
sobre este tema a la hora de poner en marcha algunas de estas
recomendaciones, como, por ejemplo, sobre dónde debe utilizarse la
zona de trabajo y cuál debe ser la longitud de los conductos de aire.

Supervisión y control del polvo

El proceso de supervisión y control del polvo incluye lo siguiente:
• Consulte la legislación y normativa local en relación al límite de
exposición permitido (PEL) o valor umbral límite (TLV) para conocer cuál
es el nivel de exposición legal permitido en función de los diversos tipos
de polvo de sílice respirable.
• Valore los riesgos para averiguar si los controles de polvo que lleva a
cabo son suficientes.
• Rodéese de expertos para crear los sistemas de control de polvo
adecuados y consulte a los profesionales de la higiene industrial las
cuestiones relacionadas con la estrategia de muestreo de polvo.
• Asegúrese de que todas las emisiones de extracción de polvo cumplen
con las normas medioambientales locales.
• Anote todos los datos relacionados con las campañas de control de
polvo y ponga en marcha los sistemas de calidad que correspondan.
• Revise los sistemas de aspiración, filtrado y extracción de polvo para
asegurarse de que funcionan correctamente.
• Asegúrese de que el polvo asentado y el aire contaminado no se
puede dispersar ni diseminarse a la hora de limpiar las zonas o el
exterior del lugar de trabajo.
• Seleccione unas baldosas para la pared y suelo que estén selladas
herméticamente y resulten fáciles de limpiar.
• Coloque una señal de «Polvo peligroso» en todas las zonas donde
pueda respirarse polvo nocivo.
• Elabore y haga cumplir las normas que obliguen a todos los empleados
a llevar respiradores de seguridad en las zonas donde puede respirarse
polvo nocivo (como se detalla a continuación).
• Transmita a los empleados responsables de la supervisión la
importancia de actuar como ejemplo.
Le recomendamos que se ponga en contacto con profesionales de la
higiene industrial u otros expertos para saber cómo deben aplicarse
algunas de las recomendaciones anteriores, como, por ejemplo, la
creación de sistemas de supervisión de polvo, extracción de polvo y
selección de baldosas de pared y suelo.

Equipo de protección individual

Si no es posible evitar que se genere polvo con la ayuda de maquinaria
de inyección de agua, los trabajadores deben hacer uso de utensilios de
protección como mascarillas P3, que deben emplearse y sustituirse de
acuerdo con las instrucciones del fabricante. En aquellas situaciones en
las que la exposición es muy elevada, deben emplearse respiradores
industriales y hacer uso de toda la amplia información proporcionada.
• Es obligatorio utilizar equipo de protección individual (EPI) en las
zonas de trabajo donde exista riesgo, lo cual debe quedar
perfectamente indicado con la señalización adecuada.
• El EPI debe cumplir con los requisitos legales locales; debe estar
diseñado y fabricado de acuerdo con las normas sanitarias y de
seguridad; y utilizarse y sustituirse según las instrucciones del
fabricante.
• El sistema de protección respiratoria contra el polvo de sílice debe
estar clasificado como P3.
• Teniendo en cuenta que el pelo de la cara puede menguar la
eficacia de la máscara, los operarios con barba deben trabajar con
respiradores de aire u otras alternativas adecuadas.
• Los empleados deben recibir la formación sobre el uso y
mantenimiento del EPI; asimismo, deben comprobar que todos los
respiradores de seguridad son eficaces antes de emplearlos.
• Asegúrese de que todos los empleados llevan el EPI adecuado.
• Registre todos los datos sobre el uso de todos los EPI de acuerdo
con la ley aplicable.

Limpieza
• Limpie inmediatamente los productos derramados con un método en
seco o mojado, y no espere a que se lleve a cabo la limpieza diaria al
finalizar el día.
• No permita que el polvo ni la basura se seque antes de limpiarlos.
• No barra con una escoba, no utilice un cepillo ni el aire comprimido.
• No limpie la ropa de trabajo, las máquinas ni los suelos con aire
comprimido.

Administración, normativas y mantenimiento

• Todos los equipos deben mantenerse en perfecto estado.
• No modifique los sistemas sin la autorización del proveedor.
• Respete las instrucciones y el esquema de los sistemas instalados
en un lugar seguro para su posterior consulta.
• Asegúrese de que los flujos de aire de entrada, la velocidad del aire
del conducto y el índice de presión del filtro de los sistemas de
ventilación se revisan con frecuencia.
• Revise todos los sistemas una vez a la semana como mínimo o
según las instrucciones del proveedor.
• Registre todos los datos sobre la inspección durante un periodo de
tiempo que cumpla con la legislación local.

Instalación de tablas y productos CaesarStone

Superficies de cuarzo
• Para evitar que los trabajadores desempeñen su trabajo en un
entorno sin medidas de seguridad, todas las superficies deben
fabricarse en la planta y no en el lugar donde va a colocarlas el usuario
final.
• Si es necesario pulverizar o llevar a cabo una serie de
modificaciones en la superficie que vayan a provocar polvo en el lugar
de la instalación, haga uso de un método con agua en una zona exterior,
como, por ejemplo, una terraza o balcón. Este proceso debe efectuarse
con el sistema respiratorio de protección P3 adecuado contra el polvo de
sílice (como se indica a continuación), además de sistemas de
protección de ojos y oídos.
• Si no se dispone de ninguna zona exterior, el polvo que se produce
durante las modificaciones debe recogerse con un aspirador manual con
el filtro HEPA y el sistema de calefacción/aire acondicionado cerrado.
• Una vez finalizada la instalación, limpie minuciosamente la zona de
trabajo y retire el polvo. Lleve a cabo una revisión final con el método de
limpieza en seco, y limpie los restos de polvo y la basura con un
aspirador portátil.
• Resulta importante aclarar que las superficies que se pulen, cortan o
barnizan en la residencia del usuario final durante la instalación o en la
fase de reparación no suponen ningún riesgo para esta persona.
La silicosis y otras enfermedades respiratorias provocadas por la sílice
cristalina respirable evolucionan únicamente ante la exposición regular y
a largo plazo.

Formación sobre seguridad e higiene para empleados

Para conseguir un entorno de trabajo seguro, la clave reside en la
formación continua de los empleados de todas las categorías sobre
cuestiones de seguridad específicas en su lugar de trabajo. Lo más
probable es que los empleados que se implican y son responsables de
los programas de seguridad cumplan las directrices.
La formación de empleados debe incluir lo siguiente:
• Elaborar y poner en marcha unas indicaciones claras sobre los
procesos seguros en el trabajo y las buenas prácticas en el lugar de
trabajo.
• Proporcionar formación sobre higiene, seguridad y salud a todos los
empleados nuevos.
• Seguir formando de manera regular a los empleados con el fin de
actualizar y revisar sus conocimientos sobre los procesos de seguridad
y salud.
• Revisar con frecuencia los procesos de higiene y salud. Las
cuestiones de seguridad pueden variar con el paso del tiempo y resulta
especialmente importante asegurarse de que los programas de
seguridad evolucionan a medida que van cambiado las necesidades.
• Informar a los empleados sobre cómo se tratan las sustancias
nocivas, como la sílice cristalina respirable, en la planta.
• Informar con detalle sobre los riesgos relacionados con los trabajos
de fabricación con tablas y productos
CaesarStone.
• Aportar a los empleados los datos actuales sobre cómo afecta el
polvo de sílice cristalina respirable a la salud.
 • Formar sobre el uso de equipos respiratorios de protección u otros
equipos de protección individual.
• Llevar la cuenta al detalle de la formación que se proporciona a los
empleados.
• Anotar qué empleados asisten a las clases de formación.
• Animar a los empleados a que opinen sobre las clases de formación
con el fin de mejorarlas en el futuro.
• Evaluar los conocimientos de los empleados una vez finalizada la
clase para comprobar que han comprendido los procedimientos de
seguridad de la planta.

Vigilancia de la salud
El control sanitario debe ponerse en marcha respetando siempre las
normativas y directivas locales, entre las que se pueden incluir las
siguientes:
• Llevar a cabo programas de control sanitario para los empleados
que se exponen a la sílice cristalina respirable, incluidas las pruebas
médicas y otro tipo de análisis necesarios, según exige la normativa
local.
• Hacer un seguimiento del empleado tras la rescisión del contrato
durante el tiempo que señala la normativa local.
• Si un empleado se expone en exceso a sílice cristalina respirable,
será necesario proporcionarle todos los detalles sobre los resultados del
proceso de control.
• Los menores de 18 años no deben estar contratados para
desempeñar ningún tipo de trabajo en el que se vean obligados a
respirar polvo de sílice.
• Llevar un control del protocolo de todas las tareas que exponen a los
trabajadores a sílice cristalina respirable.

3.2. Impacto en el medio ambiente

No se ha informado de efectos negativos del silicio sobre el medio
ambiente. El silicio elemental es un material inerte, que parece carecer
de la propiedad de causar fibrosis en el tejido pulmonar.

Sin embargo, se han documentado lesiones pulmonares leves en

animales de laboratorio sometidos a inyecciones intrabraqueales de
polvo de silicio. El polvo de silicio tiene pocos efectos adversos sobre los
pulmones y no parece producir enfermedades orgánicas significativas o
efectos tóxicos cuando las exposiciones se mantienen por debajo de los
límites de exposición recomendados.
El silicio puede tener efectos crónicos en la respiración. El silicio
cristalino (dióxido de silicio) es un potente peligro para la respiración. Sin
embargo, la probabilidad de que se produzca dióxido de silicio durante
los procesamientos normales es muy remota. LD50 (oral)-3160 mg/kg.
(LD50: Dosis Letal 50. Dosis individual de una sustancia que provoca la
muerte del 50% de la población animal debido a la exposición a la
sustancia por cualquier vía distinta a la inhalación. Normalmente
expresada como miligramos o gramos de material por kilogramo de
peso del animal.)

El silicio cristalino irrita la piel y los ojos por contacto. Su inhalación

causa irritación de los pulmones y de la membrana mucosa. La irritación
de los ojos provoca lagrimeo y enrojecimiento. Enrojecimiento,
formación de costras y picores son características de la inflamación
cutánea.

El cáncer de pulmón está asociado con exposiciones a silicio cristalino

(especialmente cuarzo y cristobalita) en lugares de trabajo. En estudios
realizados a mineros, trabajadores con tierra de diatomeas, trabajadores
del granito, trabajadores de cerámica, trabajadores de ladrillos
refractarios y otros trabajadores se ha documentado una relación
exposición-respuesta.

Diversos estudios epidemiológicos han informado de números

estadísticamente significativos de exceso de muertes o casos de
desorden inmunológico y enfermedades autoinmunes en trabajadores
expuestos al silicio. Estas enfermedades y trastornos incluyen
scleroderma, artritis reumatoide, eritematosis sistémica y sarcoidosis.

Estudios epidemiológicos recientes han informado de asociaciones

estadísticamente significativas de exposiciones ocupacionales a silicio
cristalino con enfermedades renales y cambios renales subclínicos.

El silicio cristalino puede afectar el sistema inmunitario, resultando en

infecciones micobacterianas (tuberculosas y no tuberculosas) o
fúngicas, especialmente en trabajadores con silicosis.

La exposición ocupacional al silicio cristalino respirable está asociado

con bronquitis, enfermedad crónica de obstrucción pulmonar (COPD) y
enfisema. Algunos estudios epidemiológicos sugieren que estos efectos
sobre la salud pueden ser menos frecuentes o ausentes en los no
fumadores.
4. APLICACIONES Y/O USOS
4.1. Características y propiedades del material
Sus propiedades son intermedias entre las del carbono y el germanio.
En forma cristalina es muy duro y poco soluble y presenta un brillo
metálico y color grisáceo.3Aunque es un elemento relativamente inerte y
resiste la acción de la mayoría de los ácidos, reacciona con los
halógenos 4 y álcalis diluidos. El silicio transmite más del 95 % de las
longitudes de onda de la radiación infrarroja.

Se prepara en forma de polvo amarillo pardo o de cristales negros-

grisáceos. Se obtiene calentando sílice, o dióxido de silicio (SiO2), con
un agente reductor, como carbono o magnesio, en un horno eléctrico.5
El silicio cristalino tiene una dureza de 7, suficiente para rayar el vidrio,
de dureza de 5 a 7. El silicio tiene un punto de fusión de 1.411 °C, un
punto de ebullición de 2.355 °C y una densidad relativa de 2,33(g/ml).
Su masa atómica es 28,086 u (unidad de masa atómica).

Se disuelve en ácido fluorhídrico formando el gas tetra fluoruro de silicio,

SiF4 (ver flúor), y es atacado por los ácidos nítrico, clorhídrico y
sulfúrico, aunque el dióxido de silicio formado inhibe la reacción.
También se disuelve en hidróxido de sodio, formando silicato de sodio y
gas hidrógeno. A temperaturas ordinarias el silicio no es atacado por el
aire, pero a temperaturas elevadas reacciona con el oxígeno formando
una capa de sílice que impide que continúe la reacción. A altas
temperaturas reacciona también con nitrógeno y cloro formando nitruro
de silicio y cloruro de silicio, respectivamente.

El silicio constituye un 28 % de la corteza terrestre. No existe en estado

libre, sino que se encuentra en forma de dióxido de silicio y de silicatos
complejos. Los minerales que contienen silicio constituyen cerca del 40
% de todos los minerales comunes, incluyendo más del 90 % de los
minerales que forman rocas volcánicas. El mineral cuarzo, sus
variedades (cornalina, crisoprasa, ónice, pedernal y jaspe) y los
minerales cristobalita y tridimita son las formas cristalinas del silicio
existentes en la naturaleza. El dióxido de silicio es el componente
principal de la arena. Los silicatos (en concreto los de aluminio, calcio y
magnesio) son los componentes principales de las arcillas, el suelo y las
rocas, en forma de feldespatos, anfíboles, piroxenos, micas y zeolitas, y
de piedras semipreciosas como el olivino, granate, zircón, topacio y
turmalina.

El silicio es un elemento químico que pertenece al grupo de los

metaloides. Por lo general su presentación puede variar como forma
 cristalizada o como un elemento amorfo. Cuando su presentación es
cristalizada, adquiere formas de octaedros de brillo metálico. Su color
característico, cuando es silicio cristalizado, es el azul grisáceo.
Características del silicio

Entre las principales características del silicio se encuentran las

siguientes:

- Tiene una gran dureza en su forma cristalizada.

- Tiene una alta resistencia a la acción de la mayor parte de los ácidos.
- Es relativamente inerte.
- El silicio cristalino tiene una dureza igual a 7.
- Sólo se le puede encontrar en forma de dióxido de silicio o como parte
de silicatos complejos

Sus beneficios son numerosos y abarcan numerosas partes de

nuestro organismo:
 Fortalece el sistema inmune
 Fortalece uñas, dientes y cabello
 Actúa en la totalidad del organismo reequilibrando sus deficiencias
 Como protector cardiovascular y en enfermedades reumáticas confiere
integridad al tejido elástico de la arteria, determina la elasticidad de la
misma, la impermeabilidad frente a los lípidos y los depósitos de calcio y
mantiene la integridad enzimática que protege al tejido arterial de los
cúmulos de grasa. Por esta razón actúa de forma eficaz contra la
hipertensión y el colesterol.
 Ayuda a disminuir el dolor y la inflamación y provoca una gradual
regeneración del cartílago de las articulaciones afectadas por lo que es
de gran ayuda en el alivio en la dificultad de movilidad asociadas a las
patologías articulares como la artrosis, artritis, fracturas óseas, reumatismo,
problemas de cartílago o de tendones. Podemos decir que el silicio actúa
no solo como analgésico calmando el dolor sino también como
antiinflamatorio con la ventaja de ser completamente natural y no tener
ningún efecto secundario indeseable. Un aporte de silicio asegura una
buena salud articular previniendo su degeneración además de fortalecer y
flexibilizar los huesos disminuyendo su porosidad e incrementando la
fijación de los minerales en los huesos.
 En tratamientos cosméticos y de estética de la piel, el silicio es un elemento
que está presente de forma muy elevada en la epidermis, la dermis y el
cabello lo que hace que aumente la resistencia química de la queratina. El
silicio reorganiza las membranas celulares haciéndolas más resistentes a
los radicales libres y por tanto al envejecimiento. La unión de las moléculas
de silicio a las proteínas y otras sustancias presentes en la piel y rodeadas
 de moléculas de agua hacen que formen una especie de tejido capaz de
mantener la hidratación de la epidermis. Así mismo estimula el
funcionamiento de las células de la dermis y del folículo piloso por lo que es
habitual encontrarlo en fórmulas de productos reafirmantes de cuello y
senos, así como en productos anticelulíticos, anti estrías y en tratamientos
de regeneración capilar. Estudios clínicos avalan su eficacia en el
tratamiento de la caída del cabello y la disminución de la seborrea del cuero
cabelludo.
 También ayuda a calmar la acidez de estómago así como alivias los
síntomas de las ulceras.

4.2. Aplicaciones del material en diferentes rubros

Se utiliza en aleaciones, en la preparación de las siliconas, en la
industria de la cerámica técnica y, debido a que es un material
semiconductor muy abundante, tiene un interés especial en la industria
electrónica y microelectrónica como material básico para la creación de
obleas o chips que se pueden implantar en transistores, pilas solares y
una gran variedad de circuitos electrónicos. El silicio es un elemento
vital en numerosas industrias. El dióxido de silicio (arena y arcilla) es un
importante constituyente del hormigón y los ladrillos, y se emplea en la
producción de cemento portland. Por sus propiedades semiconductoras
se usa en la fabricación de transistores, células solares y todo tipo de
dispositivos semiconductores; por esta razón se conoce como el Valle
del Silicio a la región de California en la que concentran numerosas
empresas del sector de la electrónica y la informática. También se están
estudiando las posibles aplicaciones del siliceno, que es una forma
alotrópica del silicio que forma una red bidimensional similar al grafeno.
Otros importantes usos del silicio son:

Como material refractario, se usa en cerámicas, vidriados y esmaltados.

Como elemento fertilizante en forma de mineral primario rico en silicio,
para la agricultura.
Como elemento de aleación en fundiciones.
Fabricación de vidrio para ventanas y aislantes.
El carburo de silicio es uno de los abrasivos más importantes.
Se usa en láseres para obtener una luz con una longitud de onda de 456
nm.
La silicona se usa en medicina en implantes de seno y lentes de
contacto.
Se utiliza en la industria del acero como componente de las aleaciones
de silicio-acero. Para fabricar el acero, se desoxida el acero fundido
añadiéndole pequeñas cantidades de silicio; el acero común contiene
menos de un 0,30 % de silicio. El acero al silicio, que contiene de 2,5 a 4
% de silicio, se usa para fabricar los núcleos de los transformadores
eléctricos, pues la aleación presenta baja histéresis (véase
Magnetismo). Existe una aleación de acero, el durirón, que contiene un
15 % de silicio y es dura, frágil y resistente a la corrosión; el durirón se
usa en los equipos industriales que están en contacto con productos
químicos corrosivos. El silicio se utiliza también en las aleaciones de
cobre, como el bronce y el latón.

El silicio es un semiconductor; su resistividad a la corriente eléctrica a

temperatura ambiente varía entre la de los metales y la de los aislantes.
La conductividad del silicio se puede controlar añadiendo pequeñas
cantidades de impurezas llamadas dopantes. La capacidad de controlar
las propiedades eléctricas del silicio y su abundancia en la naturaleza
han posibilitado el desarrollo y aplicación de los transistores y circuitos
integrados que se utilizan en la industria electrónica.

La sílice y los silicatos se utilizan en la fabricación de vidrio, barnices,

esmaltes, cemento y porcelana, y tienen importantes aplicaciones
individuales. La sílice fundida, que es un vidrio que se obtiene fundiendo
cuarzo o hidrolizando tetracloruro de silicio, se caracteriza por un bajo
coeficiente de dilatación y una alta resistencia a la mayoría de los
productos químicos. El gel de sílice es una sustancia incolora, porosa y
amorfa; se prepara eliminando parte del agua de un precipitado
gelatinoso de ácido silícico, SiO2•H2O, el cual se obtiene añadiendo
ácido clorhídrico a una disolución de silicato de sodio. El gel de sílice
absorbe agua y otras sustancias y se usa como agente desecante y
decolorante.

El silicato de sodio (Na2SiO3), también llamado vidrio, es un silicato

sintético importante, sólido amorfo, incoloro y soluble en agua, que
funde a 1088 °C. Se obtiene haciendo reaccionar sílice (arena) y
carbonato de sodio a alta temperatura, o calentando arena con hidróxido
de sodio concentrado a alta presión. La disolución acuosa de silicato de
sodio se utiliza para conservar huevos; como sustituto de la cola o
pegamento para hacer cajas y otros contenedores; para unir gemas
artificiales; como agente incombustible, y como relleno y adherente en
jabones y limpiadores. Otro compuesto de silicio importante es el
carborundo, un compuesto de silicio y carbono que se utiliza como
abrasivo.

El monóxido de silicio, SiO, se usa para proteger materiales,

recubriéndolos de forma que la superficie exterior se oxida al dióxido,
SiO2. Estas capas se aplican también a los filtros de interferencias.
 Fue identificado por primera vez por Antoine Lavoisier en 1787.

4.3. Formas de presentación del material para su comercialización y

utilización
La sílice es un mineral industrial que se encuentra en las arenas y sirve
para varios productos industriales como el cemento, vidrios, refractarios,
abrasivos como el carburo de silíceo y es muy importante su pureza. De
la sílice pura se elabora el silicato de sodio que es utilizado en la
industria del jabón y química. Cuando existen otros elementos cambia
las características y usos industriales, así tenemos a las arenas
cuarzosas puras, de las que se elaboran el vidrio blanco que tiene más
valor, mientras que las que presentan contenidos de óxido de fierro,
permiten sólo elaborar el vidrio de color, por ejemplo las botellas. En la
industria del cemento las arenas pueden contener aluminio, fierro y
álcalis siempre y cuando puedan ser incorporados en el Clinker. El uso
en la construcción sólo exige su clasificación previa, por lo que es el
mayor usuario.

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIÓNES
En resumen, en estas líneas se ha expuesto, brevemente, una gran proeza
de la ingeniería humana: la revolución de la microelectrónica de silicio. Ésta
ha tenido un impacto amplio y profundo sobre la sociedad humana en la
última parte del siglo XX. No resulta sorprendente, al entrar en el tercer
milenio, que el silicio sea probablemente el material mejor conocido por la
humanidad. Con vistas al futuro, la microelectrónica de silicio no va a ceder
su papel principal. La tecnología de silicio será explotada para desarrollar
nuevas clases de dispositivos basados en nuevas capacidades funcionales.

Conclusiones "El silicio como forma de vida"

• El silicio permite “una forma de vida” debido a que tiene propiedades
similares a las
del carbono, aunque esta no se ha demostrado científicamente, es posible
que existan seres en el universo cuya base en su creación haya sido el
silicio.
• Una de las grandes ventajas que podría tener el silicio como forma de vida
es que son productores de las
iolitas, es decir, tienen la capacidad de hidratarse y deshidratarse de un
modo reversible.
• El silicio al ser productor de zeolitas, tiene la capacidad de usarse como
un refinador de petróleo lo que permitiría involucrarse de una manera
correcta dela industria petrolera.
 • Una de los mayores problemas acerca del silicio como forma de vida, es
que organismos que tengan una respiración aerobia probablemente
producirían sílice como subproducto de esta. El sílice al ser un sólido y no
un gas necesitaría de una forma adaptada al cuerpo del que nosotros
estamos acostumbrados a observar.

• Finalmente, se puede concluir que una forma de vida a partir del silicio es
posible aunque talves no es nuestro planeta, lo cual lleva a pensar sobre
como los seres en cualquier lugar se adaptan a lo que tienen y evolucionan
conforme al tiempo

6. BIBLIOGRAFIA
7. ANEXO
Tabla 1 CARBURO DE SILICIO