1.- INTRODUCCIÓN:

Este trabajo se realiza con el fin de

complementar nuestros conocimientos, con

respecto a la obtención de la cal a partir de la

piedra caliza o calcita, mediante un proceso de

producción..

la muestra de la piedra caliza que se le realizara

una serie de procedimientos para la producción

de la cal donde el proceso de cocción de la

piedra será a temperaturas superiores a los 900

ªC para la producción de cal viva, que luego se

llevara a un horno de calcinación para obtener

oxido de calcio (CaO), al cual se le añadirá agua

para producir cal hidratada, sus diferentes

derivados para sus distintos usos o aplicaciones

en las necesidades del hambre.

2.- FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Saber con exactitud cuándo descubrió el ser

humano la cal por primera vez. Es posible que

los antiguos pobladores de la Tierra utilizasen

la piedra caliza para proteger sus fogones. El

fuego produciría el calentamiento de las rocas,

dando lugar a la primera cal quemada de la

historia. Más tarde, con las lluvias, la cal se

hidrataría para formar hidróxido de calcio, que

reaccionaría con las cenizas y la arena que

rodeaban el fuego creando lo que podría

considerarse el primer mortero tradicional

2.1- Orígenes del proceso químico a

desarrollar.

Para el siglo 7500 A.C. los antiguos pobladores

del actual Jordán lograron crear una especie de

yeso a partir de cal y de piedra caliza triturada

no tratada térmicamente para recubrir las

paredes, suelos y fogones de sus hogares. En el

siglo 3000 A.C. los pobladores del antiguo

Egipto teñían su piel con cal, y crearon una de

las maravillas del mundo con piedra caliza: la

pirámide de keops, de 137 m de altura.

PROCESO DE PRODUCCION DE LA CAL

Autor1 (Cindy G.)C.I:18.686.656; Autor2 (Juan G.) C.I:25.985.197; Autor3 (Manuel

R.) C.I:24.300.059; Autor4 (Álvaro S.) C.I: 20.179.943

Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Industrial.

Asignatura (Principios y Procesos Químicos), Sección 305I1

Fecha de entrega: (16 de Junio del 2016)

Email:cindyngonzalezc16@hotmail.com;juangonzalez1601@hotmail.com;alvarosalce

do10@hotmail.com

;mar_vielma@hotmail.com La cal es uno de los elementos más usados en la vida del ser humano, se podría decir que

todos los objetos que existen en los hogares han requerido del uso de la cal en su

fabricación, ya sea como materia prima o como material necesario para su elaboración.

La producción de esta es uno de los procesos químicos más antiguos conocidos por el

hombre, usados por griegos, egipcios y asiáticos. En la actualidad posee un alto consumo

por su versatilidad, desde empresas dedicadas a la construcción, siderúrgicas para la

realización de hierro o en la agricultura para controlar el pH de los suelos. Conocer los

usos y aplicaciones de dicho material, leyes como la Covenin que ampara el uso de la cal

y representa la legalidad del material para su uso; de la misma manera describir el

proceso por cada una de sus etapas y los equipos utilizados durante su producción.

Posteriormente para el siglo 2800 A.C. – 1000

D.C. los celtas solían fertilizar el suelo con cal.

en la antigua Grecia también se utilizó cal para

colorear numerosos frescos.

Durante el siglo 500 D.C. los chinos

construyeron la gran muralla china, de 2500 km

de longitud, tras estabilizar el suelo con cal, y

también utilizaron esta última en los morteros

para aglutinar la piedra. Ya para el periodo del

753 A.C. hasta el c. 1800 D.C muchos edificios

de la época romana se podían identificar el uso

de distintos colores de cal, al igual que las

mujeres la usaban para teñir sus cabellos con cal

no hidratada. Y los alquimistas descubrieron

propiedades causticas creando jabones a base de

cenizas de madera, al igual que en Europa se

utilizó la cal como más de recubrimiento y

pintura decorativa.

Para los siglos XIV y XV en el sureste de

Inglaterra, los artesanos solían aplicar pastas de

cal decorativas en los artesonados decorativos

del exterior de los edificios. Durante el

renacimiento, la cal hizo su reaparición en las

artes plásticas y en la pintura. Así continuo su

avance hasta los siglos XVIII y XIX donde

Black y Lavoisier describieron la reacción

química de la cal. debray y lechatelier

descubrieron otras cualidades y aplicaciones.

Por ejemplo, en esta época se utilizó por primera

vez la cal como ingrediente en los dentífricos. Y

ya para los siglos XX y XXI se destacó la

proliferación de nuevas innovaciones (y en

especial el nacimiento y rápido desarrollo de

nuevas tecnologías) dio lugar a la difusión del

uso de la cal. en la actualidad, podemos observar

el uso de la cal, o los resultados de su

tratamiento, de formas diversas y en

cada momento de nuestra vida cotidiana.

2.2.- Características del proceso de

producción de la cal

La cal es un compuesto químico, cuya

fórmula química es CaO, óxido de

calcio.

La cal se puede dividir en dos tipos

distintos principalmente: la cal apagada,

con fórmula Ca(OH)2, y la cal viva,

CaO. También se puede hablar de cal

lechada, que es cuando la cal se hidrata

con exceso de cantidad de agua.

Las cales se producen a través de dos

procesos químicos distintos, que son la

calcinación y la hidratación. En el caso

de la cal viva, ésta se obtiene partiendo

de la calcinación de la caliza (CaCO3),

siguiendo la reacción: CaCO3 → CaO +

CO2

En el caso de la cal apagada, ésta se

consigue partiendo de la cal viva, con

una reacción exotérmica con el agua:

CaO + H2O → Ca(OH)2

El proceso de calcinación de la caliza,

tiene lugar en distintos tipos de hornos,

(rotatorios y verticales). En Hornos de

tipo rotativo, cuando las partículas de

caliza tienen un tamaño pequeño, de 6 a

60 mm, y en hornos verticales cuando la

cal que queremos obtener no

necesariamente debe tener mucha

pureza.

En la obtención de la cal influyen diversos

factores, los cuales dependiendo de la calidad

final de la cal, ésta será destinada a diversos

usos. Entre los factores más influyentes se

tienen:

La dureza de la cal producida, la cual

depende de las impurezas de la caliza

que se han usado, así como también de la

temperatura a la que se ha producido la

calcinación, pues una caliza impura da

lugar a una cal dura si ésta se calcina a

una temperatura alta.

Porosidad y densidad de la cal, las cuales

dependen de la temperatura a la que se

ha producido la calcinación, pues cuanto

mayor es la temperatura, menor es la

porosidad de la cal, y viceversa. Con las

altas temperaturas, la cal pierde actividad

química, por lo que es conveniente la

sintonización de la cal a temperaturas

que se acerquen a la temperatura de

disociación que tiene la caliza.

Es por ellos que para cada tipo de utilidad existe

un requerimiento concreto, como:

La cal que viene utilizada en la industria

necesita tener una pureza bastante mayor

que la de la caliza.

De la misma manera para la

construcción, la cal que se usa es

principalmente la cal hidráulica, que

tiene un alto contenido en impurezas de

tipo silíceas, que le otorgan a la cal

propiedades plásticas, útiles en las tareas

de construcción.

La cal también tiene uso agrícola, cuando

viene utilizada para la neutralización de

los ácidos que se encuentran formando

parte del suelo.

2.3.- CLASIFICACIÓN DE PRODUCCIÓN

DE LA CAL:

Un 20 % de la superficie terrestre está cubierta

de roca caliza.

Según el tipo de caliza utilizada, la cocción

permite la fabricación de varios tipos de cal:

2.3.1. Cal aérea

La calcinación de la Cal Aérea se produce por la

cocción de la caliza pura (carbonato de calcio)

alrededor de 900 grados y está acompañada de

una pérdida del 45% de su peso, correspondiente

a la pérdida de gas carbónico.

Tras la extinción de la cal viva (óxido cálcico),

resultante de la cocción, se obtiene la cal

apagada apta para su aplicación en la

construcción (hidróxido cálcico). Por producir

mucho calor, el proceso de extinción se hace en

fábrica o bien por personal especializado.

El agua, añadida en la elaboración del mortero a

base de cal y arena, efectúa el inicio de la

carbonización, una reacción lenta de varios

meses que exige la presencia de agua y gas

carbónico del aire a la vez. Una vez evaporada

el agua, la calcinación sigue con el vapor del

agua presente en el aire que tiene una afinidad

con el gas carbónico (forman ácido carbónico).

La calcinación entonces se nutre del gas

carbónico presente en este ácido.

2.3.2. Cal hidráulica natural

Son raras las calizas puras. Casi siempre

aparecen mezclados con arcillas, ricas en

elementos químicos como el hierro el aluminio y

sobre todo el sílice y de las cuales procede la

CAL HIDRÁULICA NATURAL. Entre 800 y

1.500 grados (en general alrededor de 900

grados), el calcio de la caliza se combina con

dichos elementos formando silicatos, aluminatos

y ferro-aluminatos de calcio.

Al contacto con agua estos cuerpos quieren

formar hidratos insolubles lo que confieren al

ligante un carácter hidráulico.

Al contacto con el aire húmedo, la cal y los

hidratos así formados carbonizan con el gas

carbónico del aire. Esta reacción dura varios

meses y es la parte aérea del proceso.

Los científicos del siglo diecinueve intentaron

clasificar las cales hidráulicas según su índice de

hidraulicidad, dependiente de su contenido de

arcilla (entre 5 y 30%). En la actualidad se

producen cales hidráulicas con baja y alta

hidraulicidad formando 3 clases de resistencia

de las cuales las más frecuentes son la clase

NHL 5 (la más resistente entre las cales

hidráulicas naturales, con una resistencia

mínima a la compresión 28 días = 5 M Pa y un

contenido de arcilla del la caliza procedente de

entre 15-20%) y clase NHL 3,5 (resistencia

mínima a la compresión 28 días = 3,5 Mpa,

contenido de arcilla de la caliza procedente = 8-

15%) y menos frecuente la clase NHL 2 con un

contenido muy bajo de arcilla y una resistencia

final a la compresión poco superior a la de una

cal aérea.

Las cales de hidraulicidad algo superiores a la

de las cales hidráulicas naturales se denominan

Cales Hidráulicas Artificiales (cales hidratadas)

ya que contienen substancias añadidas antes o

después de la cocción, como son, entre otros:

Clinker, son silicatos y aluminatos

hidratados, obtenidos por cocción

encima de la sinterización (1.500

grados).

Puzolanas de origen natural (volcánico) o

bien artificial (mezcla de sílice, aluminio

y óxido férrico).

Cenizas volantes, que provienen de la

combustión de petróleo.

Escorias siderúrgicas.

Filleres calizos.

2.3.3. Cal apagada

La cal apagada es un polvo blanco o una pasta,

compuesto principalmente por hidróxido de

calcio, que se obtiene añadiéndoles agua a la cal

viva.3 Al añadir agua a la cal viva y a la dolomía

calcinada se obtienen productos hidratados

denominados comúnmente cal apagada ó

hidróxido de calcio (Ca (OH)2) y dolomía

hidratada (CaMg (OH)4).

2.4.- PRINCIPALES EMPRESAS

PRODUCTORAS A NIVEL NACIONAL E

INTERNACIONAL

2.4.1.- Empresas Nacionales:

FABRICA DE CAL FQC DE

VENEZUELA, S.A.: Empresa con años

en el mercado, figura como el único

fabricante en Venezuela de Carbonato de

Calcio Precipitado (CACO3P). Los

productos comercializados son cal viva a

granel, cal de colores, cal hidratada, cal

en pasta, somos distribuidores a nivel

nacional. Dirección Miranda, Santa

Teresa, Av. Principal, Galpón Fqc, Nivel

PB, Local PCLA 6-7, Urbanización Las

Dos Lagunas Teléfonos 0239-2318117

SUPRACAL, C.A.: Empresa

Venezolana con más de 25 años de

experiencia, dedicada a la fabricación y

distribución de Cal, en sus diversos

matices: Cal Viva, Cal Hidratada, Cal

Agrícola y Pasta Cal. Originalmente fue

una pequeña fábrica de carácter

artesanal, con una producción de 500

sacos de cal al mes para el ramo de la

construcción y actualmente se ha

convertido en una empresa industrial con

una diversidad de productos que se

destinan a diversos sectores de la

construcción, de la industria procesadora

de azúcar, de la transformación del

cuero, de la conservación del agua, de la

industria petrolera, de la industria

siderúrgica y del sector agropecuario.

Dirección: Carretera vieja a Yaritagua

vía Las Velas, Kilómetro 4, Yaracuy,

Yaritagua, Venezuela. Teléfonos: (0251)

2542608 / (0251) 2553494

2.4.2.- Empresas Internacionales:

CALFINA S.A. (México): Empresa

Mexicana con más de 50 años de

experiencia como productor de cal de

diferentes tipos, tales como: la Cal Viva

y la Cal Hidratada. Los productos

realizados son usados para la industria

alimenticia, siderúrgica, azucarera y

tratamiento de aguas entre otras.

También, fue la primera a Nivel

Nacional en ofrecer al campo agrícola,

un mejorador de suelos para corregir la

acidez causada por el uso excesivo de

fertilizantes y las lluvias. Cuenta con un

establecimiento industrial con equipos de

tecnología avanzada, haciendo de su

Marca una de las mejores en el país.

Dirección: Planta, "CALERA CRUZ DE

MAYO" Km. 90 Carretera Guadalajara -

Barra de Navidad Municipio de

Tecolotlán, Jal. 48563 México. Teléfono:

(52) 385 776-4127 y 128.

CAL ALBORS S.A. (Argentina):

Empresa Argentina dedicada a la

producción de deferentes tipos de cales

dependiendo de la necesidad del cliente.

la empresa brinda, en forma ágil y

eficiente, respuesta a las necesidades y

exigencias que la misma demanda. El

resultado es tangible: hoy la firma lidera

en la zona, cuenta con un

establecimiento industrial modelo en la

Provincia y detenta un mercado que

abarca todo el país, trascendiendo sus

límites, con marcas registradas por su

calidad, trayectoria y prestigio. Tiene

una capacidad de Producción: 12.000

Tn/mes en diferentes tipos. Entre Cal

viva e Hidratada. Dirección: Los Berros -

Dpto. Sarmiento, San Juan, Argentina.

Teléfonos: (0264) 4241967 - 4241362

3.- FUNDAMENTOS LEGALES:

Bases Legales Venezolanas

COVENIN 3741:2002 ¨Productos

químicos para uso industrial. Cal viva y

Cal Hidratadas en el tratamiento de

potabilización de aguas. Requisitos y

métodos de ensayo¨

Esta norma venezolana establece los requisitos y

métodos de ensayo para la cal viva en forma de

terrones o molida y la cal hidratada, empleadas

en el tratamiento de potabilización de aguas.

COVENIN 221:2001 (1er Revisión)

¨Materiales de construcción.

Terminologías y revisiones¨

La presente Norma Venezolana establece la

terminología y definiciones de los distintos

materiales que se usan en la construcción.

4.- MATERIAS PRIMAS E INSUMOS:

4.1.- MateriaS Primas:

Piedra Caliza (Carbonato de Calcio-CaCO3):

Es una roca sedimentaria formada por al menos

un 50% de Calcita, muy abundante en la

naturaleza, pudiendo estar acompañada de algo

de Dolomita, aragonito y siderita. Las calizas

tienen poca dureza, y en frío dan efervescencia

(desprendimiento burbujeante del CO2).

Contienen frecuentemente fósiles, por lo que son

de importancia en estratigrafía.

Se trata de un compuesto ternario, que entra

dentro de la categoría de las oxosales. Es una

sustancia muy abundante en la naturaleza,

formando rocas, como componente principal, en

todas partes del mundo y es el principal

componente de conchas y esqueletos de muchos

organismos. Es el componente principal de

minerales como la calcita o el aragonito y de

rocas como la caliza y sus variedades

(travertino, creta, carniola) o el mármol,

procedente del metamorfismo de calizas.

Tanto por su origen como por su estructura

pueden diferenciarse varios tipos: la de origen

orgánico formada por acumulaciones de restos

calizos de seres vivos (conchas de moluscos,

caparazones de foraminíferos, esqueletos de

corales, etc.); de origen detrítico, resultado de la

acumulación y compactación de barros calizos,

y de origen químico, formada por la

precipitación de carbonato cálcico (CO3Ca).

5.- PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS

DEL PROCESO QUÍMICO

Propiedades Físicas:

Estado de Agregación: Es sólido, la piedra

caliza desde su extracción en las canteras en

forma de rocas poco fragmentada, hasta el

producto final que es la Cal, se presenta

granulada o molida.

Apariencia: La piedra caliza Son Blancas y

Cristalinas por su estado de pureza, aunque

puede encontrarse en tonos más oscuros a

consecuencia de materiales impuros. Posterior a

la calcinación, su tonalidad es blanco intenso.

Resistencia: Es una propiedad importante a la

compresión, ya que el triturado o aplastamiento

oscila entre los (98-583) kg/cm2.

Densidad: Varia significativamente, ya que la

caliza oscila entre (2,2 y 2.9)Kg/dm3 mientras

que una vez procesada, refinada e hidratada

tiene una densidad comprendida entre (450-

560)Kg/m3

Olor: No presenta olor.

Para la Cal Viva tiene una Concentración de

óxido de calcio mayor a 75%, Reacciona con

ácidos, forma sales de calcio. no es inflamable,

es incompatible con agua.

Propiedades Químicas:

Masa Molas: Posee una masa de 56,1 g/mol

Punto de Fusión: 2845 K (2572 °C)

Punto de Ebullición: 3123 K (2850 °C)

Solubilidad en Agua: 1.19 g/L (25 °C)

6.- REACCIONES QUÍMICAS

INVOLUCRADAS EN EL PROCESO:

Durante el proceso de Producción de la Cal

ocurren reacciones químicas importantes, éstas

se ven reflejadas durante el proceso de cocción e

hidratación, a continuación se explica de manera

detalla dichas reacciones en las etapas proceso:

Proceso de Cocción:

Cuando la extracción de la Roca Caliza

son puras:

El óxido de calcio se obtiene por

descomposición de la roca caliza(calcita,

carbonato de calcio) por descomposición en

hornos industriales a altas temperaturas. Según

la siguiente reacción:

CaCO3(sólido, calcita) > CaO(sólido) +

^CO2(gas)

Cuando la extracción de la Roca Caliza

contiene Impurezas:

Las impurezas que contiene la roca caliza,

pueden complicar el proceso de cocción, al

producir reacciones laterales con el óxido de

calcio, cuyas partículas se sinteticen en una

estructura densa. Cuando esto ocurre, la

superficie de la roca se cierra e impide el escape

del dióxido de carbono. Algunas posibles

reacciones laterales son las siguientes

2CaO + SiO2 > 2CaOSiO2

CaO + ½ SO2 > CaSO4

CaO + SO2 > CaSO3

Hidratación:

Posterior el Óxido de Calcio (CaO) proveniente

de la cocción, éste se hace reaccionar con el

Agua para obtener como producto, la Cal

Hidratada:

CaO(sólido) + H2O(líquido) > Ca(OH)2(sólido)

7.- DESCRIPCIÓN DEL PROCESO

QUÍMICO:

El proceso de producción de la cal consta de

las siguientes etapas:

1. Extracción de la roca caliza:

Como la roca caliza es dura (dureza 3 en la

escala de Mohs), generalmente se requieren

explosivos para fragmentarla, en caso de ser

necesario los fragmentos más grandes se

someten a una trituración primaria para

reducirlos al tamaño adecuado.

2. Cocción:

Esta etapa consiste en someter a la roca

caliza previamente fragmentada a

temperaturas que oscilan entre 100 y 1500°C,

con lo cual se desprende el Dióxido de carbono

y se obtiene la cal viva (CaO). El proceso

implica un aumento de temperatura desde la

ambiental hasta la temperatura de calcinación;

después, se mantiene constante esta temperatura

durante el lapso necesario para que la

descomposición de toda la caliza se lleve a cabo.

El efecto del calor sobre la roca caliza es:

generalmente, el siguiente:

Hasta 100 °C Se precalienta la roca

De 100 °C a

450°C

Se evapora el agua higrocópica

De 450°C a

800°C

Se disocian los carbonatos de

magnesio y algunos carbonatos

de calcio.

De 800°C a

900°C

Se disocian los carbonatos de

calcio.

De 900°C a

1500°C

Aumenta la velocidad de

disociación

Posterior a

1500°C

Empieza a sobre quemar la

caliza que está cerca de la fuente

de calor.

Los hornos en los cuales se lleva al cabo esta

operación pueden ser de diversos tipos, desde

muy sencillos hasta muy complicados. Los

hornos pueden ser: a) intermitentes o b)

continuos. En los hornos intermitentes se realiza

solo una quema a la vez y es necesario cargar la

roca caliza, quemar y posteriormente descargar

para dejar libre el horno para la siguiente

hornada, mientras que en los hornos continuos la

roca caliza se carga por un lado y por el otro se

descarga la cal viva, todo en una operación más

o menos continua.

3. Apagado:

La cal viva es muy inestable puesto que tiende a

absorber agua hasta del medio ambiente, el

material en estas condiciones resulta peligroso

puesto que puede quitarle humedad a las

plantas, los animales y cualquier ser vivo por

simple contacto. Por esta razón la cal viva,

de aspecto blanco es sometida al apagado o la

hidratación con el objeto de obtener la cal

hidratada o hidróxido de calcio (Ca (OH)2),

en el proceso se libera calor. El apagado que se

practica en la industria varía desde apagado por

riego o aspersión hasta el apagado por inyección

de vapor de agua, cualquiera que sea el método,

el objetivo principal del proceso es no dejar

ningún resto de cal viva sin hidratar, puesto que

esto ocasionaría pérdida de consistencia en las

mezclas de cal y daños posteriores, ya que la cal

viva absorbe aproximadamente 3 veces su

volumen de agua.

4. Molienda:

Como la cal se vende molida para facilitar su

aplicación, el proceso tiene que ver con el costo

de la misma puesto que un método de molienda

refinado eleva el costo de la cal. El método más

recurrido para la molienda es el que emplea

martillos pulverizadores en un sistema rotatorio,

posteriormente el material molido se separa

mediante cribas, regresándose cíclicamente

aquel material que no cumple con el grado de

finura requerido.

5. Almacenaje y envasado:

Como muchos productos a granel, la cal se

almacena en silos verticales y se envasa por

gravedad en bolsas de papel reforzadas de 25 Kg

de peso.

8. DIAGRAMAS DE FLUJO DE

PROCESOS.

A continuación se presentan dos diagramas de

flujos, un Diagrama de Bloque y un Diagrama

de Equipos respectivamente. Aportan

información general en cuanto a las etapas del

Proceso de Producción que se ha venido

desarrollando, los equipos usados y las

reacciones químicas involucradas en cada etapa.

ANEXO 1:

ANEXO 2:

EXTRACCION Caliza fragmentada

Trituración de

los fragmentos

grandes

COCCIÓN Altas Temperatura

Dióxido de Carbono

CAL VIVA Aspecto Blanco

HIDRATACION Cal Viva

MOLIENDA Refinado de la Cal

Hidratada

Agua

EMPACADO

ALMACENADO

DIAGRAMA DE BLOQUE. Proceso Químico de la Cal.

I

N

I

C

I

O

F

I

N

DIAGRAMA CON EQUIPOS. Proceso Químico de la Cal

Cocción de la

Caliza Cal

Hidratada

CANTERA

Fragmentación de la

Caliza

TRITURADO

R

SILOS

Caliza fragmentada

HORNO

HIDRATADOR MOLIENDA

ALMACENAJE

Extracción de la roca

Caliza CaCO3(s)

900 -

1500 0C

Cal Viva Distribución

Refinado

de la Cal

Hidratada

CaCO3(s)

CaO(s)

CO2(g)

CLASIFICACION

H2O(g)

CaO(s)

Ca(OH)2(s) Ca(OH)2(s)

9.- USOS Y APLICACIONES DEL

PRODUCTO TERMINADO:

La cal es uno de los químicos más antiguos y

uno de los más utilizados actualmente, sus

bastas aplicaciones abarcan desde la agricultura,

la refinación de un gran número de metales así

como la captación de iones radiactivos, se utiliza

como lubricante en la perforación de pozos de

extracción de petróleo y gas que a su vez quedan

estabilizados al endurecer sus paredes por sus

efectos de fraguado, ha sido uno de los

materiales de construcción que permitió al

hombre crear Actualmente sus aplicaciones se

han diversificado a la remediación ambiental,

utilizándose prácticamente en el tratamiento de

aguas contaminadas, de gases exhaustos de

procesos industriales y suelos contaminados por

orgánicos o metales pesados incluyendo los

derrames de petróleo

Y no deja de ser esa “cal” tan cercana y familiar

a nosotros que en nuestra cultura nos permite

disfrutar de las tortillas por medio del proceso

de nixtamalizacion, pintar nuestros árboles para

protegerlos y delinear nuestros campos de

futbol.

Construcción: Una de las aplicaciones más

tradicionales y difundidas de la cal es su

utilización en la construcción, de hecho durante

siglos fue uno de los pocos cementantes

conocidos por el hombre. Actualmente resurge

en la construcción moderna y extiende sus

aplicaciones adaptándose a las técnicas y

materiales actuales, su vigencia se debe a las

propiedades que confiere cuando se combina

con diversos materiales.

Minería Metálica (oro, plata): En los procesos

de extracción de metales preciosos en particular

oro y plata, que generalmente se encuentran

ligados al zinc y plomo, la cal se utiliza en la

formación de las pilas de lixiviación para darle

consistencia granular al material y para elevar el

pH, lo anterior se logra mezclando los

materiales triturados de la mina en un tambor

rotatorio junto con la cal y generalmente

cemento, a continuación se forman las pilas y se

les agrega cianuro de sodio el cual forma los

complejos respectivos con el oro y la plata que

en valores de pH elevados no se volatilizan,

evitando cualquier riesgo ambiental en la mina,

por otro lado el elevado pH permite solubilizar

mejor los metales y la calresulta en los análisis

costo/beneficio la mejor opción de material

alcalinizante, además es también utilizada con el

mismo propósito en las lagunas de

concentración debido a que dichas lagunas

deben permanecer a un pH alrededor de 10

puntos, el óptimo para el proceso es 10.3.

Industria Siderúrgica y Metalúrgica

(Aluminio/Cobre): Se utiliza como fundente

básico, reduce la temperatura de fusión y

mantiene la escoria líquida, captura el azufre,

reacciona con los silicatos y elimina el fosforo,

una vez formada la escoria la misma flota sobre

el acero líquido permitiendo su eliminación,

dichas escorias posteriormente pueden ser

utilizadas para fabricar cementos especiales

denominados de la misma manera cementos de

escoria.

También se utiliza la cal hidratada para proteger

el fierro esponja y evitar su oxidación a la

intemperie, del mismo modo la mayoría de los

productos intermedios dentro de las plantas

siderúrgicas se protegen con cal hidratada de las

condiciones ambientales.

En una serie de industrias metalúrgicas

destacando la de aluminio y cobre, la cal es

utilizada directamente en los procesos de

fundición, concentración y refinación de dichos

metales, gracias a su capacidad de reacción con

los compuestos indeseables en los mismos,

normalmente se utilizan cales vivas de muy alta

pureza y reactividad que permiten optimizar

dichos procesos y facilitan el control y

operación de los mismos.

Industria del Vidrio: El vidrio es una mezcla

compleja de sílice, álcalis y cal, dicha mezcla se

procesa de 1200°C a 1800°C, la cal sirve como

estabilizante de la mezcla y forma compuestos

que dan como resultado el vidrio tal como lo

conocemos, si las materias son puras el vidrio es

transparente y su contenido de cal viva se

encuentra en el rango de 16% a 25%,

dependiendo de su aplicación.

Acuicultura (granjas de pescados y

camarones): La cal es ampliamente utilizada en

las granjas acuícolas de diferentes giros, ya que

existen las de crustáceos (camarón y langostino,

principalmente), las de moluscos, (ostión,

mejillón y ostras) y las de peces tanto especies

de agua dulce como salada.

En el caso de los crustáceos se utiliza como un

agente de desinfección y control de patógenos

teniendo un lugar destacado la eliminación del

virus del Taura, que ataca a los crustáceos con

altos índices de mortalidad durante su estancia

en los estanques, también es utilizada en los

cambios de ciclo para desinfectar los lodos del

fondo de los estanques y prepararlos para ciclos

posteriores, su utilización tiene efectos directos

en la velocidad de crecimiento de los crustáceos

acelerándola, además de fortalecer su cutícula y

protegerlos de vectores dañinos durante la muda

de la misma.

En el caso del cultivo de moluscos y peces

además de la protección contra vectores

infecciosos provee una fuente de calcio

asimilable esencial, debido a la demanda del

elemento por parte de la biomasa de los

estanques, permite acelerar los ciclos de los

mismos logrando mayor productividad y

mayores tallas de las especies y permitiendo

tener calidades de agua que permiten su reúso y

reciclado.

Agricultura: la utilización primordial de la cal

en la agricultura es para neutralizar la acides del

suelo, generalmente se utiliza calhidratada o

carbonatos de calcio molido (caliza), pero en

casos de severa acides (ph<5) es perfectamente

factible la utilización de cal viva pulverizada

con la debida supervisión; en suelos agrícolas la

acides se genera por la utilización de

fertilizantes, aparte de ser de naturaleza acida.

Usos Ecológicos: En la rama de tratamiento de

aguas la cal es utilizada tanto en la

potabilización, como el acondicionamiento de

aguas industriales y el tratamiento de aguas

residuales.

En el caso de la potabilización elimina la dureza

del agua aparte de servir como agente

desinfectante y en su caso eliminar o disminuir

la utilización de cloro.

En el tratamiento de aguas residuales ya sean

municipales o industriales se utiliza en el

acondicionamiento primario para reducir la

acides y ecualizar las aguas a pH cercanos a 7

puntos, a su vez es utilizada en el tratamiento

primario como floculante y precipitante,

sustituyendo o disminuyendo la utilización de

polímeros, sulfato de aluminio y cloruro férrico,

la cal desodoriza las aguas evitando malos

olores y disminuye drásticamente la

concentración de patógenos eliminando los

huevos de helminto que se utilizan como

referencia dentro de los coliformes fecales,

dejando un agua ideal para pasar a tratamientos

secundarios de los diversos tipos que existen.

Alimentos: Uno de las principal uso de la Cal

en los procesos de alimentos es en la refinación

de azúcar implica la utilización de cal para la

clarificación de los jugos concentrados de caña o

remolacha azucarera, lo cual permite eliminar

impurezas y una vez clarificados pueden pasar a

filtrarse en carbón activado y a cristalizarse

formando cristales de alta blancura y pureza.

La cal es utilizada para refinar el ácido cítrico en

forma de citrato de calcio, dicho ácido es

utilizado a gran escala en la industria de

alimentos y bebidas, una gran cantidad de

alimentos procesados contienen ácido cítrico,

también es utilizado en síntesis orgánica para

formar derivados de los citratos.

Por ultimo aunque existen otras aplicaciones en

alimentos destaca la industria de los lácteos,

donde la cal es utilizada para neutralizar los

ácidos que se forman en los diferentes procesos,

desde el almacenamiento de leche hasta su

posterior utilización en la fabricación de quesos,

yogures, leches concentradas, suero de leche,

concentración de caseína y polvo de leche entre

otros.

Químicas: En sí podríamos hablar de que

prácticamente todos los usos de la cal son

químicos, al tratarse de un álcali universalmente

utilizado se encuentra en una cantidad

textualmente impresionante de procesos

químicos, en algunos forma parte de los

productos finales como en el caso del vidrio y en

muchos casos es utilizada dentro de los procesos

involucrados para generar un bien como lo es la

industria siderúrgica, algunos de los químicos

destacados son los fosfatos de calcio que forman

parte de todos los dentífricos comerciales, se

utiliza como aditivo y fuente de fosforo

universalmente en los alimentos procesados y es

la forma de calcio de la cual están formados los

huesos y el esmalte dental. Otro proceso

destacado es el de la familia de los estearatos de

calcio utilizados como lubricantes industriales

pero también en la industria farmacéutica como

medio de encapsulamiento de los comprimidos.

En el proceso Solvay (M.R.) la cal se utiliza

para regenerar sosa caustica a partir de residuos

de procesos ricos en bicarbonato de sodio y

disminuir el costo de la misma, es muy utilizado

en una gran cantidad de industrias entre otras la

de la pulpa y el papel. En la industria de los

lubricantes se utiliza junto con los fenoles para

formar fenatos de calcio que son los aceites

automotrices e industriales que utilizamos día a

día. En la industria farmacéutica se utiliza para

formar compuestos absorbentes del bióxido de

carbono que se emplean en los respiradores de

las salas de cirugía.

Usos prácticos en el Hogar: La cal también

puede ser utilizados en diversas actividades del

uso doméstico o del hogar, entre una de ellas

estas, fabricación de pinturas caceras de alta ,en

la impermeabilización y en la desinfección de

frutas y verduras.

10.- IMPACTO AMBIENTAL:

Ruido

Las fábricas de cal ocasionan un impacto sonoro

cuyos niveles de ruido son considerables.

En la extracción de materias primas pueden

producirse durante corto tiempo molestias de

ruido a causa de explosiones y las consiguientes

sacudidas. Pero con procedimientos de

detonación adecuados se pueden reducir en gran

medida estas emisiones de ruido.

Durante la preparación surgen ruidos molestos

producidos, por ejemplo, por quebrantadoras de

impacto y molinos para el desmenuzamiento de

materiales duros. Estas instalaciones de

trituración y las de preparación asociada se

pueden encapsular para que el medio ambiente

quede protegido de impactos sonoros graves. La

mayor parte de molinos de materias primas y de

cemento producen un ruido tan intenso que han

de instalarse en locales insonorizados separados,

donde no haya puestos de trabajo permanentes.

Las instalaciones de cocción necesitan

numerosos ventiladores de gran tamaño que

originan ruidos muy penetrantes, por lo que

también aquí hay que tomar medidas contra el

ruido, por ejemplo, en forma de

encapsulaciones.

Para evitar molestias, las plantas de la industria

de cal , sobre todo, del cemento deben estar

construidas como mínimo a una distancia de 500

m de las zonas urbanizadas. La inmisión en

urbanizaciones próximas no debe sobrepasar 50

hasta 60 dB(A) de día y 35 - 45 dB(A) de noche.

Ecosistema

Las fábricas de cemento, cal y yeso necesitan

materias primas que se encuentran a flor de

tierra, por lo que al extraerlas no se pueden

evitar interferencias en el paisaje circundante.

En la elección del emplazamiento de las fábricas

de cemento, cal y yeso deben tenerse en cuenta

también los aspectos ambientales. Si se trata de

emplazamientos en zonas aprovechadas hasta

entonces para la agricultura, han de considerarse

posibles fuentes de ingresos alternativas, sobre

todo para las mujeres afectadas. Además del

debido cumplimiento de las normas sobre gas de

escape, polvo, ruido y agua, hay que verificar las

condiciones del terreno, la integración en el

paisaje y la infraestructura del emplazamiento.

La infraestructura comprende, por ejemplo,

suministro y posibilidades de vivienda para el

personal femenino y masculino, sistemas y

volumen de tráfico, industrialización existente y

planificada de la zona.

Dado que el impacto ambiental no se limita al

área de la fábrica, los grupos de población

afectados, y sobre todo mujeres y niños, deben

tener derecho a atención médica.

En la producción de cal el consumo de materia

prima, con cerca de 1,8 t por tonelada de

producto final.

Puesto de trabajo

En las fábricas de cemento, cal y yeso están en

funcionamiento numerosas máquinas que,

incluso con el estado actual de la técnica,

producen niveles de ruido de 90 dB(A).

Generalmente se puede conseguir disminuir el

ruido por medio de dispositivos estáticos. Los

puestos de trabajo permanentes dentro de las

instalaciones, por ejemplo, los puestos de

mando, deben tener insonorización. Si a pesar de

ello se producen niveles continuos de 85 dB(A),

debe disponerse de protector de oídos, cuyo uso

es imprescindible a partir de un nivel de ruido de

90 dB(A) para evitar lesiones auditivas.

También durante estancias cortas en zonas de

proceso con ruido intenso está prescrita una

protección de los oídos.

En casos excepcionales, por ejemplo, durante

reparaciones o eliminación de averías, el

personal puede estar expuesto durante mucho

tiempo a altas temperaturas y a una gran carga

de ruido y polvo. Para estas aplicaciones han de

estar previstos equipos y vestimenta de

protección adecuados. Además debe limitarse y

vigilarse el trabajo en la zona peligrosa.

Agua

En el sector minero de la industria de cal, el

agua residual puede contener materias

sedimentables. Para no superar los valores

establecidos por la normativa vigente, es preciso

pasar el agua surgida en la mina a través de

tanques de reposo, y el agua utilizada para lavar

la piedra caliza siempre a través de tanques de

sedimentación. El agua superficial que surge en

el entorno de las minas debe ser descargada

aparte.

Las fábricas de cal son a veces grandes

consumidores de agua, pero el proceso

tecnológico no produce contaminación del agua.

En la industria de la cal se necesita agua para el

apagado de la cal cocida (aprox. 0,33 m³/t de

cal). Algunas fábricas de cal consumen, sobre

todo cuando se exigen calidades de gran pureza,

otro m³ aprox. de agua por tonelada de cal para

el lavado de la piedra caliza bruta. Dependiendo

del consumo, este agua de lavado se pasa a

tanques de sedimentación o a piscinas de

clarificación, donde las partes finas se depositan

y el agua residual se evapora, o a veces se

reutiliza.

Aire

Durante la extracción y trituración de las

materias primas del cemento, cal y yeso

(principalmente piedra caliza, yeso y anhidrita),

realizadas normalmente en canteras, no se

producen gases de escape.

Las materias primas del cemento se suelen secar

al mismo tiempo de su preparación y molienda,

por lo que la humedad presente se desprende en

forma de vapor de agua inocuo. Durante la

cocción de las materias primas, u obtención del

cemento, tiene lugar, por desprendimiento del

dióxido de carbono (CO2) contenido en la

piedra caliza, la transformación de carbonato

cálcico en óxido cálcico. Así pues, las emisiones

gaseosas de la cocción están formadas por el

CO2 de la descarbonatación, los gases de escape

de los combustibles y también vapor de agua en

pequeña cantidad. En el gas desprendido pueden

aparecer también compuestos de azufre

(generalmente en forma de SO2) y óxidos de

nitrógeno (NOx). Las emisiones de vapor y de

cloro y flúor gaseosos se evitan en el proceso

normal por adsorción de los contaminantes en el

producto combustible.

Las emisiones de vapor de agua y de CO2 son

inherentes al proceso, mientras que la aparición

de compuestos de azufre puede reducirse

drásticamente con el uso de materias primas y

combustibles adecuados y el control del proceso

de combustión. Hasta ciertos límites los

componentes sulfurados son fijados por la clinca

del cemento durante la cocción.

Únicamente bajo condiciones operativas

extraordinarias, por ejemplo, con exceso de

azufre en la materia prima y en el combustible, o

con cocción reductora, puede producirse

aisladamente durante corto tiempo la emisión de

cantidades de SO2 dignas de mención.

La temperatura de llama en la fabricación de

cemento puede alcanzar hasta 1800 C, con lo

que se forman más óxidos de nitrógeno, por

oxidación del nitrógeno atmosférico, que en la

cocción de cal.

En la industria del cemento se utilizan a

menudo, como materiales combustibles

complementarios, aceites, disolventes, residuos

de pintura, neumáticos viejos u otros residuos

combustibles. Estos productos de desecho

suelen contener contaminantes, pero

normalmente éstos son fijados por la clinca y no

pasan al gas de escape. De utilizarse tales

combustibles, hay que comprobar la marcha del

proceso mediante controles de seguridad

especiales, a fin de evitar una emisión de

contaminantes adicionales.

En la cocción de cal, efectuada en instalaciones

considerablemente más pequeñas que la

fabricación del cemento, se emite también CO2

con el gas de combustión. Sin embargo, la

cantidad de gas de escape es mucho menor que

en las fábricas de cemento, dado el tamaño de la

instalación y las temperaturas de cocción mucho

más bajas requeridas por el proceso.

Al apagar la cal, el carbonato cálcico se

transforma en hidróxido cálcico por adición de

agua. Parte del agua añadida se evacúa de nuevo

en forma de vapor de agua, ya que el proceso es

exotérmico. Pero este vapor de agua es inocuo.

Durante la cocción del yeso, pasan a la

atmósfera vapor de agua y pequeñas cantidades

de gas de combustión. Dado que las

temperaturas de cocción de 300 - 400 C no son

muy altas y los flujos de masa son generalmente

muy pequeños, también estas instalaciones de

cocción producen una contaminación ambiental

escasa.

La anhidrita de yacimientos naturales se tritura

antes de usarla. La anhidrita procedente de la

fabricación de ácido fosfórico ha de secarse

antes del uso posterior, con lo que se produce

vapor de agua. Sin embargo, esta anhidrita pocas

veces es utilizable técnicamente, pues a menudo

es tóxica.

11.- CONCLUCIONES:

Para la obtención de la cal, pasa por

etapas en la producción donde se hacen

reaccionar agentes externos y así tener el

producto terminado

Ocurren reacciones químicas

importantes, al momento de la

calcinación de la roca caliza y cuando es

hidratada la cal viva.

El proceso para la obtención de la

depende en gran parte medida de la

temperatura o el calor de cocción,

determinando esta el tipo de cal que se

requiere

La piedra caliza es la única materia

prima para la fabricación de la cal, y

dicha piedra se encuentra en gran

magnitud a nivel nacional, debido a ello

es una industria que se podría desarrollar

con un alto potencial

La cal es un producto de grandes

aplicaciones, es útil para la agricultura,

la construcción, la minería, la industria

alimenticia, y para la fabricación de

productos como el vidrio, el papel, el

acero entre otros.

El impacto ambiental de las insdustrias

de cal, pueden reducirse drásticamente

con la selección de tecnología adecuada

y un riguroso control de procesos.

En dicho proceso existen equipos de

producción con alto desempeño como las

trituradoras, hidratadores, silos etc.

12.- REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:

Berghmans, J. (2014) La cal a lo largo de

la Historia. http://www.lhoist.com/es/la-

cal-lo-largo-de-la-historia. Consulta:

2016, mayo, 29.

Mendez, A. (2011) Obtecion y Usos de

la cal y el yeso,

http://quimica.laguia2000.com/compuest

os-quimicos/obtencion-y-usos-de-la-cal-

y-el-yeso. Consulta: 2016, mayo, 29.

EcoHabitar, (2011), la cal pequeña guía

de la cal en la construcción.

http://www.ecohabitar.org/la-cal-

pequena-guia-de-la-cal-en-la-

construccion/ Consulta: 2016, mayo, 29.

www. SENCAMER.GOB.VE

Fuente: QuimiNet (2007) La cal, tipos y

proceso de obtención,

http://www.quiminet.com/articulos/la-

cal-tipos-y-proceso-de-obtencion-

17648.htm. Consulta: 2016, mayo, 29.

Camero, C. (2011) El óxido de calcio o

cal.

http://contaminacioncaleras2011.blogspo

t.com/. Consulta: 2016, mayo, 29.

http://www.sencamer.gob.ve/sencamer/n

ormas/3741-02.pdf

Jhoa Ramone

http://es.slideshare.net/jhoaramones/tema

-2-y-3-cal-y-cemento.

Consulta:2016,junio,16

ANFACAL. (2007) Usos y aplicaciones

de la cal http://anfacal.org/pages/usos-y-

aplicaciones-de-la-cal.php.

Consulta:2016,junio,16