CAL

1. Historia:La cal es uno de los materiales de construccin ms antiguos ya que la ms remota utilizacin de la cal de que se tiene noticia cierta es de unos 4.000 aos antes de Jesucristo en el revestimiento de las pirmides de Egipto.Posteriormente se tienen noticias de su uso en el Palacio de Rusos en Creta, hacia el ao 1.500 a.J. como enlucido de base para unas pinturas murales.Tambin se sabe que en la Muralla de la China se emple ampliamente el mortero de cal.Conoci el pueblo romano con ms perfeccin el proceso de fabricacin de la cal y seleccionaba las materias primas con gran cuidado. A Roma, llegaba caliza de Etruria para fabricar cal. Tambin estudiaron, aunque rudimentariamente, las propiedades de la cal despus de cocida.

VITRUBIO estableci especificaciones para el uso de la cal en morteros, en enlucidos y en carreteras. Se supone que, respetando estas especificaciones, se construy la Va Apia, cuyo pavimento de 90 cm de espesor, contiene cal en tres de sus cuatro capas.Pero seguramente la mayor contribucin de los romanos a la tecnologa de la cal fu la adicin a la cal viva de cenizas volcnicas ricas en slice, con lo cual se obtena un material que fraguaba bajo el agua a diferencia de la cal viva sin ninguna adicin, que no fraguaba ms que al aire.Durante siglos se ha considerado como caliza impura, no adecuada para la fabricacin de la cal, la que contena arcilla. Pero a mediados del siglo XVIII, se observ, en Inglaterra, que algunas cales, fabricadas con estas calizas con arcilla, producan unos morteros ms resistentes que los fabricados con cales puras.Adems, se comprob que dichos morteros fraguaban bajo el agua, cosa que no ocurra con los morteros de cal propiamente dicha.Fue VICAT, en la segunda dcada del siglo XIX, quien defini la teora de la hidraulicidad, afirmando que, cuando la caliza contiene una cierta proporcin de arcilla ntimamente mezclada, da lugar, por coccin, a una cal hidrulica. Incluso lleg a fabricar una cal hidrulica artificial mezclando la arcilla y la caliza y cociendo despus dicha mezcla. A partir de este momento, ya puede hablarse de cales areas y cales hidrulicas.Por modificaciones y mejoras sucesivas del experimento de VICAT, se lleg al cemento portland. Este destron a la cal hidrulica, adquiriendo rpidamente la hegemona que hoy tiene en el campo de los conglomerantes.

2. Definicin:Lacales un trmino que designa todas las formas fsicas en las que pueden aparecer el xido de calcio (CaO) y el xido de calcio y magnesio (CaMgO2), denominados tambin,cal viva(o generalmentecal) ydoloma calcinadarespectivamente. Estos productos se obtienen como resultado de la calcinacin de las rocas (calizasodolomas). Adicionalmente, existe la posibilidad de aadir agua a la cal viva y a la doloma calcinada obteniendo productos hidratados denominados comnmentecal apagadahidrxido de calcio(Ca(OH)2) ydoloma hidratada(CaMg(OH)4).Otras denominaciones de la cal viva son las siguientes:Cal, Cal area, Cal de construccin, Cal qumica, Cal de albailera y Cal fundente.

3. Proceso De Fabricacin:

Obtencin de la piedra caliza:Comprende todos los procesos que se realizan en la cantera a partir de los cuales se obtiene la piedra caliza, materia prima de este proceso. Dichos procesos consisten en:Estudios geolgicos mineros, en los que se obtiene la informacin geolgica y geoqumica de las reas a explotar.

Extraccin de la piedra caliza, que consiste en extraer la materia prima de las canteras.Durante esta etapa se pone especial atencin en controlar la composicin qumica, granulometra y humedad de la materia prima, que es la piedra caliza.

Preparacin de la piedraConsiste en las trituraciones y tamizajes primarios y secundarios de la piedra caliza. Mediante dicho proceso, se logra dar a las piedras el dimetro requerido para el horno de calcinacin.

Calcinacin:La calcinacin consiste en la aplicacin de calor para la descomposicin (reaccin trmica) de la caliza. En este proceso se pierde cerca de la mitad de peso, por la descarbonatacin o prdida del dixido de carbono de la caliza original. La calcinacin es un proceso que requiere mucha energa para que la descarbonatacin pueda ocurrir y es en este paso cuando la piedra caliza (CaCO3) se convierte en cal viva (CaO). En la produccin de Horcalsa se utiliza tecnologa de punta, con lo que se asegura el buen uso de la energa. En la planta San Miguel, ubicada en Sanarate, se cuenta con un horno vertical regenerativo de ltima generacin, en el que se calcina la piedra caliza en un proceso totalmente controlado y automatizado. Hidratacin:En esta etapa la cal viva (xido de calcio) es trasladada a una hidratadora, en donde se le agrega agua al producto. Al hidratarse las piedras de cal viva se convierten en cal hidratada (polvo fino de color blanco). El mismo es un proceso exotrmico, el cual consiste en que cuando a la cal viva se le agrega agua, la reaccin libera calor. Separacin:Consiste en separar de la cal hidratada los xidos no hidratados (xidos no hidratados como los de magnesio) y algunos carbonatos conocidos como granaza que no lograron ser hidratados en la etapa de hidratacin. Envasado / Empaque / Despacho:Finalmente, se procede al envasado del producto, el mismo se realiza por medio de una mquina especial de envasado y paletizado. La cal hidratada Horcalsa es empacada en bolsas de papel.Todos los procesos anteriormente descritos, son completamente industriales. En los mismos se llevan a cabo estrictos controles de calidad que permiten alcanzar las normas requeridas para la fabricacin de cal hidratada. Para ello, se determina el cumplimiento de los requerimientos qumicos (dixido de silicio, xido de aluminio, xido frrico, xido de calcio, xido de magnesio, xidos no hidratados y dixido de carbono) y de los requerimientos fsicos de fineza y retencin de agua. Permitiendo ofrecer un producto de excelente calidad.. 4. Tipos y clasificacin de las cales.

Cales areas.Cales constituidas principalmente por xido o hidrxido de calcio que endurecen lentamente al aire bajo el efecto del dixido de carbono presente en el aire. En general, no endurecen bajo el agua, pues no poseen propiedades hidrulicas. Pueden ser cales vivas o cales hidratadas.

Cales vivas, Q: Cales areas constituidas principalmente por xido de calcio y de magnesio, producidos por la calcinacin de caliza y/o doloma. Las cales vivas tienen una reaccin exotrmica en contacto con el agua. Las cales vivas se presentan en distintas granulometras que van desde terrones a material finamente molido.

Cales clcicas CL , constituidas principalmente de xido de calcio o de hidrxido de calcio, sin adicin de materiales puzolnicos o hidrulicos y las cales dolomticas, constituidas principalmente por xidos o hidrxidos de cal y de magnesio, sin adicin de materiales puzolnicos o hidrulicos.

Cales hidratadas, S: Cales areas, clcicas o dolomticas resultantes del apagado controlado de las cales vivas.Se producen en forma de polvo seco, de pasta o de lechada.A su vez, las cales dolomiticas pueden ser semihidratadas o totalmente hidratadas.

Cales hidrulicas naturales, NHL: Cales producidas por la calcinacin de calizas ms o menos arcillosas o silceas con reduccin a polvo mediante apagado con o sin molienda.Pueden estar parcialmente hidratadas o apagadas, en polvo y que adems de fraguar y endurecer en el aire lo hacen debajo del agua. El dixido de carbono presente en el aire contribuye igualmente al proceso de endurecimiento.Se descubrieron en el siglo XIX, al aadir arcilla a las calizas en proporcin mayor del 5.3 % . Esto produce el fraguado hidrulico y da una gran resistencia. Esto se debe a que en la coccin, en primer lugar, se produce una evaporacin del agua de cantera hasta los 110 C; hacia los 700 C comienza la descomposicin de los silicatos que aportan las arcillas y a los 900 C se descompone el carbonato clcico. A temperatura ms elevada reacciona los productos resultantes: xido de cal (CaO), anhdrido silcico (SiO2) y almina (Al2O3), formndose silicatos y aluminatos, que junto con el hidrxido clcico (Ca(OH)2) constituyen la cal hidrulica.La cal hidrulica se obtiene de las calizas que contienen slice y almina calcinndolas a temperaturas casi de fusin. Se denomina de alto o bajo contenido en magnesia si ste pasa o no del 5 % Existen cales hidrulicas naturales con adicin de materiales (Z). Ciertos productos especiales pueden contener materiales hidrulicos o puzolnicos adecuados hasta un 20% en masa y son designados adems por la letra "Z".

Cales hidrulicas, HL: Cales principalmente constituidas por hidrxido de calcio, silicatos de calcio y aluminatos de calcio producidos por la mezcla de constituyentes adecuados. Tienen la propiedad de fraguar y endurecer con el agua. El dixido de carbono presente en el aire contribuye igualmente al proceso de endurecimiento Las cales areas se clasifican en funcin de su contenido en (CaO + MgO), y las cales hidrulicas en funcin de su resistencia a la compresin.

5. Aplicacin de la cal.La cal es uno de los productos ms conocidos desde la antigedad y con ms aplicaciones4diversas, de manera que cubre prcticamente todos los campos de la actividad humana (econmica) como son: Industria Siderurgia: Se utiliza como fundente y escorificante. Metalurgia: Se utiliza en los procesos de flotacin; en la fundicin de cobre, plomo y zinc; en la produccin de magnesio (se pueden utilizar dos tipos de procesos de fabricacin: proceso electroltico o proceso de reduccin trmica, en este ltimo se utiliza cal viva); en la produccin de aluminio; y como escorificante de la slice evitando la formacin de compuestos de aluminio y slice. Qumica: Se emplea en la produccin de jabn, en la fabricacin del caucho y de carburo clcico, en la industria petrolfera, en la industria del papel y en cosmtica. Alimentaria: Se utiliza en la industria azucarera (en concreto en la elaboracin del azcar de remolacha); en ostricultura; en piscicultura; en la industria cervecera, en la industria lactea; en la fabricacin de colas y gelatinas, en el tratamiento del trigo y del maz; en la industria vincola y en la conservacin de alimentos en contenedores de alimentos autocalentables. Vidrio: Su utilizacin proporciona vidrios ms brillantes y con mejor color. La fusin es ms rpida, lo cual supone un ahorro econmico durante el proceso de fabricacin del vidrio. Curtidos: Es una de sus aplicaciones ms antiguas. Los baos de lechada de cal permiten la extraccin de pelos e hinchamiento de las pieles antes del curtido.

Construccin Infraestructuras: En estabilizacin de suelos5: para secar suelos hmedos, descongelar los helados y mejorar las propiedades de los suelos arcillosos. Edificacin: En la fabricacin de prefabricados de cal: Hormign celular aireado, ladrillos silicocalcreos y bloques de tierra comprimida. La cal es un producto de construccin ms, con suMarcado CE7y su correspondiente normalizacin (UNE EN-459:1, 2 y 3).

Proteccin del Medio Ambiente Tratamiento de aguas de consumo (potabilizacin): Se emplea para ablandar, purificar, eliminar turbiedad, neutralizar la acidez y eliminar la slice y otras impurezas con el fin de mejorar la calidad del agua que consumen las personas. Tratamiento de aguas residuales y de lodos: Se utiliza, de manera muy habitual, en los tratamientos convencionales qumicos de aguas residuales industriales, bsicamente, de carcter inorgnico. Tambin se utiliza ampliamente en el tratamiento o lnea de lodos en las plantas de depuracin de aguas residuales urbanas o en aguas industriales de carcter orgnico. Remineralizacin de agua desalinizada: La adicin de cal permite realizar un acondicionamiento del agua desalinizada que puede ir desde un ajuste de pH y reduccin de la agresividad, hasta la remineralizacin de las aguas por el aporte de calcio. La cal es imprescindible para el tratamiento final de las aguas procedentes de la desalinizacin del agua del mar puesto que aporta uno de los compuestos nutricionales bsicos - el calcio - y es necesaria para el mantenimiento del equilibrio cal-carbnico, con el fin de evitar incrustaciones o corrosiones. Depuracin de gases: La cal, dependiendo del proceso, es el desulfurante ms rentable y natural que elimina el anhdrido sulfuroso y otros gases cidos (HCl, HF y NOx) de los humos industriales de incineradoras de residuos slidos urbanos, de centrales trmicas y de la industria en general.La cal tambin se emplea para eliminar los compuestos orgnicos persistentes (COP) como son dioxinas y furanos, y metales pesados de incineradoras municipales e industriales. Tratamiento de residuos: La cal se emplea, adems de como integrante de diversos tratamientos qumicos, como agente para prevenir los malos olores y la contaminacin de las aguas por la lixiviacin. Tratamiento de suelos contaminados: Las tcnicas empleadas en el tratamiento de suelos contaminados se agrupan de la manera siguiente:FisicoqumicosEstabilizacin - solidificacinBiolgicosTrmicosEn el tratamiento mtodo fsico-qumico (que constituye un proceso de transformacin del residuo mediante la adicin de una serie de compuestos qumicos para alcanzar el objetivo deseado), la cal se utiliza en las tcnicas de neutralizacin, precipitacin y decloracin. Con respecto a la tcnica de estabilizacin / solidificacin (cuyo principal objetivo es reducir la movilidad y solubilidad de contaminantes presentes en el suelo, disminuyendo su toxicidad y eliminando su lixiviacin), existe una variante denominada Solidificacin con cal y materiales puzolnicos.

AgriculturaLos usos en la agriculturason: Enmienda: La cal se utiliza como enmienda para mejorar las caractersticas de los suelos agrcolas: acidez, porosidad y actividad biolgica del suelo. Fertilizante: Aporta el calcio que es un nutriente para las plantas. Compost: Se emplea en la obtencin de compost a partir de residuos agrarios, agroindustriales y urbanos. Tratamientos fitosanitarios: Se utiliza en la preparacin de los caldos que llevan cobre para los tratamientos que reciben las plantas con el objetivo de defenderlas de los ataques de hongos, como mildio de la vid, roa o moteado del peral y manzano, lepra del melocotonero, etc. Biocida: Se puede utilizar como biocida cuyo fin es destruir, contrarrestar, neutralizar, impedir la accin o ejercer el control de otro tipo, sobre cualquier organismo nocivo por medios qumicos o biolgicos. Alimentacin animal: La cal se utiliza como reactivo, por su alta velocidad de reaccin, para la elaboracin de jabones clcicos destinados a la fabricacin de aditivos y derivados de pienso animal.Adems, la cal se utiliza en suelos cidos (subiendo su pH y aportando calcio como nutriente), modificando la composicin de las praderas, permitiendo que se desarrollen especies leguminosas que presentan mejor digestibilidad para el ganado y mayor contenido proteico. Esta operacin en suelos cidos permitir que en su composicin florstica aparezcan una serie de especies, entre ellas las alfalfa, reconocida por la mayor parte de los ganaderos como la reina de las forrajeras.

6. CALES PARA LA CONSTRUCCIONDe emplearse cal en el mortero, sta debe ser hidratada y normalizada; la razn por la cual la cal debe ser normalizada se debe que pueden existir partculas muy finas, que en vez de funcionar como aglomerantes lo hacen como residuos inertes. El peso volumtrico de la cal es del orden de 640 Kg/cm3Cuando se emplea cal en el mortero, sta (a diferencia del cemento) endurece muy lentamente al reaccionar con el anhdrido carbnico del ambiente, en un proceso llamado Carbonatacin. La carbonatacin resulta beneficiosa para el mortero por dos razones Las fisuras se llenan a lo largo del tiempo al formarse cristales de carbonato de calcio, lo que proporciona alguna resistencia adicional sobre la dada por el cemento.Al endurecer lentamente se favorece la retentividad de la mezcla.