Investigadores galegos presentan os detalles un proxecto para producir silicio de forma eficiente e sustentábel

Investigadores procedentes de nove países de Europa, Estados Unidos e África reúnense estes días na facultade de Matemáticas da Universidade de Santiago para pór en común os avances no proxecto europeo SisAl Pilot. Buscan a produción de silicio de calidade (un dos compoñentes básicos dos dispositivos electrónicos) con baixo impacto ambiental. No proxecto participan investigadores adscritos ao Centro de Investigación e Tecnoloxía Matemática de Galicia (CITMAGA), impulsado polas nosas tres universidades (UVigo, USC e UDC). Ademais, forman parte de SisAl Pilot centros de investigación europeos e empresas nacionais e internacionais para a aplicación dos resultados, como Fundiciones Rey (Vilagarcía) e Rey Bronze Castings (Cuntis).
A apertura do encontro celebrouse na mañá deste martes 21, coa participación da decana da facultade de Matemáticas da Universidade de Santiago, Elena Vázquez Cendón; a coordinadora do proxecto e profesora da Universidade Norueguesa de Ciencia e Tecnoloxía Gabriella Tranell; e a directora científica en funcións do CITMAga, Rosa María Crujeiras.
O silicio
Segundo se fixo saber, o silicio é unha materia prima fundamental, con moitas empresas dedicadas á súa produción. Utilízase en particular na industria electrónica para a elaboración de semicondutores e microchips para os computadores, pero tamén noutros ámbitos como os paneis solares, nas aliaxes do aluminio e nas siliconas. Neste proxecto patentouse un proceso sustentábel e económico para a produción de silicio, considerado na actualidade como “un material moi relevante para Europa”.
Os matemáticos galegos participan neste proxecto internacional realizando a simulación numérica deste novo proceso industrial nos fornos da empresa norueguesa Elkem, un dos principais produtores de silicio de Europa, e de Fundiciones Rey e Rey Bronze Castings en Galicia. A actual coordinadora deste proxecto no CITMAGA é Dolores Gómez, profesora do Departamento de Matemática Aplicada da Universidade de Santiago, no que participan tamén os profesores Pilar Salgado e José Luís Ferrín e os investigadores Branca García e Óscar Crego. Explica que “as empresas que participan no proxecto dispoñen de fornos de diversos tipos (de indución, rotativos, de arco). Dependendo do forno, as simulacións requiren estudar diferentes procesos físicos que teñen que ver con modelos de transferencia de calor con cambio de fase, dinámica de fluídos multifase, electromagnetismo e reaccións químicas, moitos deles fortemente axustados. O noso obxectivo é realizar simulacións numéricas baseadas nestes modelos que poidan apoiar os ensaios experimentais dos socios industriais. Por pór un exemplo, é posíbel calcular a temperatura dos materiais que se introducen dentro do forno e o tempo que tardarían en fundirse a partir dunhas determinadas condicións de operación”.
A investigadora Dolores Gómez sinala que a idea é que as industrias que participan neste proxecto poidan utilizar os seus propios fornos para a obtención de silicio, sendo posíbel mesmo mellorar o seu deseño se fose necesario. Explica que “con independencia da tecnoloxía de forno utilizada, e coa finalidade de deseñar un proceso eficiente, hai que tomar numerosas decisións técnicas que están relacionadas principalmente co deseño e a calibración do forno. Neste sentido, a simulación numérica desempeña un papel esencial, xa que permite non só comprender mellor os fenómenos físicos subxacentes e como se axustan, senón tamén investigar o impacto dun parámetro ou conxunto de parámetros no resultado de interese ou proporcionar información que doutro xeito habería que obter a partir de custosos ensaios en planta, que, por outra banda, non sempre se poden levar a cabo pola dificultade que entrañan. Tamén é posíbel mellorar o deseño dos fornos a partir do estudo de distintas configuracións xeométricas”.
Na xornada deste martes informouse de que hai empresas que tradicionalmente se dedican á produción de silicio, como a norueguesa Elkem e en Galicia a fábrica de FerroGlobe na Coruña. “Se se demostra que con este proceso pódese obter silicio de boa calidade a baixo custo, este tipo de industrias poderíano utilizar tamén noutros procesos da propia empresa”, fíxose saber, engadindo que no caso das galegas Fundiciones Rey e Rey Bronze Castings, tería máis repercusión posto que na actualidade dedícanse á fundición de ferro e bronce respectivamente, co cal no futuro poderían ampliar a súa actividade á obtención de aluminio-silicio.
A finalidade é que os fornos que funden o metal resulten moito máis eficientes, aforrando enerxía, tempo e recursos económicos. E, segundo Dolores Gómez, os ensaios realizados tanto na empresa norueguesa como na galega son “moi prometedores” e poñen de manifesto unha vez máis a importancia da transferencia de coñecemento da universidade á industria.
Nesta mesma liña, o equipo do CITMAGA traballa para simular os fornos a pequena escala de que dispón a Universidade Norueguesa de Ciencia e Tecnoloxía, coordinadora do proxecto SisAl Pilot e responsable de patentar este proceso. Neses fornos de pequeno tamaño realízanse as probas piloto previas, que serven para validar e axustar os modelos numéricos desenvolvidos polos investigadores, antes de levalos a cabo a escala industrial.
Na xornada deste mércores os participantes neste encontro visitarán as instalacións de Fundiciones Rey en Vilagarcía de Arousa e de Rey Bronze Castings en Cuntis, co obxecto de ver en funcionamento este proxecto piloto.