Óxido de calcio

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Óxido de calcio
Cal viva.JPG
Calcium-oxide-3D-vdW.png
Estructura tridimensional.
Nombre (IUPAC) sistemático
Óxido de calcio
General
Otros nombres Óxido cálcico
Óxido de calcio (II)
Cal viva
Fórmula molecular CaO
Identificadores
Número CAS 1305-78-8[1]
Número RTECS EW3100000
ChemSpider 14095
PubChem 14778
Propiedades físicas
Estado de agregación Sólido
Apariencia Blanco
Densidad 3300 kg/m3; 3,3 g/cm3
Masa molar 56,1 g/mol
Punto de fusión 2845 K (2572 °C)
Punto de ebullición 3123 K (2850 °C)
Propiedades químicas
Solubilidad en agua 1.19 g/L (25 °C), reacciona
Termoquímica
ΔfH0gas 43,93 kJ/mol
ΔfH0líquido -557,33 kJ/mol
ΔfH0sólido -635,09 kJ/mol
S0gas, 1 bar 219,71 J·mol-1·K
Peligrosidad
Frases R R37, R38, R41
Frases S S2, S25, S26, S37, S39
Frases H H315, H318, H335
Frases P P102, P280, P305+P351+P310, P302+P352, P261, P304+P340, P501
Riesgos
Ingestión Peligroso, causa irritación, en grandes dosis puede ser fatal.
Inhalación Peligroso; causa irritación, bronquitis química o la muerte en casos de exposición a largo plazo.
Piel Irritación y posibles quemaduras.
Ojos Puede causar daños permanentes.
Valores en el SI y en condiciones estándar
(25 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

La cal[2] es un término que designa todas las formas físicas en las que pueden aparecer el óxido de calcio (CaO) y el óxido de calcio y magnesio (CaMgO2), denominados también, cal viva (o generalmente cal) y dolomía calcinada respectivamente. Estos productos se obtienen como resultado de la calcinación de las rocas (calizas o dolomías). Adicionalmente, existe la posibilidad de añadir agua a la cal viva y a la dolomía calcinada obteniendo productos hidratados denominados comúnmente cal apagada ó hidróxido de calcio (Ca (OH)2) y dolomía hidratada (CaMg (OH)4).

Otras denominaciones de la cal viva son las siguientes: Cal, Cal aérea, Cal de construcción, Cal química, Cal de albañilería y Cal fundente.

La cal se ha usado, desde la más remota antigüedad, de conglomerante en la construcción; también para pintar (encalar) muros y fachadas de los edificios construidos con adobes o tapial (habitual en las antiguas viviendas mediterráneas) o en la fabricación de fuego griego.

Proceso de fabricación[editar]

La cal viva se obtiene por calcinación de la caliza,[3] con un alto contenido en carbonato de calcio (CaCO3), a una temperatura de unos 900 ºC según la siguiente reacción:

CaCO3 + calor → CaO + CO2

La calcinación, de manera industrial, tiene lugar en hornos verticales u horizontales rotativos.

De manera artesanal puede ser en un horno tradicional, romano o árabe. la densidad del oxido de calcio es de 1000kg/m³

Aplicaciones de la cal viva[editar]

La cal es uno de los productos más conocidos desde la antigüedad y con más aplicaciones[4] diversas.

Industria[editar]

  • Vidrio: Su utilización proporciona vidrios más brillantes y con mejor color. La fusión es más rápida, lo cual supone un ahorro económico durante el proceso de fabricación del vidrio.
  • Curtidos: Es una de sus aplicaciones más antiguas. Los baños de lechada de cal permiten la extracción de pelos e hinchamiento de las pieles antes del curtido.

Construcción[editar]

  • Infraestructuras: En estabilización de suelos:[5] para secar suelos húmedos, descongelar los helados y mejorar las propiedades de los suelos arcillosos.
  • Edificación: En la fabricación de prefabricados de cal: Hormigón celular ó aireado, ladrillos silicocalcáreos y bloques de tierra comprimida.[6]

La cal es un producto de construcción más, con su Marcado CE[7] y su correspondiente normalización (UNE EN-459:1, 2 y 3).

Protección del Medio Ambiente[editar]

  • Tratamiento de aguas de consumo (potabilización): Se emplea para ablandar, purificar, eliminar turbiedad, neutralizar la acidez y eliminar la sílice y otras impurezas con el fin de mejorar la calidad del agua que consumen las personas.
  • Tratamiento de aguas residuales y de lodos:[8] Se utiliza, de manera muy habitual, en los tratamientos convencionales químicos de aguas residuales industriales, básicamente, de carácter inorgánico. También se utiliza ampliamente en el tratamiento o línea de lodos en las plantas de depuración de aguas residuales urbanas o en aguas industriales de carácter orgánico.
  • Remineralización de agua desalinizada: La adición de cal permite realizar un acondicionamiento del agua desalinizada que puede ir desde un ajuste de pH y reducción de la agresividad, hasta la remineralización de las aguas por el aporte de calcio. La cal es imprescindible para el tratamiento final de las aguas procedentes de la desalinización del agua del mar puesto que aporta uno de los compuestos nutricionales básicos - el calcio - y es necesaria para el mantenimiento del equilibrio cal-carbónico, con el fin de evitar incrustaciones o corrosiones.
  • Depuración de gases: La cal, dependiendo del proceso, es el desulfurante más rentable y natural que elimina el anhídrido sulfuroso y otros gases ácidos (HCl, HF y NOx) de los humos industriales de incineradoras de residuos sólidos urbanos, de centrales térmicas y de la industria en general.

La cal también se emplea para eliminar los compuestos orgánicos persistentes (COP) como son dioxinas y furanos, y metales pesados de incineradoras municipales e industriales.

  • Tratamiento de residuos: La cal se emplea, además de como integrante de diversos tratamientos químicos, como agente para prevenir los malos olores y la contaminación de las aguas por la lixiviación.
  • Tratamiento de suelos contaminados: Las técnicas empleadas en el tratamiento de suelos contaminados se agrupan de la manera siguiente:
  1. Fisicoquímicos
  2. Estabilización - solidificación
  3. Biológicos
  4. Térmicos

En el tratamiento ó método físico-químico (que constituye un proceso de transformación del residuo mediante la adición de una serie de compuestos químicos para alcanzar el objetivo deseado), la cal se utiliza en las técnicas de neutralización, precipitación y decloración. Con respecto a la técnica de estabilización / solidificación (cuyo principal objetivo es reducir la movilidad y solubilidad de contaminantes presentes en el suelo, disminuyendo su toxicidad y eliminando su lixiviación), existe una variante denominada “Solidificación con cal y materiales puzolánicos”.

Agricultura[editar]

Los usos en la agricultura[9] son:

  • Enmienda: La cal se utiliza como enmienda para mejorar las características de los suelos agrícolas: acidez, porosidad y actividad biológica del suelo.
  • Fertilizante: Aporta el calcio que es un nutriente para las plantas.
  • Compost (Abono): Se emplea en la obtención de compost a partir de residuos agrarios, agroindustriales y urbanos.
  • Tratamientos fitosanitarios: Se utiliza en la preparación 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, roña o moteado del peral y manzano, lepra del melocotonero, etc.
  • Biocida: Se puede utilizar como biocida cuyo fin es destruir, contrarrestar, neutralizar, impedir la acción o ejercer el control de otro tipo, sobre cualquier organismo nocivo por medios químicos o biológicos.
  • Alimentación animal: La cal se utiliza como reactivo, por su alta velocidad de reacción, para la elaboración de jabones cálcicos destinados a la fabricación de aditivos y derivados de pienso animal.

Además, la cal se utiliza en suelos ácidos (subiendo su pH y aportando calcio como nutriente), modificando la composición de las praderas, permitiendo que se desarrollen especies leguminosas que presentan mejor digestibilidad para el ganado y mayor contenido proteico. Esta operación en suelos ácidos permitirá que en su composición florística aparezcan una serie de especies, entre ellas las alfalfa, reconocida por la mayor parte de los ganaderos como la reina de las forrajeras.

Es un producto básico de origen natural que presenta dos enormes ventajas:

  • Su disponibilidad
  • Su versatilidad, considerando las numerosas aplicaciones que tiene, siendo, en algunas de ellas, imprescindible.

Aspectos relacionados con la salud y la seguridad[editar]

  • La cal viva no presenta toxicidad aguda vía oral, cutánea, o por inhalación. Se clasifica como irritante para la piel y para las vías respiratorias, e implica un riesgo de daño ocular grave.
  • Referente al riesgo de incendio, la cal viva no es combustible pero reacciona con el agua y genera calor pudiendo causar riesgo de incendio. Por ello, la medida de extinción adecuada es utilizar un extintor de polvo, de espuma carbónica o de gas carbónico para extinguir el fuego circundante.
  • Respecto a la reactividad, la cal viva reacciona exotérmicamente con el agua para formar cal hidratada. Esto mismo ocurre cuando absorbe la humedad ambiente.

Tradiciones y curiosidades en torno a la cal[editar]

Uso como arma

El historiador y filósofo David Hume, en su historia de Inglaterra, relata como durante los comienzos del reinado de Enrique III la marina inglesa destruyo a la flota invasora francesa cegando a la flota con cal viva.

D’Albiney empleó una estratagema contra ellos, que se dice contribuyó a la victoria: estando con el viento a favor, los atacó con violencia; y les arrojó a la cara gran cantidad de cal viva, que llevaba a bordo con dicho fin, los encegueció de tal manera que quedaron incapacitados para defenderse.[10]

Se cree que la cal viva era también uno de los componentes del fuego griego. Al tomar contacto con el agua, la cal elevaba su temperatura por encima de 150 °C y así encender el combustible.[11]

San Martín de Hidalgo (México) y su escudo

El escudo de la población de San Martín de Hidalgo muestra un horno de cal, como símbolo de la que ha sido su principal actividad económica a lo largo de su historia. Este municipio se llamó originalmente San Martín de la Cal, siendo fundado el 19 de febrero de 1540.

El Faraón Akenatón

Hay una anécdota, que se relaciona con el faraón Akenatón, esposo de Nefertiti, el cual para debilitar el poderío económico y acumulación de tierras, que estaba alcanzando la casta sacerdotal, decretó el monoteísmo, trasladando incluso la capital del país a Amarna. Sin embargo, a su muerte, acontecida hacia el año 1338 a.C., los sacerdotes de Amón arrasaron la ciudad cubriéndola de cal viva y decretaron el retorno de la capital a Tebas.

La cal en las calzadas romanas

Una de las principales aplicaciones que de la cal hicieron los romanos fue en la construcción de sus calzadas. Una sección de la Via Apia estaría formada por tres estratos: El primer estrato (statumen) era de piedra dura y plana, cortada en grandes fragmentos, que en algunos casos, se unían con cal y arena; el segundo (rudus o ruderatio) era de cantos o fragmentos de piedra partida que se aglomeraban con cal grasa para dotarla de mayor solidez y el tercero (summum dorsum o summa cresta) estaba configurado por grandes piezas poligonales que encajaban perfectamente entre sí.

Los “Calcis Coctores” (cocedores de cal, caleros) de Roma

En el Código Teodosiano se dedica un capítulo entero (De calcis coctoribus urbis Romae et Constantinopolitanae) al conjunto de normas destinadas a regular el trabajo de los productores de cal, que a su vez eran los encaladores de los edificios públicos. Esta obra es una recopilación de leyes vigentes durante el Imperio Romano. Dicho Código fue dictado por el Emperador Teodosio II en el año 438 d. C.

La cal en la Historia Natural de Plinio

Cayo Plinio Segundo, Plinio el Viejo, nació en el año 23 ó 24 d. C. en el Norte de Italia. Su principal obra es la Historia Natural, compuesta por 37 libros, que viene a ser un compendio enciclopédico de las Ciencias Naturales y donde se recogen los conocimientos expuestos en más de 2000 libros de la Antigüedad, muchos hoy extraviados. En esta obra, que fue frecuentemente citada por eruditos de los siglos posteriores, existen varias referencias a la cal.

Otras curiosidades

Antiguamente se usaba «cal» en vez de «calcio», en algunos nombres de compuestos donde interviene este elemento, como el "talco" o "aljez" (sulfato de calcio dihidratado, CaSO4•2H2O) o el mármol o "gis" (carbonato de calcio, CaCO3). Los depósitos sedimentarios de carbonato de calcio se llaman caliches.

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. Número CAS
  2. J.A.H. Oates (1998). Lime and Limestone. Chemistry and Technology, Production and Uses. 
  3. National Lime Association. Lime. Handling, Application and Storage. 
  4. ANCADE. La cal y sus aplicaciones. 
  5. ANCADE, ANTER, IECA. Manual de estabilización de suelos con cemento o cal. 
  6. AENOR. Norma UNE 41410:2008 Bloques de tierra comprimida para muros y tabiques. Definiciones, especificaciones y métodos de ensayo. 
  7. AENOR. Norma UNE-EN 459-1:2011 Cales para la construcción. Parte 1: Definiciones, especificaciones y criterios de conformidad. 
  8. ANCADE. La cal en el tratamiento de aguas de consumo, de aguas residuales y de lodos. 
  9. ANCADE. Utilización agrícola de la cal. 
  10. David Hume (1688). History of England I. 
  11. Croddy, Eric (2002). Chemical and biological warfare: a comprehensive survey for the concerned citizen. Springer. p. 128. ISBN 0387950761. 

Enlaces externos[editar]