El avance tecnológico en el mundo contemporáneo se ha visto intrínsecamente ligado al desarrollo y la aplicación de materiales innovadores, y uno de los elementos fundamentales que ha revolucionado tanto la electrónica como la industria del motor es el silicio. A pesar de ser uno de los elementos más abundantes en la corteza terrestre, en la propia arena, su impacto en la sociedad moderna va mucho más allá de su presencia en la naturaleza.
¿Qué es el silicio?
Acero, aluminio, plástico, petróleo, son materiales y productos que han tenido un gran protagonismo en el mundo del motor a lo largo de la historia. Sin embargo, el silicio ha destacado especialmente por su poder radical para cambiarlo todo. Aunque no ha sido tanto el silicio como el uso que ha hecho el ser humano de sus propiedades.
El silicio es un elemento químico que pertenece al grupo IV de la tabla periódica, con el símbolo Si y el número atómico 14. Es un elemento metaloide que comparte características tanto de metales como de no metales.
En su forma pura, el silicio cristalino exhibe una estructura de red cristalina ordenada, en la cual cada átomo de silicio está enlazado a otros cuatro átomos mediante enlaces covalentes, formando así una red tridimensional. Esta estructura le confiere propiedades semiconductoras únicas que lo hacen esencial en la industria electrónica.
La revolución del silicio
Desde la invención del transistor en la década de 1940, el silicio se ha convertido en el material base para la fabricación de semiconductores, una piedra angular en la industria electrónica. Los chips de silicio han permitido la miniaturización de los dispositivos electrónicos, aumentando su rendimiento y reduciendo los costos de producción. Estos avances han sido esenciales para el desarrollo de computadoras, teléfonos inteligentes, dispositivos médicos, sistemas de comunicación y un sinfín de tecnologías que hoy en día son parte integral de nuestra vida cotidiana.
El silicio, en su forma purificada, destaca por sus propiedades semiconductoras cruciales para el funcionamiento de los componentes electrónicos. La capacidad del silicio para cambiar su conductividad eléctrica bajo ciertas condiciones lo hace ideal para la creación de esos transistores, diodos y otros dispositivos fundamentales en la electrónica moderna. Además, su estabilidad química y su facilidad para formar óxidos lo convierten en un material versátil y confiable para la fabricación de circuitos integrados.
¿Qué hace al silicio tan importante?
El silicio es un material semiconductor, lo que significa que tiene un comportamiento eléctrico intermedio entre los conductores (que permiten que la electricidad fluya fácilmente) y los aislantes (que la bloquean por completo). Esta propiedad es esencial en los transistores, ya que les permite cambiar entre un estado conductor y uno no conductor.
Imagina utilizar una luz para enviar un mensaje por medio de código morse. Solo necesitas controlar cuándo está encendida y apagada esa bombilla. Necesitas un interruptor para ello. La clave del silicio es que puede actuar como ese interruptor. La posibilidad del silicio para actuar como conductor o como no conductor en función de cómo se distribuyen sus capas, permite que controlemos cuándo deja pasar la electricidad y cuándo no.
Gracias al código binario, formado por los valores 1 y 0, donde uno representa el paso de más electricidad, y el otro representa el paso de menos electricidad, se hizo posible enviar información por medio del uso de estos interruptores y semiconductores. Si se introducen una gran cantidad de interruptores (o transistores) en una pequeña pastilla, se tiene un microprocesador, capaz de gestionar una cantidad de información inmensa, solo con señales eléctricas.
La virtud del silicio para actuar como semiconductor y poder variar entre su capacidad para conducir y no conducir electricidad, es algo que lo ha hecho extremadamente valioso y útil.
Su capacidad para formar estructuras cristalinas y ser dopado con impurezas para ajustar sus propiedades eléctricas lo convierte en el material ideal para la fabricación de transistores y otros dispositivos electrónicos.
Los coches de nueva generación llenos de electrónica
La convergencia entre la electrónica y la industria automotriz ha dado lugar a una nueva era de vehículos inteligentes y conectados. En esta situación, el silicio desempeña un papel crucial en la fabricación de sistemas electrónicos y componentes clave para la conducción autónoma, la gestión energética y la conectividad.
Los sistemas de control electrónico en los coches modernos dependen en gran medida de microcontroladores y sensores basados en silicio para monitorizar y regular una variedad de funciones, desde la inyección de combustible hasta el control de tracción.
Ya desde hace años la electrónica ha pasado a tener un papel clave en el mundo de los coches, siendo algo que debe dominarse cuando se quiere conocer en profundidad la mecánica de un vehículo. Tal es así que una forma básica de obtener un mayor rendimiento de un vehículo es por medio de una reprogramación electrónica.
Además, el desarrollo de baterías de iones de litio, que son fundamentales para la propulsión eléctrica y híbrida, se ha beneficiado enormemente de los avances en la tecnología del silicio, especialmente en lo que respecta a la gestión térmica y la eficiencia energética.
En el caso de la movilidad autónoma, el silicio se presenta como un actor clave para la integración de sistemas de inteligencia artificial y sensores avanzados, que son fundamentales para la percepción del entorno y la toma de decisiones en tiempo real por parte de los vehículos autónomos.
El silicio, hoy por hoy, es uno de los materiales más importantes existentes en un coche. De hecho, no solo en un coche, sino prácticamente en cualquier elemento que cuente con algo de electrónica.
