Tipos de cal

INTRODUCCIÓN.

La cal es un elemento cáustico, muy blanco en estado puro, que proviene de la calcinación de la piedra caliza. La cal común es el óxido de calcio de fórmula CaO, también conocido como cal viva. Es un material muy utilizado en construcción y en otras actividades humanas. Como producto comercial, normalmente contiene también óxido de magnesio, óxido de silicio y pequeñas cantidades de óxidos de aluminio y hierro.

La cal se puede obtener normalmente por descomposición térmica de materiales como la piedra caliza, que contiene carbonato de calcio (CaCO3), material extraído de depósitos sedimentarios llamados caliches. Se somete a temperaturas muy altas, que oscilan entre 900 y 1200 ºC, por un período de 3 días, en un horno rotatorio o en un horno especial llamado kiln de cal. El proceso, llamado calcinación, libera una molécula de dióxido de carbono (CO2), resultando el material llamado óxido de calcio (CaO), de color blanco y muy cáustico (quema los tejidos orgánicos). Sin embargo, el proceso puede ser reversible, ya que al enfriarse la cal, comienza a absorber nuevamente el CO2 del aire, y después de un tiempo, vuelve a convertirse en CaCO3 o carbonato de calcio.

Tipos de cal

Cal Viva: Se obtiene de la calcinación de la caliza que al desprender anhídrido carbónico, se transforma en óxido de calcio. La cal viva debe ser capaz de combinarse con el agua, para transformarse de óxido a hidróxido y una vez apagada (hidratada), se aplique en la construcción.

Cal hidratada: Se conoce con el nombre comercial de cal hidratada a la especie química de hidróxido de calcio, la cual es una base fuerte formada por el metal calcio unido a dos grupos hidróxidos.

Cal hidráulica: Cal compuesta principalmente de hidróxido de calcio, sílica (SiO2) y alúmina (Al2O3) o mezclas sintéticas de composición similar. Tiene la propiedad de fraguar y endurecer incluso debajo del agua.

Procesos de obtención de la cal

Los procesos para la obtención de la cal, son descritos brevemente a continuación:

Extracción: Se desmonta el área a trabajar y se lleva a cabo el descapote, posteriormente se barrena aplicando el plan de minado diseñado, se realiza la carga de explosivos y se procede a la voladura primaria, moneo, tumbe y rezagado, carga y acarreo a planta de trituración.

Trituración: Posteriormente es sometida a un proceso de trituración que arrojará como producto trozos de menor tamaño que serán calcinados en hornos verticales. También puede realizarse uns trituración secundaria cuando se requieren fragmentos de menor tamaño y se tienen hornos rotatorios para calcinar.

Calcinación: La cal es producida por calcinación de la caliza y/o dolomía triturada por exposición directa al fuego en los hornos. En esta etapa las rocas sometidas a calcinación pierden bióxido de carbono y se produce el óxido de calcio (cal viva).

Enfriamiento: Posteriormente se somete a un proceso de enfriamiento para que la cal pueda ser manejada y los gases calientes regresan al horno como aire secundario.

Inspección: Se inspecciona cuidadosamente las muestras para evitar núcleos o piezas de roca sin calcinar.

Cribado: Se somete al cribado con el fin de separar la cal viva en trozo y en guijarros (piedra pequeña, redondeada y lisa) de la porción que pasará por un proceso de trituración y pulverización.

Trituración y pulverización: Se realiza con el objeto de reducir más el tamaño y así obtener cal viva molida y pulverizada, la cual se separa de la que será enviada al proceso de hidratación.

Hidratación: Consiste en agregar agua a la cal viva para obtener la cal hidratada. A la cal viva dolomítica y alta en calcio se le agrega agua y es sometida a un separador de residuos para obtener cal hidratada normal dolomítica y alta en calcio. Únicamente la cal viva dolomítica pasa por un hidratador a presión y posteriormente a molienda para obtener cal dolomítica hidratada a presión.

Envase y embarque: La cal es llevada a una tolva de envase e introducida en sacos y transportada a través de bandas hasta el medio de transporte que la llevará al cliente.

DESARROLLO

Se nos explicó que en primer lugar se extra la piedra caliza, está la extraen de minas, se procesa en hornos a altas temperaturas, se obtienen diferente tipos de granos y polvos que son almacenados en toldas y clasificadas de acuerdo al tamaño del tamaño de los granos de cal viva, en una banda transportadora se hace la hidratación y convertirla en cal apagada.

En este paso se nos explicó que la diferencia entre la cal viva y la cal hidratada no era otra cosa más que la presencia de moléculas de OH, la cal es pura en un 91% a 100% ya que en la industria se utiliza para limpiar y de 85% a 90% en la construcción, pues es solo un aglutinante.

De la banda transportadora, son llevadas a un quebradero, después suben con la ayuda de bombas a un triturador el cual cuenta con imán, para quitar los pedazos de metal que puedan encontrarse en la cal.

Después el tornillo sinfín prehidrata a la cal poco a poco para evitar explosiones, después de esto pasa a un hidratador en el cual se asegura el nivel deseado de agua en la cal; esto se mide con la ayuda de una barra que se introduce dentro del hidratador para obtener una mezcla.

En otro filtro se criba y estandariza las rocas, con el fin de darle la calidad deseada y que el material que no cumpla vuelva al proceso anterior.

Se procede al triturado, que lo hace un polvo fino por la criba del 100.

Una vez listo el material este se almacena en dos silos, el industrial con una capacidad de 60 toneladas y el de construcción con una capacidad de 600 toneladas; estos silos además de su función de almacenaje permiten que se escape el vapor y se enfrié la cal hidratada.

De aquí pasamos al área de empaquetado, que es realizada por maquinas, a través de compresoras de aire que rellenaban a un determinado peso los sacos de cartón por la parte inferior con la cal, una vez hecho este proceso los empaque son transportados a lo largo de una banda que llega a donde los empleados apilan por tarimas.

Después en el laboratorio se nos mostraron las herramientas utilizadas para examinar las muestras como la termo balanza y la balanza analítica. La calidad es el porcentaje de calcio que esta contenga, la finura de la cal y que la humedad no sea de más del 3%; al presentarse mayor humedad el material no es apto para la construcción.

Al continuar con la visita llegamos a al laboratorio de pruebas y experimentación, en el que se exploran las cualidades y aplicaciones de la cal, interactuando con diversos elementos como lo son gravas, arenas e incluso cementos; para así obtener materiales mucho más resistentes, ecológicos, económicos y duraderos. Una propiedad importante que tiene la cal es que puede volver elementos no aptos para la construcción a elementos aptos. Los morteros u hormigones de cal no son resistentes comparándolos contra el concreto, pero presentan una mayor flexibilidad, lo cual ayuda a distribuir mejor las cargas, es un material que con l tiempo se vuelve más resistente pues absorbe el CO2 del ambiente, volviéndose más duro.

Con el uso de cantidades adecuadas, la cal no suprime la propia biodegradación de la basura, pero sí evita la proliferación de organismos nocivos y los malos olores. En los países desarrollados, la cal se emplea en la elaboración de pellets, a partir de desechos domésticos e industriales, los cuales tienen un poder calorífico similar al del carbón, pero sin ser contaminantes, por lo que pueden utilizarse en la generación de energía eléctrica.

Ayuda a evitar epidemias

Para combatir focos de infección, la cal ha demostrado su eficacia evitando epidemias como el cólera y otras enfermedades que se generan en letrinas y fosas sépticas, además de suprimir el hedor. De igual manera, al tratar aguas negras con cal, éstas pueden ser utilizadas sin efectos colaterales en las labores de riego.

También se recomienda el uso de la cal en los desechos biológicos de las instituciones de salud, los cuales son un peligro serio para la seguridad de la población, y en el ambiente doméstico se puede utilizar en la prevención de enfermedades, ya que con ella se pueden desinfectar frutas y verduras. Ayuda también a que se eliminen malos olores de la basura, coladeras o drenajes.

La cal interviene en otra gran cantidad de procesos para el tratamiento de agua, debido a que al disminuirse su dureza elimina los contaminantes y la potabiliza.

En muchos países europeos también se utiliza la cal para potabilizar el agua y se ha desechado el uso de cloro porque es considerado como dañino para la salud humana. Gracias a la fácil disponibilidad de la cal, su aplicación se ha hecho muy común en el tratamiento de aguas en minas, en industrias, poblaciones en general y en cualquier situación en la que se requiera procesarla en un bajo costo y con alta eficiencia.

Impide que los contaminantes lleguen al aire

La mayor parte de la contaminación que se genera en nuestra atmósfera tiene su origen en los gases que se producen al quemar combustibles como carbón, combustóleo, diesel, gasolina o gas, debido a que éstos contienen azufre, nitrógeno y cloro, que al combinarse con las gotas de lluvia en el aire caen como lluvia ácida. En los países industrializados se utiliza gran cantidad de combustibles que generan electricidad, pero se evita que los gases contaminantes lleguen a la atmósfera al lavarlos con cal y agua.

La cal reacciona con los gases ácidos, depositándolos en un equipo que los colecta y la cantidad de vapores ácidos disminuye notablemente, además de que muchas industrias que generan esos vapores ácidos en sus procesos evitan que se escapen mediante un proceso de lavado húmedo o seco con cal. Incluso, la cal tiene la propiedad de retener las pequeñas partículas de metales pesados que llevan los gases de combustión, atrapándolos con los vapores ácidos.

Por otra parte, al considerar que gran parte de lo que producimos tiene como destino final la tierra, la cal ahí también hace su aportación. Ya sea en un basurero o en un confinamiento para residuos peligrosos, la cal evita la contaminación y proliferación de microorganismos y estabiliza productos tóxicos para confinarlos definitivamente.

Las aplicaciones más recientes de la cal se han realizado en áreas contaminadas con derrames de petróleo o con sus derivados, en combinación con otros productos químicos.

La cal se ha convertido en un elemento clave para atrapar largas cadenas de hidrocarburos y devolver la capacidad de soportar vida vegetal y microscópica a aquellas tierras que por estar contaminadas, parecían grandes desiertos negros sin vida.

...