Sílice: Tipos, Peligros, Características y para que sirve
¿Qué es la sílice?
La sílice es un compuesto químico que se conoce como dióxido de silicio y básicamente es un compuesto natural que se forma de la combinación de silicio y el oxígeno en una fórmula química de (SiO2) a manera de estructura de tetraedros.
La sílice es el compuesto químico más abundante de la corteza de la tierra debido a conforma a los minerales de grupo de los silicatos y es el componente principal del cuarzo, el mineral más abundante de los continentes.
La sílice tiene un montón de aplicaciones en la vida diaria e industriales, también dependiendo de su forma puede causar ciertos problemas a la salud que conoceremos más adelante.
Peligros y riesgos para la salud
Cuando se habla de riesgos y peligros para la salud que puede generar la sílice al ser humano es necesario referirse a los siguiente:
- La sílice que se encuentra en el agua y se ingiere por vía oral
- El polvo de sílice que entra por las vías respiratorias
Cuando se habla de la sílice que se encuentra naturalmente en el agua, se sabe que el valor no tóxico es hasta 10mg/día, es decir que un agua completamente potabilizada no conlleva riesgo. Tampoco hay riesgo en agua de ríos.
Puede existir peligro en aguas cercanas a montañas con alto contenido de desprendimiento de rocas o cercano a minas que trituran las rocas.
Para añadir, hay estudio que dicen que la ingesta natural de sílice en concentraciones normales en el agua reduce el riesgo de padecer demencia senil.
Cuando se habla de la sílice en polvo que puede ingresar por las vías respiratorias, si que conllevan un riesgo a largo plazo para las personas que están constantemente expuestas a este polvo fino.
Se sabe que el polvo de sílice puede producir a largo plazo, bronquitis, cáncer de pulmón e incluso silicosis, además, se sabe que también aumenta el riesgo de padecer artritis reumatoide.
Las personas más expuestas a este polvo suelen ser los trabajadores mineros. Hoy en día las empresas que generan estos residuos tóxicos deben proveer a sus trabajadores de mascarillas especiales y de gafas, es decir dotar del equipo de protección de seguridad industrial.
Tipos de sílice, características y ejemplos
La sílice se puede clasificar o dividir en diferentes tipos tomando en cuenta a la ciencia a la que responden, por ejemplo, en química existen dos grupos: la sílice cristalina y la sílice amorfa.
Sílice cristalina
Este tipo de sílice es aquella que logra formar una estructura química estable entre el silicio y el oxígeno de tal manera que tiene una estructura y fórmula química definida a manera de SiO2. La sílice cristalina forma los distintos tipos de minerales del grupo de los silicatos, por lo tanto, su origen natural es inorgánico, aunque en la actualidad también se puede producir en laboratorio.
La sílice cristalina también al conformar el grupo más abundante de la corteza conforma a gran parte de los distintos tipos de rocas.
Los ejemplos más comunes de este grupo son:
- Los minerales de silicato
- El cuarzo
- La cristobalita
- La trimidita
Sílice amorfa
La sílice amorfa, por el contrario, no presenta una estructura atómica y química ordenada. En la naturaleza se conoce como vidrio volcánico y también forma a los mineraloides. Se forma por la cristalización extremadamente rápida de sílice y oxígeno. Los ejemplos más comunes de este grupo son:
- El ópalo
- La obsidiana
- El vidrio volcánico
- Los coloides y el gel de sílice
- La piedra pómez
- La moldavita
Sílice mineral
La sílice mineral es homóloga a la sílice cristalina, por lo tanto, es el compuesto químico que forma a todos los tipos de minerales que conforman las rocas que están en la corteza de la tierra. La sílice mineral forma al grupo de minerales de silicato que a la vez forman a rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas.
Arena de sílice
La arena de sílice es un material industrial que proviene de arena enriquecida en material de cuarzo, por lo tanto, el 95% de su composición química es la sílice. Este tipo de material industrial es usado para fabricar vidrio, en la fundición de metales, en la construcción, en la purificación del agua y en la industria del petróleo.
Sílice creada en laboratorio
Es una sílice creada en laboratorio con el objetivo de usarse como suplemento o aditivo alimenticio, por ejemplo, en polvos para hornear, en proteínas en polvo y en especias secas. También es usado en cosméticos, en la industria de la construcción y en la electrónica y se conoce como sílice sintética.
Propiedades y características de la sílice
| SiO2 | Dióxido de silicio |
| Peso molecular de SiO2 | 60,08 g / mol |
| Densidad del dióxido de silicio | 2,648 g / cm 3 |
| Punto de fusión del dióxido de silicio | 1.713 ° C |
| Punto de ebullición del dióxido de silicio | 2.950 ° C |
| Densidad | 2.533 gr/cm3 |
| Sílice cristalina | Transparente a semitransparente |
| Sílice amorfa | Opaca |
| el coeficiente de Poisson | 0,17 |
| Conductividad térmica | 1.1W / mK – 1.4W / mK |
| Constante dieléctrica relativa | 3,7 – 3,9 |
| Bandgap de energía | 8,9eV |
La sílice es un compuesto químico con alto punto de fusión y alto punto de ebullición, es por eso que también es considerado un excelente material cerámico que se usa en conjunto con arcillas para crear diversos materiales cerámicos y materiales refractarios.
En cuanto su color generalmente es transparente, pero casi nunca ocurre de manera pura y suele presentar leves impurezas con otros minerales y metales que le dan varias tonalidades como el rojo, azul, blanco, negro, verde, rosa. Esto se ve reflejado en los distintos tipos de cuarzo que aparecen en la naturaleza.
En cuanto su dureza y resistencia, la sílice es un material bastante resistente al desgaste y a los procesos de meteorización que se dan en el ambiente, además, es duro y se considera como un material abrasivo, capaz de ser usado en la industria incluso como reemplazado de los granates que son los abrasivos por excelencia. Finalmente es un material resistente a los ácidos y al agua.
La sílice también se considera un material casi inerte, es decir que no reacciona con otros compuestos químicos, líquidos o gases. Esta característica le da varios usos industriales y comunes como en la purificación del agua.
¿Dónde se encuentra la sílice?
La sílice se puede encontrar de manera natural en las rocas de la corteza de la tierra, en sedimentos, en el cuerpo humano, en alimentos, en plantas y animales. A continuación, describimos cada una de estas.
Sílice inorgánica
La sílice compone a los minerales más abundantes de la corteza de la tierra, es decir a los diferentes tipos de silicatos. Estos minerales forman parte de la estructura de las rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas.
Aparece en varios tipos de minerales e incluso conforma parte de un montón de piedras preciosas.
La sílice orgánica
A pesar de que teóricamente la sílice orgánica es un término incorrecto, en realidad se refiere a la sílice que aparece dentro del cuerpo humano, en alimentos, en vegetales o plantas, en animales e incluso en el agua.
En el cuerpo humano no se sabe con exactitud su función, sin embargo, es parte de varios tejidos, ligamentos, músculos y cartílagos.
En vegetales y granos aparece en:
- verduras de hojas verdes oscuras
- algunos granos y cereales, como avena y arroz integral
- verduras, como remolacha y pimientos
- alfalfa
Usos de la sílice ¿Para qué sirve?
Usos y aplicaciones generales
- Es usada en la industria de la construcción en la producción de concreto u hormigón.
- En la forma cristalina se usa en la industria petrolera en la fracturación hidráulica (fraking)
- Es el material principal para fabricar vidrio
- Se usa como aditivo y complemento en materiales refractarios como el ladrillo o el cemento
- También es aditivo en productos cerámicos como las vajillas
- Se utiliza como agente antiaglomerante en alimentos en polvo como especias.
- Utilizado como agente clarificante en jugos, cerveza y vino.
- También aparece en algunos productos farmacéuticos
- Se utiliza en pasta de dientes para eliminar la placa dental.
- Es un material abrasivo
- Es parte de un montón de piedras preciosas
- En la purificación del agua
Para fabricar vidrio
Uno de los usos más importantes que tiene la sílice es en la fabricación industrial del vidrio. Es un material indispensable para hacer ventanas de vidrio, botellas de vidrio que almacenan bebidas y alimentos.
También se usa en l fabricación de vidrios y embaces especiales de laboratorio, por ejemplo, tubos de ensayo o recipiente de ácidos. Recordemos que este compuesto químico es poco reactivo y resistente a las altas temperaturas.
Usos industriales y en la fundición de metales
Con la sílice se pueden fabricar moldes que se usan en la fundición de metales para dar formas específicas a estos materiales. El compuesto químico resiste muy bien al calor que someten los materiales fundidos. Con esta técnica se crean componentes de motores, grifos, y algunas piezas metálicas.
Como material abrasivo
La sílice cristalina ya sea hecha en laboratorio o como mineral de cuarzo es usada como material abrasivo. En este caso se muele los cristales de sílice y luego mediante el uso de herramientas especiales a presión se usa para pulir y cortar madera o metales.
Para purificar el agua
Igualmente, aquí se usa la sílice cristalina que tiene granos regulares y homogéneos en filtros de agua industriales y filtros caseros. Lo que se hace es colocar capas de material con diferentes tamaños dentro de los filtros con el objetivo de impedir el paso de la suciedad y al final potabilizar el agua.
Aplicaciones en la industria de la construcción
La sílice es un aditivo muy importante en varios productos que se usan en la construcción, por ejemplo, en cementos especiales, en varios tipos de baldosas, en tejas, en morteros, en pisos y paredes. También es parte del estuco y es un aditivo del asfalto.
En la electrónica
Los cristales de sílice son capaces de vibrar en frecuencias muy precisas, esto lo hace muy útil para fabricar osciladores de cristal que son usados en aparatos electrónicos como laptops, televisores, gps. Con la ayuda de la sílice se pueden transmitir señales de radio y televisión muy precisas.
En piedras preciosas y joyería
Ahora ya sabes que la sílice es el componente principal de muchos minerales de silicato, ahora bien, algunos de estos minerales son tan bellos y raros que se clasifican dentro del grupo de las piedras preciosas, por ejemplo:
- El cuarzo rosa
- El cuarzo citrino
- La piedra amatista
- La turmalina negra
- La piedra topacio
- La piedra ágata
- Los granates
Usos en pinturas
Otra aplicación importante que tiene la sílice es como aditivo en pinturas. Aquí cumple con el objetivo de hacer que la pintura sea más resistente al agrietamiento, suciedad, humedad y al aparecimiento de Moho. También logra mejorar las propiedades reflectivas y el brillo de la pintura, sobre todo del color blanco.
Soy ingeniero geólogo con experiencia y conocimiento en el área de exploración minera, hidrocarburos, evaluación de depósitos minerales metálicos y no metálicos, exploración de piedras preciosas y de metales preciosos, procesamiento de datos geológicos en software especializado y métodos de explotación de recursos naturales.
Además, tengo conocimiento en geología aplicada a la ingeniería geológica, donde se incluye el estudio de suelos, rocas y agua para la construcción de obras de ingeniería civil.
