Usos y Aplicaciones de la CAL

La cal en sus diferentes variantes es uno de los químicos más antiguos que el hombre procesó y uno de los más utilizados actualmente, su desempeño en multitud de aplicaciones le ha valido el título de “químico versátil”; 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 sus grandes civilizaciones dando lugar a grandes edificaciones desde pirámides hasta palacios y edificios, puentes, acueductos y vías de comunicación.

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. Forma parte de una enorme cantidad de procesos industriales los cuales no serían económicamente factibles de no ser por éste “químico versátil”, incluidos la refinación del acero, aluminio y cobre así como la fabricación de pulpa y papel, vidrío y un sinnúmero de procesos de síntesis química.

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, en México podemos asegurar solo por nombrar algunos casos que todas las ciudades coloniales fueron construidas con éste material, sin embargo 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 y a la longevidad de los mismos, sin embargo son tan particulares sus aplicaciones que es preciso detallar una a una para poder distinguir las ventajas que confiere según sea el caso, lo que sí podemos afirmar es que se trata de un material que adecuadamente utilizado repercute positivamente en bajar los costos, evita vicios ocultos y mejora el desempeño de las estructuras, además de cumplir con los requerimientos de sustentabilidad hoy tan necesarios para asegurar el mínimo costo ambiental en cualquiera de las aplicaciones.

Asfaltos
Estabilización de Suelos
Block de Tierra Comprimida (BTC)
Mezclas, Repellados (acabados) y Stuccos.
Pinturas e Impermeabilizantes
Cal en los Concretos

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).
Una de las principales aplicaciones industriales de la cal se encuentra en las plantas siderúrgicas, 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 se tratara de una mezcla para hacer vidrio plano para usos generales, de mezclas para generar fibra de vidrio o se agregaran componentes para darle propiedades especiales como es el caso del aluminio que confiere al vidrio resistencia al choque térmico y lo hace refractario, a su vez si se agregan componentes minerales como el cobalto, el fierro o el boro, el vidrio adquirirá coloraciones azules, amarillas o cafés respectivamente, la cal permite también que dichas coloraciones se distribuyan homogéneamente a través de la matriz del vidrio.

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.
Su utilización primordial 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, los mismos generan subcompuestos de carácter acido que liberan el aluminio intercambiable del suelo haciéndolo nocivo para cualquier tipo de vegetal, al corregir el pH del suelo no solo se evita el problema del aluminio, sino que se liberan los excedentes de nitrógeno y fosforo remanentes en el suelo permitiendo su utilización por las plantas de manera que es de esperarse uno o dos ciclos de cosechas en los que no es necesaria la aplicación de fertilizantes, la cal agrícola no tiene sustitutos ya que los fertilizantes no aportan en ningún caso calcio al suelo y es un elemento que prácticamente todos los cultivos lo desgastan del mismo, la corrección del pH de los suelos agrícolas trae consigo un incremento notable de la productividad y una sanidad vegetal superior.

Por otro lado si se utilizan cales dolomíticas (con magnesio) no solo se neutraliza la acides del suelo y se evitan los problemas relacionados con el aluminio intercambiable, al mismo tiempo se aporta de una manera importante contenidos de magnesio aprovechable que es esencial para los cultivos ya que es el núcleo de la molécula de la clorofila, se evita la adición de quelatos de magnesio foliares que resultan antieconómicos y que no aportan los otros beneficios de los que se ha hecho mención.

Por último los mismos beneficios se han desarrollado en los cultivos hidropónicos, con la diferencia de que se utilizan cales micronizadas con tallas por debajo de las 30 micras que aportan un control microbiano y sirven como nutrientes esenciales a los vegetales.

Neutralización de suelos ácidos
Aportante de MgO
Hidroponia

Usos Ecológicos

Tratamientos de aguas
Tratamientos de lodos
Desulfurización de Gases
En la construcción (BTC, Piso Sano y Letrina seca)
Desastres naturales
Remediación de suelos contaminados
Confinamiento de residuos

Restauración del Patrimonio Nacional.

Debido a que la cal es uno de los primeros materiales de construcción utilizado por el hombre y así mismo uno de los primeros cementantes fabricados por el mismo, no resulta extraño que prácticamente todas las grandes civilizaciones basaran sus construcciones en el conocimiento de la misma. Las culturas prehispánicas en México construyeron obras monumentales, como ejemplo resalta la cultura maya, los aztecas, los toltecas y los totonacas, con obras monumentales que van desde el palacio de chichen Itzá, el templo mayor o el Tajín hasta la cultura teotihuacana con el sitio de las pirámides del mismo nombre.

La época colonial en México represento el surgimiento de ciudades que son verdaderas bellezas arquitectónicas muchas de ellas reconocidas como patrimonio cultural de la humanidad al igual que las ciudades prehispánicas, en todos los casos la cal fue el material cementante utilizado para construirlas y para darles los acabados tanto interiores como exteriores.

Actualmente su restauración y en muchos casos su mantenimiento se rigen mediante normas del I.N.A.H., las cuales se basan en las técnicas tradicionales utilizadas cuando fueron construidas, lo anterior debido a que no existe otro material que haya pasado la prueba del tiempo y que garantice la sustentabilidad de las construcciones como lo es la cal.

Cal en los Alimentos

No podríamos concebir nuestra cultura sin la masa de maíz y la tortilla, las repercusiones e implicaciones idiosincráticas son inmensurables, el cocimiento del maíz con cal resulta en el nixtamal, la cal actúa sobre la cascara del maíz llamada pericarpio, descomponiéndola y haciéndola digerible para el humano, aparte enriquece la cantidad de calcio asimilable, la masa puede utilizarse de manera inmediata o secarse y procesarse para fabricar la harina de maíz la cual se puede utilizar reconstituyéndola con agua. Los procesos industrializados que procesan miles de toneladas de maíz al mes ya sea para consumo humano o para la fabricación de alimentos animales utilizan el mismo principio solo que de manera industrial.
Por otro lado 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 de la CAL en el Hogar

Las aplicaciones son variadas y aquí nombramos algunos usos y la manera de llevarlos a cabo.

EN LA DESINFECCIÓN DE FRUTAS Y VERDURAS

Agregue una cucharada cafetera de cal por cada dos litros de agua y revuelva, la cal no se disolverá pero mantendrá un pH mayor a 12 puntos, introduzca las frutas y verduras previamente lavadas y déjelas reposar 15 minutos, después del periodo saque las mismas y déjelas secar o utilícelas sin enjuagar, si las deja secar una capa protectora las cubrirá y les conferirá un tiempo de almacenaje mayor, la capa de cal que cubre la fruta o verdura es 100% comestible y está demostrado científicamente que es uno de los mejores y más sanos sistemas de desinfección que existen. (Ver: Efecto Biocida, Biblioteca Digital: La Cal como Desinfectante de Frutas y Verduras)

EN LA FABRICACIÓN DE PINTURAS CASERAS DE ALTA CALIDAD

Existen muchas formulaciones tradicionales y otras contemporáneas, aquí nos vamos a basar en una formulación moderna vinílica para usos en interiores y exteriores de alto desempeño y gran poder cubriente.
En una cubeta de 19 litros, agregue agua hasta ¾ de la cubeta y adicione un tercio de saco de cal (aproximadamente 8kg), revuelva vigorosamente y una vez homogenizada la lechada agregue un litro de sellador vinílico del tipo 5X1, si desea agregar color adicione el mismo que sea colorante para cal o para cemento, también se pueden utilizar pigmentos inorgánicos de cualquier tipo, complete el agua a los 19 litros y revuelva hasta tener una pintura perfectamente uniforme, queda lista para la aplicación, se recomienda aplicar con cepillo o brocha de fibra (Ixtle), se recomienda utilizarla de inmediato y no almacenarla; es excelente como fondeo en blanco ya que tiene una alta blancura y su poder de opacidad es muy elevado, puede aplicarse sobre cualquier pintura vinílica, acrílica o epóxica existente y puede utilizarse de base para las mismas.

EN LA IMPERMEABILIZACIÓN

Al igual que con las pinturas, existen diversas fórmulas y técnicas de impermeabilización, aquí nos basaremos en una de las técnicas más efectivas que utilizan cal, jabón de cebo animal y alumbre.

OTRAS APLICACIONES EN EL HOGAR

Otras aplicaciones incluyen adicionar cal a los areneros de los gatos para evitar malos olores y eliminar bacterias, también se puede hacer un aplicador de cal con un bote de limpiador usado que resulta muy útil para espolvorear las excretas de las mascotas antes de levantarlas, logrando el efecto bactericida y de eliminación de olores además de facilitar su manejo.

Por último una recomendación para problemas de plagas en el jardín, en un litro de agua se agrega una cucharada sopera de cal, se revuelve y se deja reposar hasta que el excedente de cal se encuentre depositado en el fondo, la solución sobrenadante se transfiere a un recipiente que tenga aspersor, la solución se aplica sobre plantas que contengan plagas de hongos, gusanos o colonias de bacterias, se recomienda aplicarlo dos veces al día con resultados visibles en los primeros días de aplicación.