Obtención alterna de silicio, cascara de arroz.

El proceso de obtención del silicio para poder manejarlo como silicio de pureza para semiconductores, como de paneles solares, necesita de un complicado y costoso en comparación con otros métodos de purificación para reducir las impurezas al nivel indicado. Existen diferentes medios para la obtención de silicio, por ejemplo, la cascara de arroz puede llegar a tener la pureza necesaria para poder ser utilizado en las celdas solares, se estima que la producción anual de granos básicos en México es de gran impacto ya que es parte de la dieta de los mexicanos y hablando del arroz su producción es de miles de toneladas depende la estación del año, datos de probabilidades Secretaria de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación.

Silicio en la cascara de arroz…

Particularmente el arroz es un cereal considerado de mayor consumo a nivel mundial, así que la utilización de cascara de arroz es un camino viable para poder obtener silicio con altos grado de purificación. La silicificación de las células se produce desde las células hacia los cuerpos silíceos. Aparte de las hojas, las células silicificadas se observan en la epidermis y en los tejidos vasculares del tallo y cáscara. De las raíces, el silicio pasa a las células corticales y de estas al xilema. En el caso del arroz, este proceso se realiza a través de un tipo de transportador específico que permite lograr altas concentraciones de silicio en esta planta. La ceniza obtenida de la calcinación de la cáscara de arroz, compuesta principalmente por sílice fino y de alta reactividad, se utiliza en la industria del cemento y como fuente para la preparación de compuestos de silicio.

La cascarilla de arroz se utiliza actualmente como cama para el ganado o para comodidad de caballos en los establos, con la baba de animal y otros elementos, se vuelve como colchón para ellos, pero en este proceso también se pueden ocupar las sobras de trigo, etc. El uso de la cáscara y la paja de arroz como combustible genera grandes cantidades de ceniza. Típicamente, las cenizas obtenidas proveniente de este proceso es cerca del 20% base seca. Teniendo en cuenta que el arroz tiene un 15-20% de cáscara. Estos datos implican que se pueden obtener de 25-30 kg de sílice por la cascara de arroz, sin tener en cuenta la paja. Están descritas las tecnologías para obtener silicio y otros derivados de este mismo con altos niveles de pureza a partir de cáscara de arroz, con el proceso correspondiente y su proceso químico.

Las cascarillas de arroz pueden llegar a tener otros usos como la realización de bloques de concreto, tiene sus ventajas y desventajas como cualquier otro material, el de la cascarilla de arroz es que por la baja densidad del material no es viable su transporte a largas distancias para instalaciones de producción de silicio. La obtención de silicio a partir de la cáscara de arroz puede competir desde el punto de vista técnico-económico con el método tradicional que utiliza como materia prima arena sílice, de gran complejidad y alto consumo de energía. Un punto importante es que en México la producción de arroz no es tan demandante como en otros lugares, como podría ser una mejor producción en Asia, teniendo a China como mayor productor de arroz.

Fuentes:

[1] Wiliams Lazo, (2019) Obtención de silicio a partir de cascara de arroz.

[2] Milán, D. A., & González, A. A. (2010). Silicio a Partir De Cáscara De Arroz Para La Confección De Paneles Fotovoltaicos. 

[3] Cascarilla de arroz

[4] Secretaria de Agricultura y desarrollo rural, CIMA y ASERCA.(2019) Reporte de mercado de arroz.