Silicio

El silicio es un sólido duro, frágil, de color gris azulado con brillo metálico y sin olor; tiene un punto de fusión elevado de 1414 °C y un punto de ebullición de 3265 °C. Es un elemento metaloide y el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre, habitualmente aislado en formas cristalinas o amorfas. El silicio constituye una materia prima fundamental en la producción de siliconas, silanos, silicatos y obleas de grado semiconductor. Sus aplicaciones industriales principales incluyen la electrónica (circuitos integrados, células fotovoltaicas), la construcción (selladores, adhesivos y agentes impermeabilizantes a base de silicona) y los polímeros especializados (por ejemplo, cauchos, resinas y fluidos de silicona). También se utiliza en la aleación de aluminio y como agente reductor en procesos metalúrgicos.

Elemental silicon has some of the most important applications in this electronic age. One of the major applications is in computer chips. The single crystals of crystalline silicon are used for solid-state or semiconductor devices. Silicon of hyperpurity, doped with trace elements, such as boron, phosphorus, arsenic, and gallium is one of the best semiconductors. They are used in transistors, power rectifiers, diodes and solar cells. Silicon rectifiers are most efficient in converting a-c to d-c electricity. Hydrogenated amorphous silicon converts solar energy into electricity.
Algunas plantas necesitan silicio (Si) además de los nutrientes macro y micronutrientes. Es uno de los elementos más abundantes absorbidos por las plantas. El silicio pertenece al Grupo 14 (anteriormente IVB) de la Tabla Periódica. Es un oligoelemento esencial para el crecimiento normal de los animales superiores, ya que participa en la formación de huesos y cartílagos. Los cultivos cultivados en ausencia de sílice soluble son más propensos a sufrir mohos que aquellos a los que se les proporciona sílice soluble. El arroz, el pepino, el pepinillo y la cebada requieren silicio. El silicio mejora el crecimiento de la caña de azúcar. Corrige las toxicidades edáficas derivadas de la presencia de cantidades excesivas de Mn, Fe y Al activo. El poder oxidante de las raíces de arroz y su tolerancia a altos niveles de hierro y manganeso se atribuyen a la nutrición con silicio. En una prueba de campo, cuando partes de un cultivo de arroz presentaron una relación sílice:nitrógeno de 11:2, se produjeron 10 toneladas por hectárea adicionales de arroz. El silicio contribuye a: (a) mantener la verticalidad de las hojas de arroz, (b) aumentar la resistencia a plagas insectiles, (c) mejorar la fotosíntesis, (d) incrementar el número de tallos y (e) mejorar tanto el peso fresco como el peso seco de las plantas de arroz. Si se suspende la aplicación de sílice durante el período reproductivo, disminuyen tanto el número de espiguillas por panícula como el porcentaje de granos maduros. El silicio contribuye a la estructura de la pared celular, lo cual: (a) hace que la pared celular sea más inmune a las enfermedades, (b) mejora la resistencia del tallo y (c) aumenta la resistencia al acame. El arroz y la caña de azúcar responden favorablemente a los fertilizantes de silicio. Los complejos enzima-silicio formados en la caña de azúcar actúan como protectores o reguladores de la fotosíntesis y de la actividad enzimática. Al suprimir la actividad de la invertasa en la caña de azúcar, el silicio incrementa la producción de azúcar. El silicio y el oxígeno constituyen el 75 % de la corteza terrestre, de los cuales el silicio representa solo el 27,7 %. La sílice, que aparece en una proporción del 60 al 80 % como sílice cuarzosa insoluble, se encuentra en forma de ácido monosilícico [Si(OH) ₄], cuya disponibilidad aumenta con el incremento del pH del suelo y de la temperatura. Aproximadamente, 130 ppm de silicio (como SiO ₂) constituyen el límite crítico de silicio disponible en suelos secos al aire para maximizar el rendimiento del arroz en condiciones de cultivo inundado; dicho límite crítico se eleva mediante la adición de silicio (como SiO ₂). La absorción de silicio por las plantas varía según la especie vegetal. Las gramíneas contienen 10 a 20 veces más silicio que el normalmente encontrado en leguminosas y dicotiledóneas. El arroz contiene entre un 4,6 y un 7,0 % de silicio en la paja. Los óxidos de hierro y aluminio, la calificación, la inundación y el suministro de nutrientes influyen en la absorción de silicio; un alto contenido de agua en el suelo incrementa su absorción en arroz, cebada, avena, sorgo y caña de azúcar. La cantidad de fertilizante de sílice que debe añadirse al suelo se guía por la relación entre la sílice disponible y la materia orgánica; si dicha relación es inferior a 100, se recomienda aplicar el fertilizante; si es superior a 100, se recomienda añadir materia orgánica; si es inferior a 50, indica que el suelo padece una deficiencia de silicio. Para una zona con deficiencia de silicio, se recomienda la adición de 2 a 4 toneladas por hectárea de fertilizante de sílice. La «manchado» (freckling), que es una condición necrótica de manchas foliares, constituye un síntoma de bajos niveles de silicio en plantas de caña de azúcar expuestas directamente a la luz solar, siendo la radiación ultravioleta (UV) de la luz solar el agente causal. Cantidades suficientes de silicio en la planta de caña de azúcar filtran la radiación UV nociva. Entre los principales fertilizantes de sílice se incluyen la escoria de silicato cálcico, el silicato cálcico y el metasilicato sódico. De 1,5 a 2,0 toneladas por hectárea de escoria de silicato suelen proporcionar suficiente silicio para los cultivos de arroz producidos en suelos pobres en silicio. Los fertilizantes de silicato sirven como fuente de silicio y como material enmiendante para suelos ácidos. Las escorias procedentes de la industria siderúrgica, la escoria básica molida (que contiene cantidades variables de Al, Ca, Fe, Mn, Mg y Si) y la wollastonita (silicato cálcico-magnésico) son todos fertilizantes de silicato. El silicato sódico incrementa el rendimiento de los cultivos en suelos deficientes en fósforo, posiblemente porque los silicatos favorecen la asimilación del ácido fosfórico por la planta y no por el suelo. Sin embargo, según algunos investigadores, el silicato incrementa la cantidad de fósforo disponible en el suelo. Aplicaciones excesivas de nitrógeno hacen que la planta de arroz sea más susceptible a los ataques fúngicos debido a la disminución de la concentración de silicio en la paja.

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