EL CICLO DE LA CAL – Origen y proceso

La cal, a parte de usos en ganadería, agricultura, e industria, es un material de construcción. Antes de la utilización del cemento estaba muy extendido, pero hoy en día su uso es muy escaso y se limita a tareas de restauración (cuando estas se realizan adecuadamente).

Materia prima.

La materia prima se obtiene de las piedras calizas, en concreto la materia que se busca es el carbonato cálcico, compuesto esencial de estas piedras. Algunas piedras pueden presentar incluso un 99% de pureza, es decir, estar compuesta casi totalmente de carbonato cálcico, pero no siempre es así, de hecho lo normal es que contenga algunas impurezas en forma de óxido de magnesio (dolomías), sulfatos, anhídridos, óxidos… el producto final dependerá de la pureza de la piedra utilizada. 

El territorio español tiene importantes formaciones geológicas calcíticas, pero es sobre todo en el sur donde se puede encontrar mayor cantidad de éstas. Destaca sobre manera la sierra sur de Sevilla, y la Sierra de Esparteros, donde a las faldas de ésta, en Morón de la Frontera existía gran producción de cal. Aún así, es tal la densidad de materia prima, que en muchas ocasiones núcleos poblacionales pequeños tenían su propio horno de cal. En Málaga destaca la sierra de Mijas y la comarca del a Axarquía. 

La extracción de cal de forma tradicional no es demasiado agresiva con la naturaleza, de hecho las antiguas canteras de cal se disimulan muy bien en el entorno, digamos que son extracciones muy seleccionadas y graduales. Sin embargo los procesos industrializados si que dejan mas huella, y desaprovechan más materia prima. Por otro lado tenemos las canteras de áridos  que provocan mucho más impacto ambiental.

Cantera de calizas en Estepa vista desde la autovía A-92
Piedra caliza en Cerro Cabello (Málaga)





Cantera de áridos en Sierra de Esparteros, no confundir con cantera
para producción de cal






Cochura.

Para producir la cal, la piedra es cocida a temperatura constante de 900º y 1000º, lo que se llama el proceso de cochura. En el proceso de cocción, la piedra (CaCO3) pierde  CO2  dando lugar a otro producto diferente al carbonato cálcico,  el óxido de calcio CaO o cal viva. La cal viva es extraída del horno y se realiza el proceso del apagado de la cal. 

Del proceso de cocción y de la calidad de la piedra dependerá la reactividad de la cal. Cuando nos referimos a la reactividad, estamos hablando de la velocidad con la que la piedra reaccionará con el agua en el proceso de apagado. En la construcción convendrá que esa cal viva sea poco reactiva, de esta manera es poco alterable antes del apagado, y la reacción de hidratación será más estable, dando lugar un mejor producto.

Proceso de cochura (fuente)

En los procesos industriales la cochura se resume en un corto espacio de tiempo en el que se somete a la piedra caliza a altas temperaturas de forma brusca. Es un proceso mucho más rápido y acelerado que mediante el método tradicional. La forma industrial de cocción implica una pérdida de calidad de la cal, además de malgastar gran cantidad de materia prima, ya que, de la cantidad total de cal cocida, una parte importante estará demasiado quemada y otra se quedará sin cocer adecuadamente. En el método tradicional estos porcentajes se reducen, y se puede hablar de una aprovechabilidad de la piedra caliza mucho mayor, del orden del 90%. Por otro lado, se habla de reducción de la calidad ya que al estar cocida con combustibles como gas natural, fuel oil, petróleo molido o carbón coque, la cal se contamina de sustancias derivadas de estos combustibles como sulfatos, anhídridos, y otros derivados de estos

Esquema horno de cal (fuente)

productos.En la cocción tradicional, la piedra caliza se mantiene a una temperatura constante entre 900º y 1000º, durante unos 15 días de forma ininterrumpida, en hornos de origen árabe utilizando como combustible principalmente madera de talas controladas, con lo cual se emite CO2 que está dentro del ciclo vegetal.

Esto lo pude comprobar personalmente en Morón. La cal cocida de forma industrial tenía un olor intenso a azufre, olor que ya se hacía patente desde el momento en el que se estaba cociendo la cal en el horno. Sin embargo, en un horno tradicional no emanaban esos olores y la cal resultante no presentaba alteraciones. Debido a la naturaleza porosa de la cal, es fácil que fije esos elementos contaminantes de los procesos industriales. 

Apagado.

El apagado básicamente es hidratar esa cal viva, añadirle H2O al CaO  dando lugar al hidróxido cálcico Ca(OH)2  o cal hidratada. Es una reacción química muy exotérmica. Mucha gente aún recuerda este proceso de apagado, con barriles metálicos llenos de agua que parecían estar en ebullición por el calor y los gases que emanaban. 

Cal en pasta (fuente)

El proceso de apagado debe ser cuidadoso, manteniendo una temperatura del agua constante, evitando añadir agua a baja temperatura y administrando la cantidad de agua.Dependiendo del producto que se desee obtener se apaga con más o menos agua. La cal en polvo, requiere poca agua, sin embargo la cal en pasta necesita mucha más agua. Aunque los dos parecen ser el mismo producto, hidróxido de calcio, éstos son muy diferentes. 
El proceso de apagado puede variar según la metodología, aspersión, inmersión y fusión en silos pero en esencia siempre es lo mismo. En algunos lugares, como por ejemplo en Calahonda (Málaga), oriundos de allí recuerdan cómo apagaban la cal dejándola al descubierto, la humedad del aire y el rocío se encargaban de apagarla dando cal en polvo. La importancia del buen apagado de la cal es merecedora de una entrada dedicada a ello.

Carbonatación o fraguado.

El producto que hemos obtenido se aplica en obra, ya sea mezclado con árido y agua, dando como resultado el mortero de cal, o de otras tantas maneras que iremos viendo por aquí. Cuando éste es aplicado y está en contacto con el aire, la cal reacciona con el CO2 dando lugar a los cristales de carbonato cálcico, iniciándose el proceso de fraguado. La cal vuelve a transformarse en el producto originario y se cierra de esta manera el ciclo de la cal.

Ciclo de la cal (fuente)

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