Dióxido de silicio, comúnmente llamado sílice, es el compuesto químico con la fórmula SiO2. Es el óxido de silicio y uno de los minerales más abundantes de la corteza terrestre. En términos químicos, consiste en un átomo de silicio unido a dos átomos de oxígeno; esta estequiometría simple da lugar a una variedad de estructuras cristalinas y amorfas con propiedades físicas muy distintas. Para una visión química básica, véase sílice y la descripción general del óxido de silicio.
Estructura y características físicas
La sílice forma varios polimorfos —distintas disposiciones cristalinas de la misma composición química—, así como formas vítreas no cristalinas (amorfas). La forma cristalina más conocida es el cuarzo, mientras que otras variedades incluyen la cristobalita y la tridimita, cada una estable en diferentes condiciones de temperatura y presión. La sílice amorfa carece de orden a larga distancia y es el componente principal de muchos vidrios. Su dureza, alto punto de fusión e inercia química sustentan su amplio uso en la fabricación de materiales; véase una nota general sobre materiales en silicio.
Presencia natural y variedades
En la naturaleza, la sílice aparece como cuarzo, sílex, ágata, jaspe y ópalo, entre otros. Estas formas naturales se han utilizado históricamente para herramientas, ornamentación y piedra de construcción. El sílex y el chert de grano fino fueron muy valorados para las primeras herramientas de piedra, mientras que el cuarzo transparente se ha usado en joyería y en aplicaciones ópticas. Para ejemplos de minerales naturales de sílice, consulte presencia natural, sílex, cuarzo y ópalo.
Usos y aplicaciones
El dióxido de silicio es un material industrial fundamental. Es el ingrediente principal de la mayoría de los tipos de vidrio y resulta esencial para la producción de hormigón, cerámica, porcelana y gres. La sílice de alta pureza se emplea en las industrias de semiconductores y óptica. Entre sus aplicaciones habituales se incluyen:
- Fabricación de vidrio y producción de fibra de vidrio — la arena de sílice se funde para formar vidrio.
- Cerámica y alfarería — la sílice actúa como formador de vidrio y aglutinante.
- Materiales de construcción — la sílice es un componente del hormigón y el mortero.
- Electrónica y óptica — las formas sintéticas de alta pureza se utilizan en chips de silicio y lentes. Véanse referencias sobre funciones industriales en vidrio, hormigón, porcelana y gres.
Notas históricas
La familiaridad humana con la sílice se remonta a tiempos prehistóricos, a través del uso del sílex y el cuarzo para herramientas y adornos. La notable dureza y durabilidad de ciertas formas de sílice han quedado registradas en fuentes históricas; la fabricación de vidrio surgió hace milenios, cuando se desarrollaron técnicas para fundir y dar forma a arenas ricas en sílice. Para un contexto histórico general, véase usos históricos y las referencias culturales en historia de la silicosis.
Salud, seguridad y aspectos ambientales
La sílice a granel y la mayoría de sus formas sólidas son químicamente inertes y suponen poco peligro cuando se presentan en piezas intactas y cerradas. El principal riesgo para la salud surge cuando se genera polvo fino respirable de sílice durante la minería, el corte, el lijado o la demolición. La inhalación de polvo de sílice cristalina puede dañar el tejido pulmonar y, con suficiente exposición, provocar silicosis —una enfermedad pulmonar ocupacional crónica—, además de asociarse con un mayor riesgo de cáncer de pulmón. Las prácticas de trabajo seguras, el control del polvo y la protección respiratoria son esenciales; véase orientación ocupacional en riesgo de cáncer y riesgos pulmonares.
Distinciones y datos notables
No toda la sílice es idéntica: el término abarca tanto minerales cristalinos como formas amorfas utilizadas en distintas industrias. Los cristales naturales de cuarzo se comportan de manera distinta del vidrio de sílice fundida y de las nanopartículas de sílice diseñadas para aplicaciones especializadas. Para información técnica o normativa, consulte los resúmenes de materiales y seguridad en sílice: обзор y las entradas relacionadas en óxido de silicio, silicio, vidrio y hormigón.