arena

Huellas en la arena: un dromedario ha dejado grandes huellas en la arena del desierto de color amarillo dorado.

En Alemania no se necesita ninguna otra materia prima en cantidades como la arena. Todos los días utilizamos numerosos productos que no existirían sin arena.

No toda la arena es igual

Existen innumerables tipos de arena. Algunas, como la arena mixta, están muy extendidas, otras son bastante raras. La llamada arena carbonatada solo se encuentra en las Bahamas y otras islas del Caribe, por ejemplo. Se compone principalmente de fragmentos de mejillones y caracoles.

El origen de las dunas «White Sands» en el estado estadounidense de Nuevo México es aún más exótico. Consisten en cristales de yeso que se crearon durante la evaporación de un antiguo lago salado.

Las arenas más importantes son las llamadas arenas de cuarzo. Contienen una proporción particularmente alta del mineral cuarzo (SiO2). El dióxido de silicio (cuarzo) se produce al separar el agua de la sílice y es uno de los materiales naturales más duros.

Debido a su singularidad, este mineral es indispensable para numerosas aplicaciones industriales. Las harinas de cuarzo, por ejemplo, tienen buenas propiedades eléctricas, alta resistencia mecánica y resistencia a los ácidos. Debido a sus diversos usos en la industria, las arenas de cuarzo también se denominan arenas industriales.

El todoterreno

El silicio contenido en las arenas de cuarzo puede convertir la corriente alterna eléctrica en corriente continua. Difícilmente se puede imaginar la microelectrónica actual sin esta propiedad.

El silicio también es necesario para la producción de microchips. En la era de la información actual, las arenas de cuarzo tienen una gran demanda.

La imagen muestra una pila de microchips uno encima del otro.

Sin arena de cuarzo, no habría microchips

La arena de cuarzo fue una materia prima valiosa en el pasado. Uno de los productos más antiguos elaborado con la ayuda de arena de cuarzo es el vidrio.

La gente ha sabido fabricar vidrio desde alrededor del 1500 a. C. Utilizado primero como esmalte, luego producido como vidrio hueco, luego fabricado industrialmente como vidrio plano, el vidrio se abrió camino en casi todas las áreas de la vida diaria.

El vidrio sigue siendo uno de los materiales más importantes en la actualidad. Es indispensable por sus propiedades materiales como alta resistencia y transparencia.

La denominada arena de vidrio es arena de cuarzo pura con un contenido de dióxido de silicio de más del 99 por ciento. Para que el vidrio sea blanco y no verde, puede haber un máximo de 0.05 por ciento de compuestos de hierro en la arena del vidrio. Por ejemplo, un panel de vidrio con un área de un metro cuadrado y un grosor de 5 milímetros contiene 8,64 kilogramos de arena de cuarzo.

Pero el cuarzo puede hacer aún más. Como la denominada tierra de diatomeas, la arena de cuarzo se ha utilizado como relleno en pasta de dientes, caucho, pinturas y pulimentos, papel y productos farmacéuticos desde la era industrial. Sus propiedades como arena filtrante son particularmente demandadas.

No solo nuestra agua potable fluye a través de la arena de cuarzo para su limpieza. La mayoría de los fabricantes de bebidas también confían en él para asegurarse de que sus productos sean siempre de la misma calidad.

En la industria cerámica, la arena de cuarzo se utiliza para la producción de loza, gres, porcelánico sanitario, pavimentos y revestimientos. En las fundiciones, el cuarzo se utiliza como materia prima para la fabricación de moldes, entre muchos otros usos. El cuarzo también se utiliza de diversas formas en la industria química.

Varias placas de vidrio grandes se extienden en una nave industrial.

La arena de cuarzo se utiliza en grandes cantidades en la industria.

Sin microchips sin arena de cuarzo

Los microchips, los denominados IC (circuitos integrados), se han convertido en una parte integral de la tecnología actual. Hoy en día, se puede encontrar un CI en casi todos los dispositivos.

Para poder fabricar circuitos integrados, la industria necesita silicio puro. Para hacer esto, el dióxido de silicio (SiO2) contenido en las arenas de cuarzo se funde en un horno de fusión a alrededor de 1400 grados Celsius. Durante este proceso, el oxígeno se separa del silicio.

La industria de los semiconductores requiere propiedades eléctricas óptimas para la producción de microchips. Estos solo están garantizados por una estructura monocristalina, porque solo aquí la red cristalina tiene la misma orientación en todas las direcciones. El material fundido no tiene esta propiedad.

Es por eso que la industria de los semiconductores hace crecer un monocristal con la ayuda de un cristal inicial. Este monocristal se corta en rodajas finas (0,18 milímetros) para formar lo que se conoce como obleas. Los circuitos se graban en las obleas, se cortan y se procesan en circuitos integrados.

Además de los circuitos integrados, hay muchos otros componentes en un teléfono celular que no podrían fabricarse sin arena de cuarzo. La tecnología de cristal líquido de las pantallas, así como los altavoces y micrófonos, son parte de ella, al igual que la carcasa del IC.

Microchips cuadrados en un plato

Un semiconductor de oblea de 12 pulgadas