Dióxido de silicio

La sílice es probablemente el compuesto inorgánico más versátil de la civilización humana. Constituye ~12 % de la masa de la corteza terrestre y, por sí sola, ha dado origen a tres grandes industrias: el vidrio (desde -1500), la cerámica estructural (desde la Antigüedad) y la electrónica del silicio (desde 1947). Su estructura se basa en tetraedros de SiO₄ que comparten vértices, una geometría cuya disposición determina el polimorfo. El cuarzo α es el más estable hasta 573 °C; le siguen el cuarzo β, la cristobalita, la tridimita y, por último, el fundido vítreo, sin cristalinidad de largo alcance.

La industria del vidrio aprovecha esta última propiedad: enfriada con rapidez, la SiO₂ atrapada en un estado desordenado es un sólido amorfo transparente en el visible, duro y químicamente inerte. Al añadir Na₂CO₃ (que baja el punto de fusión de 1700 a 1500 °C) y CaO (que endurece el vidrio y lo hace insoluble) se obtiene el vidrio sodocálcico, el de las botellas y las ventanas, que supone ~95 % de la producción mundial (~150 Mt/año). El borosilicato (Pyrex) incorpora B₂O₃ para resistir los choques térmicos. Las fibras ópticas y los sustratos de obleas usan SiO₂ ultrapura (>99.9999 %).

El lado biológico es más sutil: la sílice cristalina respirable causa silicosis, una fibrosis pulmonar irreversible que mató a mineros y canteros en masa en el siglo XIX (los «picapedreros» morían, en promedio, a los 40 años). La OMS clasifica la sílice cristalina como cancerígeno del grupo 1, mientras que su forma amorfa (sílice pirógena, tierra de diatomeas) es en gran medida inofensiva. Esta distinción estructural entre lo cristalino y lo amorfo para un mismo compuesto químico es uno de los casos más instructivos de la toxicología mineral.