La belleza de la silica gel

Entre los numerosos adsorbentes existentes, hay uno que destaca especialmente por su belleza. Se trata de la sílica gel. Un adsorbente que no sólo se emplea en la industria, sino que lo encontramos muy a menudo en nuestra vida cotidiana, por ejemplo en las pequeñas bolsitas protegiendo de la humedad aparatos electrónicos, calzado y objetos varios.

Hace unos días tuve la suerte de compartir la supervisión de una carga industrial de sílica gel en unos secadores de aire comprimido en una refinería y me hizo mucha gracia el comentario de uno de los responsables de la carga: “Qué bonita es, parecen diamantes”. Y es que, así es, las pequeñas bolitas de sílica gel translúcidas brillando bajo la luz del sol parecían piedras preciosas.

Por tanto, nos ha parecido una buena idea para nuestro boletín técnico de diciembre de MERYT dar a conocer este adsorbente que resulta a la vez tan familiar y tan desconocido para muchos de nosotros.

¿Qué es la silica gel?

La sílica gel, o gel de sílice, en contra de lo que su nombre indica, no es un gel, sino que se trata de un adsorbente sólido, que se suele producir en bolitas de distintos tamaños, aunque también se puede producir en polvo.

Su composición química es óxido de silicio (SiO2), el compuesto más abundante de nuestra corteza terrestre. Sin embargo, no es un adsorbente que se obtiene de forma natural (como podría ser una arcilla) sino que requiere de un proceso de fabricación para conferirle las propiedades deseadas de máxima capacidad de adsorción de humedad. El término de gel viene dado porque en una etapa de esta fabricación se pasa por un estado en el que la solución es un gel.

Su estructura, tal y como se muestra a continuación, se basa en enlaces mediante puentes siloxano (Si-O-Si) dando lugar a un material con características amorfas, resistente y muy poroso, que permite la adsorción tanto de compuestos inorgánicos como orgánicos. Su superficie está cubierta por grupos hidroxilo (en forma de grupos silanol Si-OH) que son muy importantes para favorecer la adsorción.

¿Cómo se obtiene la sílica gel?

La sílica gel se produce a partir de una solución acuosa de silicato sódico, la cual se acidifica con ácido sulfúrico, para producir un precipitado gelatinoso (de ahí el nombre de gel). Este precipitado se lava con agua y luego se deshidrata cuidadosamente, con lo que obtenemos la sílica gel (SiO2.nH2O).

Características de la sílica gel

Es una estructura extremadamente porosa, caracterizada por la uniformidad de la disposición de los poros y sus tamaños. El área superficial de los poros del gel de sílice varía según el método de fabricación, llegando a valores de hasta 800-850 m2/g. Esta gran área superficial formada por los poros interconectados retiene agua por adsorción y condensación capilar, permitiendo que el gel de sílice adsorba hasta el 40% de su peso en agua, es decir, por cada tonelada de sílica gel vamos a poder adsorber hasta 400 kilos de agua, según las condiciones.

Respecto a los poros, dependiendo del tipo de sílica gel, su tamaño puede variar desde 5Å hasta los 300Å, mientras que el volumen de los mismos puede estar entre 0,3 hasta 1,3 cm3/g.

Este adsorbente no es tóxico, no es inflamable y no es reactivo químicamente, y esta es la forma más común de la sílica gel, en forma de bonitas esferas translúcidas:

Existen también otras dos formas de sílica gel que se elaboran con indicador de color para avisarnos visualmente de cuando la sílica gel se ha saturado de humedad.

Una es la de color azul, que muchos de nosotros recordamos de los desecadores presentes en todos los laboratorios. Este color azul se debe a que se le ha añadido durante el proceso de fabricación el compuesto cloruro de cobalto, el cual es azul en ausencia de humedad y se vuelve de color rosa cuando la sílica gel está saturada de humedad. Se tiende a evitar este tipo de adsorbente debido a la toxicidad del cobalto, porque requiere su eliminación como residuo peligroso.  

La otra forma de sílica gel con indicador es la de color naranja. Este color es debido al compuesto violeta de metilo, que vira desde naranja sin humedad a verde oscuro cuando se satura de humedad.

A continuación se muestran las principales características de la sílica gel tipo A que suministramos en MERYT:

Aplicaciones de la sílica gel

La sílica gel tiene múltiples aplicaciones, si bien su aplicación más conocida es la de la de adsorción de la humedad en aire. Sin embargo, también puede emplearse para adsorber agua de otro tipo de gases como son el dióxido de carbono, oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, monóxido de carbono, gases nobles y gases ácidos. Asimismo, puede emplearse para secar líquidos del tipo GLP, disolventes, hidrocarburos clorados y pretratar aceites.

Una de las aplicaciones más conocida es la del secado del aire comprimido que se precisa en las plantas industriales. En muchas de estas plantas, existen secadores formados por dos lechos de sílica gel en los que un lecho está en modo adsorción y el otro lecho está en modo regeneración. Los ciclos de operación pueden ser de varias horas y se pueden obtener calidad de aire 1, 2 y 3 y puntos de rocío del aire inferiores a -20ºC (y de hasta -70ºC) según la norma ISO 8573-1. La temperatura a la que se regenera la sílíca gel (150-160ºC) es menor que la de la alúmina activada (180-200ºC), otro clásico adsorbente para el secado del aire, de modo que permite un importante ahorro energético y de emisiones de CO2.  

Otra aplicación clave de la sílica gel se halla en los transformadores eléctricos de potencia, donde seca el aire que está en contacto con el aceite de los mismos. Este aceite debe estar lo más seco posible para evitar efectos negativos sobre el equipo y también para prolongar su vida útil.  

También encontramos sílica gel en los contenedores marítimos, en  cuyas paredes internas se cuelgan bolsas llenas de este adsorbente para que elimine la humedad del contenedor que pueda infiltrarse a lo largo de la travesía, y de este modo proteger las mercancías transportadas en el mismo. 

La sílica gel también se emplea como agente de conservación de las colecciones de libros en los museos y bibliotecas, dado que los ejemplares muy antiguos deben preservarse de la humedad para evitar su deterioro.

Respecto a su uso para purificar aceites, se emplea tanto en plantas de producción de biodiesel, para eliminar contaminantes del aceite, como para la tratamiento de aceites de uso alimentario, gracias a su nula toxicidad.

Muchas más aplicaciones de la sílica gel las hallamos en industrias como la electrónica, la farmacéutica, industria de pinturas, acero, papel, vidrio y también en la de mascotas, donde es muy empleada como alternativa a la arena de los gatos.

Como podéis ver, este atractivo adsorbente resulta de gran utilidad en múltiples campos de nuestra vida. Esperamos que este boletín os haya resultado interesante y, como siempre, estamos a vuestra completa disposición para ampliar cualquier información sobre este u otro adsorbente y/o catalizador. Y, por supuesto, a vuestra disposición si precisáis de su suministro.

¡Un cordial saludo y Feliz Año Nuevo!