El silicio se ha convertido en una materia prima fundamental, tanto para la fabricación de semiconductores y microchips como paneles fotovoltaicos y siliconas. Y aunque está entre los elementos principales que componen la corteza terrestre, su uso industrial requiere un proceso de reducción del cuarzo que se hace con carbón, con lo que se producen emisiones de CO2. Hasta ahora. Un proyecto liderado por la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología y con participación del Centro de Investigación y Tecnología Matemática de Galicia (Citmaga) y empresas gallegas como Fundiciones Rey trabaja en un sistema de producción de silicio de alta pureza utilizando restos de aluminio y no carbón.

El equipo de matemáticos gallegos se encarga de la elaboración y validación de modelos matemáticos que permitan deducir cómo funcionan los diferentes parámetros involucrados en el funcionamiento de los hornos con los que se obtiene silicio. Y esa simulación numérica permite reducir los ensayos que las empresas tienen que realizar en planta. «Nosotros hacemos las pruebas metalúrgicas y estamos en constante diálogo para cotejar los resultados», explica Susana Rey, de Fundiciones Rey. «Los modelos tienen que validarse a partir de medidas experimentales», explica Dolores Gómez, coordinadora del proyecto en Citmaga. Si los resultados de la simulación no se asemejan a los de planta, hay que ajustar el modelo: «Por ejemplo, si en un determinado momento miden una temperatura de 1.500 grados en el interior del horno, al efectuar la simulación numérica de ese proceso debe obtenerse un valor similar». Y también hay que desarrollar un modelo para cada tipo de horno, ya sea de inducción o rotativo.

El petróleo de la fotovoltaica

El sistema que se está testando es más eficiente no solo en lo ecológico —al acabar con las emisiones de CO2 y dar un paso más en la economía circular, tal y como subraya Susana Rey—, sino que también podría serlo en lo económico. Aunque todavía se está investigando, cabe la posibilidad de que se pueda producir con este sistema silicio de calidad solar, que es el que se utiliza para la fabricación de placas fotovoltaicas. Es decir, el silicio es a la energía fotovoltaica lo que el petróleo es a la gasolina.

Para alcanzar este altísimo grado de pureza necesario para las placas solares, el silicio metalúrgico (el que se produce en los hornos) debe pasar un segundo proceso, conocido como polisilicio. «Con este producto, creemos que no sería necesario hacer ese proceso». Lo explica Javier Bullón, coordinador del proyecto en España, que recuerda que la fotovoltaica es la energía para la que en ese momento en el mundo se están instalando más plantas.

«Aquí [por Europa] tenemos el sol», pero el procesado para obtener el silicio solar lo domina en estos momentos China, explica Bullón. Por eso, si el proceso que se está testando finalmente tiene la capacidad de generar silicio de alta pureza para placas fotovoltaicas, significaría que «podríamos recuperar la producción en Europa» de este material.

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M. Carneiro

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