DEFINICIN

OBTENCIN DE LA CAL

APAGADO DE LAS CALES AL PIE DE LA OBRA

TIPOS DE CAL

Es el producto resultante de la descomposicin por el calor de las rocas calizas. Si stas son puras y se calientan a temperatura superior a 900 C, se verifica la siguiente reaccin:

El carbonato clcico CO3Ca se descompone, dando anhdrido carbnico CO2 que es gaseoso y se desprende junto con los humos del combustible y el xido de calcio CaO.

3.1 Cal area

CO3Ca + calor CO2 + CaO

Cal area grasa

Cal magra o dolomitica

Cal hidratada que ha sido apagada con suficiente agua para formar una pasta espesa. Tambin llamada cal apagada en pasta.

3.2 Cal en pasta

Es el material conglomerante, pulverulento y parcialmente apagado, que adems de fragua y endurecer en el aire, lo hace debajo del agua. Se obtiene calcinando rocas calizas a una elevada temperatura para que se forme el xido clcico libre necesario para permitir su apagado y, al mismo tiempo, deje cierta cantidad de silicatos de clcicos anhidros, que proporcionan al polvo sus propiedades hidrulicas. Cuando el contenido del xido magnsico no es mayor del 5% se denomina cal hidrulica de bajo contenido de magnesio y, si es mayor del 5%, cal hidrulica de alto contenido de magnesio o cal hidrulica dolomtica. 3.3 Cal hidraulica

Es la cal parcialmente hidratada o apagada en polvo que, adems de solidificarse o fraguar en el aire, lo hace debajo del agua. Fue ignorada por los antiguos, los cuales emplearon, los morteros a base de cal grasa y puzolanas.VICAT descubri las cales hidrulicas.Indice hidrulico.-

FRAGUADO DE LA CAL

Naturaleza de los productosndice hidrulico% de arcilla en la caliza primitivaTiempo de fraguado en aguaObservacionesCal grasa y magra0.0 - 0.100.0 - 5.3>>Fraguan solo en el aireCal poco hidratada0.10 - 0.165.3 - 8.216 - 30DasCal medianamente hidratada0.16 - 0.318.2 - 14.810 - 15DasCal propiamente hidratada0.31 - 0.4214.8 - 19.15 - 9DasCal eminentemente hidratada0.42 - 0.5019.2 - 21.82 - 4DasCal lmite o cemento lento0.50 - 0.6521.8 - 26.71 - 12HorasCemento rpido0.65 - 1.2026.7 - 40.05 - 15Minutos

Extraccin de la caliza.- Se hace casi siempre a cielo abierto, por grandes voladuras, para obtener piedras de composicin ms homognea, fragmentndolas despus al tamao conveniente al horno que las ha de cocer.

Coccin.- Se emplean hornos de llama larga, pero casi siempre se hace en hornos por capas. El horno de Teil El horno de gasgenoFABRICACION

Esta operacin requiere el mximo cuidado, pues depende de ella que el producto alcance las propiedades que se precisan, constituyendo la fase de ms cuidadoSe lleva a cabo por aspersin, regando con pulverizadores de agua fra o caliente la cal viva extendida sobre vagonetas de plataforma y amontonndola a continuacin en unos fosos

Composicin qumica

Fraguado

Densidad

Finura

Tipo de Cal que resulta de haber estado expuesto al aire y a la humedad a temperatura excesiva, y se apaga lentamente

Cuando la cal se mezcla con agua y arena, el resultado es un mortero que se utiliza para diferentes funciones dentro de una construccin, entre otras: Para pegar ladrillos, bloques, piedras. Aplanados de techos, paredes y pisos. Para impermeabilizar para pintar.

Se dice que se obtiene cal apagada cuando los albailes vierten agua sobre la cal viva en las construcciones. El apagado es exotrmico: se desprende gran cantidad de calor que evapora parte del agua utilizadaEl apagado de la cal viva se practica en un hoyo excavado en el terreno o dentro de una batea de madera

Se agrega agua y se agita con un rastrillo a formar pasta. Se deja escurrir despus de deshacer los terronesPasa por gravedad la pasta al pozo de almacenamiento, abriendo la compuerta y por la malla se cuela, la rejilla impide el paso de los terrones. Se deja reposar la pasta cubrindola con arena para que no endurezca.La cal hidratada estar lista en +(-) 6 das o hasta que aparezcan grietas hasta de 1 cm.

CAL VIVA O HIDRATADA SECA

La Cal Viva es un material slido muy custico, amorfo e inodoro, que en contacto con el agua se hidrata o se apaga; se obtiene por calcinacin de la piedra caliza a unas temperaturas superiores a los 900 C.

CONSERVACIN DE LAS CALES

La cal viva- En terrones se coloca sobre un lecho de cal apagada, en polvo, de 20cm de espesor. Se cubre con una capa de la misma cal apagada y se comprime ligeramente, as se puede conservar unos seis meses pero se precisan varias horas para formar la pasta.Apagadas- En forma de polvo se pueden hacer en silos y almacenes a propsito, pero la mejor manera es la de barriles, como las cales hidrulicas y cementos.En pasta- Se hace en fosas impermeables practicados en el terreno y as recubriendo la superficie con una capa de arena de 30 cm de espesor. As se conserva todo el tiempo que se desee.

LECHADA DE CAL

La lechada de cal puede ser producida a partir de la cal viva o de la cal hidratada. Puede ser entregada desde una planta de mezcla central o puede producirse en el lugar de trabajo. Las instalaciones de preparacin de la lechada deberan ser aprobadas por el ingeniero de proyecto. Independientemente de la ubicacin, la lechada producida a partir de cal viva est caliente debido a que la reaccin qumica entre la cal viva y el agua es exotrmica. Las lechadas elaboradas por la mezcla de cal hidratada y agua no se calientan.

CICLO DE LA CAL

FABRICACIN

1.Extraccin de calizas a cielo abierto, con explosivos (barrenos) fragmentacin. 2. Machaqueo, con machacadoras de mandbulas. 3. Coccin o calcinacin en hornos intermitentes de mampostera o ladrillo, o en hornos continuos (planta).4. Apagado, hidratacin al pie de la obra o con hidratadores continuos (planta). 5. molienda, molinos de bolas (mover) o de martillos (impacto). 6. Almacenamiento en silos verticales. 7. Envasados, en sacos de papel de doble forro de 25 y 40 kg de peso.

Hoy en da, la industria moderna difcilmente podra existir sin el uso de la cal y los materiales derivados de la piedra caliza.

BLANQUEADORES: Como agente absorbente y portador del cloro en muchos blanqueadores secos, la cal tiene un papel insustituible.SALES INORGNICAS: Se utiliza la cal como base en la produccin de la mayora de sales inorgnicas basadas en el calcio y el magnesio.USOS EN LA INDUSTRIA QUMICAQUMICOS ORGNICOS: El uso de la cal es necesario en el proceso de elaboracin del etileno glicol (anticongelante permanente).

TRATAMIENTOS DE AGUA: La cal esta calificada como principal material qumico para tratamientos de agua, aunque el cloro es ms utilizado. TRATAMIENTO DE DESPERDICIOS: Se utiliza cal como un agente cido neutralizador.PARA EVITAR LA PUTREFACCIN: La cal ha sido utilizada para evitar la putrefaccin generada por heces fecales, fosas spticas, animales en descomposicin, tratamientos de desechos municipales.PARA ABATIR LA CONTAMINACIN DEL AIRE: Desulfuriza los gases que salen de las plantas industriales de carbn como tambin aquellos gases que salen de las plantas donde se quema mucho aceite sulfrico.USOS PARA MEJORAR EL MEDIO AMBIENTE

AZCAR: En la produccin de azcar proveniente de la remolacha o la caa, el jugo crudo que se obtiene es tratado con cal.INDUSTRIA LCTEA: la cal es uno de los agentes empleados para neutralizar o reducir la acidez en la crema previo a la pasteurizacin en la elaboracin de la mantequilla.INDUSTRIA PANADERA: El fosfato monoclcio es requerido como ingrediente para fabricar una clase de polvo de hornear .INDUSTRIA FRUTERA: En el proceso de los ctricos, la cal es empleada como un agente qumico para tratar los desperdicios. Preservativo ablandador de la materia prima, para la fabricacin de gelatina y cola.USOS EN LA PRODUCCIN DE ALIMENTOS

USOS INDUSTRIALES MISCELNEOS DE LA CALPETRLEO Y CAUCHO: Es usado en el proceso de refinamiento as como tambin es ocupado como un agente neutralizador de impurezas sulfricas.

CUERO:Se utiliza en algunos casos en el proceso de curtido del cuero.

PINTURAS Y PIGMENTOS: Todos los precipitados de calcio y carbono, que son ampliamente empleados como pigmentos para pinturas, son derivados de cal.

FABRICACIN DE PAPEL: Se usa como reactivo en el proceso de digestin de la madera; para la obtencin de la pulpa en la fabricacin del papel.

INDUSTRIA TEXTIL: La cal acta como un neutralizante y precipitados de slidos disueltos en las aguas en el proceso de acabado de textiles de algodn.

NEUTRALIZADOR DE ACIDEZ:

La cal se usa como agente neutralizador de la acidez de los suelos.

USOS EN LA AGRICULTURAFABRICACIN DE FERTILIZANTES:

En la elaboracin de fertilizantes mixtos, una pequea cantidad de cal hidratada dolomtica es utilizada por ciertos productores en sus plantas mezcladoras.

ACERO: la cal acta como un flujo purificador del acero durante el calentamiento promoviendo la fusin de escoria y ayudando a remover el fsforo, slice y azufre.Recuperacin de plomo y zinc.Fundente de la bauxita para la obtencin del aluminio.Fundente en la industria del hierro.USOS EN LA INDUSTRIA METALRGICA

INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCINESTABILIZACIN DE SUELOS: la gran mayora de los suelos naturales no satisfacen las especificaciones para lograr construir carreteras y edificaciones a costos ptimos.

MAMPOSTERA: El uso de la cal en mampostera, es uno de los usos ms comunes y antiguos de este material.

MINERA La cal viva y la cal hidratada son ampliamente usadas en la extraccin de muchos minerales no ferrosos.

INGENIERA CIVIL

El tratamiento de suelos es el principal uso de la cal en la ingeniera civil.

La cal se usa para secar los suelos hmedos y mejorar los suelos arcillosos.

Se utiliza por dos propiedades: En exteriores porque refleja la radiacin solar. En interiores por su facilidad de fabricacin.

Concentracin de CaO libre mayor a 75%.Concentracin de CaO alcalinizante mayor a 86%.Punto de fusin Cal Viva: 2.570 C.No es inflamable.No posee explosin potencial.Solubilidad en agua insignificante (a 0 C =1,40 g CaO/lt y a 100 C = 0,54 g CaO/lt).El xido de calcio reacciona con cidos, formando sales de calcio, de las cuales algunas seran solubles.Es inestable por ser material anhidro. Es incompatible con agua y cidos. Reacciona con algunos plsticos, caucho y revestimientos. El floruro reacciona con el xido de calcio, desarrollando mucho calor y algo de luz.Es atxica, no obstante es necesario usar equipos de proteccin adecuados y proveer de ventilacin.Es un material altamente custico, por lo que sin tratamiento adecuado tiene efectos sobre el medio ambiente.

En la industria de la cal, para la coccin de la piedra caliza se utilizan hornos de cuba y giratorios. La temperatura de coccin es de 850 - 1000 C. A veces se aplican tambin mtodos basados en hornos anulares o de cuba anlogos de diseo propio. Las capacidades de las instalaciones de hornos para cal son menores que las de la industria del cemento, superando pocas veces las 1000 t/da. En algunos pases se encuentran frecuentemente pequeos fabricantes que producen cal con hornos de cuba sencillos de pocas toneladas anuales de rendimiento.

AIRE:

Durante la extraccin y trituracin 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.En la coccin de cal, efectuada en instalaciones considerablemente ms pequeas que la fabricacin del cemento, se emite tambin CO2 con el gas de combustin. Sin embargo, la cantidad de gas de escape es mucho menor que en las fbricas de cemento, dado el tamao de la instalacin y las temperaturas de coccin mucho ms bajas requeridas por el proceso.Al apagar la cal, el carbonato clcico se transforma en hidrxido clcico por adicin de agua. Parte del agua aadida se evaca de nuevo en forma de vapor de agua, ya que el proceso es exotrmico. Pero este vapor de agua es inocuo.

POLVO:

Durante la obtencin y elaboracin de cemento, cal y yeso, el proceso produce polvo en diferentes fases de trabajo.En la fabricacin de cal, la acumulacin de polvo es menor, pues slo en el apagado, embalaje y carga de la cal hay que trabajar con un producto en polvo. En la industria del yeso y de la anhidrita la acumulacin de polvo es tambin escasa.Filtros de alta calidad (precipitadores electrostticos o filtros textiles) permiten actualmente en la industria del cemento, cal y yeso obtener aire de escape con un contenido de polvo inferior a 25 mg/Nm. Las autoridades europeas discuten actualmente valores inferiores a 25 mg/Nm para instalaciones nuevas. Por el contrario, los Lineamientos Tcnicos Aire alemanes siguen prescribiendo 50 mg/Nm.

RUIDO:Las fbricas de cemento ocasionan un impacto sonoro mucho mayor que las de cal y yeso. Pero tambin estas ltimas tienen sectores de produccin cuyos niveles de ruido son considerables.En la extraccin de materias primas pueden producirse durante corto tiempo molestias de ruido a causa de explosiones y las consiguientes sacudidas. Pero con procedimientos de detonacin adecuados se pueden reducir en gran medida estas emisiones de ruido.Durante la preparacin surgen ruidos molestos producidos, por ejemplo, por quebrantadoras de impacto y molinos para el desmenuzamiento de materiales duros. Estas instalaciones de trituracin y las de preparacin asociadas 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 coccin necesitan numerosos ventiladores de gran tamao que originan ruidos muy penetrantes, por lo que tambin aqu hay que tomar medidas contra el ruido, por ejemplo, en forma de encapsulaciones.Para evitar molestias, las plantas de la industria de cal y de yeso y, sobre todo, del cemento deben estar construidas como mnimo a una distancia de 500 m de las zonas urbanizadas. La inmisin en urbanizaciones prximas no debe sobrepasar 50 hasta 60 dB(A) de da y 35 - 45 dB(A) de noche.

AGUA:Las fbricas de cemento y de cal son a veces grandes consumidores de agua, pero el proceso tecnolgico no produce contaminacin del agua. En las fbricas de cemento se necesitan unos 0,6 m de agua por tonelada de cemento para la refrigeracin de las mquinas. La mayor parte de este agua se encuentra en circulacin, por lo que slo hay que reponer las prdidas. En las instalaciones que trabajan con el mtodo seco tambin se consume agua para la refrigeracin de los gases de escape de los hornos, pudindose calcular un consumo neto aproximado de 0,4 a 0,6m de agua por tonelada de cemento. En las instalaciones que trabajan con el mtodo hmedo se necesita aproximadamente otro m por tonelada de cemento para la molienda del lodo. Este agua se desprende de nuevo por evaporacin.En la industria de la cal se necesita agua para el apagado de la cal cocida (aprox. 0,33 m/t de cal). Algunas fbricas de cal consumen, sobre todo cuando se exigen calidades de gran pureza, otro m 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 sedimentacin o a piscinas de clarificacin, donde las partes finas se depositan y el agua residual se evapora, o a veces se reutiliza.

Los usos medioambientales de la cal estn vinculados al tratamiento de agua potable e industrial, tratamiento de las aguas del alcantarillado y sus lodos, recuperacin de suelos contaminados con hidrocarburos y solventes qumicos, desulfuracin de los gases de la combustin, tratamiento de los residuos slidos y sus lixiviados e indirectamente la estabilizacin o transformacin de suelos inestables y expansivos en suelos aptos para servir de base de pavimentos. Su uso e importancia ambiental est creciendo rpidamente, pues constituye una respuesta efectiva a la necesidad de encontrar soluciones buenas y de bajo costo para los problemas medioambientales sealados.La cal, a muy bajo costo permite aumentar el pH, precipitar los metales pesados y convertir los peligrosos lodos de las aguas del alcantarillado, en un valioso producto para la agricultura. Sus aplicaciones ms sobresalientes en el campo sanitario y ambiental incluyen:

Produccin de agua potable:Una buena parte de la cal producida en el mundo se destina a mejorar la calidad del agua que consumen las personas y utilizan las industrias. En este caso se emplea para suavizar, purificar, eliminar turbiedad, neutralizar la acidez y remocin de slice y otras impurezas. La cal remueve por s misma la dureza temporal (bicarbonatos) del agua. Cuando la dureza temporal es acompaada de la dureza permanente (sulfatos) la cal debe combinarse con cenizas de sosa o zeolita para remover dichos componentes. El procedimiento que utiliza sosa se conoce como mtodo suavizador cal-sosa y el que utiliza zeolita se conoce como proceso de tratamiento dividido de cal-zeolita. Las reacciones qumicas que ocurren cuando se le agrega cal a las aguas que contienen componentes de calcio y magnesio (aguas duras) son:Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2CaCO3 + 2H2OMg(HCO3)2 + Ca(OH)2 MgCO3 + CaCO3 + 2H2OMgCO3 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaCO3MgCl2 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaCl2Mg(NO3)2 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + Ca(NO3)2MgSO4 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaSO4

Tratamiento de aguas residuales: En las plantas de tratamiento biolgico de aguas de desecho, usualmente se aade cal al digestor con el objeto de lograr el pH apropiado a una eficiente oxidacin biolgica de las aguas de desecho. En las plantas que utilizan un proceso combinado qumico-biolgico ms avanzado se agrega cal en la corriente de aguas negras para precipitar el fsforo como un complejo de fosfato de calcio, separar el nitrgeno y precipitar otros slidos suspendidos o disueltos. La remocin de fsforo y nitrgeno previene el crecimiento de algas y por ende el estancamiento de las aguas en la superficie.

Tratamiento de aguas residuales: En las plantas de tratamiento biolgico de aguas de desecho, usualmente se aade cal al digestor con el objeto de lograr el pH apropiado a una eficiente oxidacin biolgica de las aguas de desecho. En las plantas que utilizan un proceso combinado qumico-biolgico ms avanzado se agrega cal en la corriente de aguas negras para precipitar el fsforo como un complejo de fosfato de calcio, separar el nitrgeno y precipitar otros slidos suspendidos o disueltos. La remocin de fsforo y nitrgeno previene el crecimiento de algas y por ende el estancamiento de las aguas en la superficie. Estabilizacin de lodos residuales: Constituye una de las ms recientes aplicaciones ambientales de la cal. Aadiendo cal a los lodos residuales para lograr y mantener el pH a 12.4 por un mnimo de dos horas se eliminan los estreptococos fecales, se seca la torta y elimina el mal olor propio de estos residuos. Una dosis comn implica agregar de 500 a 600 libras de cal viva por tonelada de lodos. Este proceso es tan efectivo como la digestin aerbica, anaerbica e incineracin, pero a un costo mucho menor. Con este mtodo se obtienen bioslidos tipo A y B, cuya utilizacin como acondicionador de suelos agrcolas esta regulado y aceptado por la Agencia de Proteccin Ambiental de los Estados Unidos (EPA) en el captulo 40, parte 503 del Cdigo de Regulaciones Federales. Tratamiento de basura y sus lixiviados: Actualmente son muchos los pases que utilizan la cal viva e hidratada en el tratamiento de la basura. Es fundamental en la preparacin y estabilizacin de las bases y entrecapas de los suelos de los rellenos sanitarios a fin de evitar y degradar sus lixiviados. En cantidades adecuadas no suprime la propia biodegradacin de la basura, evita la proliferacin de organismos nocivos (alimaas) y los malos olores. Algunos pases utilizan la cal junto con la basura industrial para fabricar un combustible de alto poder calorfico para generar vapor o energa elctrica sin la contaminacin por cido sulfrico que caracteriza al quemado de combustibles fsiles azufrados. Procesamiento de desechos industriales: Tanto la cal viva, como la cal hidratada, son utilizadas para abatir la contaminacin que pueden generar muchas fbricas o plantas industriales; entre ellas:

Plantas fabricantes de acero y metalesPlantas Qumicas y de ExplosivosMineraFbricas de papel y fibrasPlantas empacadoras de alimentos

Recuperacin de suelos contaminados por hidrocarburos y otros desperdicios peligrosos: Constituye uno de los ms recientes usos descubiertos de la cal. Mediante un proceso que involucra cal viva y otros aditivos se pueden restaurar superficies, estanques o pozos de desechos de petrleo para salvaguardar el ambiente, recuperar suelos contaminados y utilizarlos en actividades productivas, incluyendo la agricultura y selvicultura. Este procedimiento permite secar los residuos de petrleo, convirtindolos en un lodo seco, que puede ser transportado, soterrado, compactado y cubierto con una nueva de tierra til para actividades agrcolas. Una experiencia elocuente de este proceso se efectu hace poco en Vickery, Ohio, Estados Unidos, donde un lodo cido altamente txico y peligroso fue recuperado y estabilizado utilizando 3 partes de cal por 1 de cemento para 20 partes de lodo contaminado. Estos productos fueron mezclados con el lodo hmedo mediante excavadoras, producindose, una hora despus del mezclado, un material estable y slido que fue removido y transportado en camiones hasta sitio de depsito provisional, a fin de esperar la impermeabilizacin del sitio de dnde sali; luego de tal impermeabilizacin, el material tratado fue soterrado y cubierto con nueva tierra dnde ha florecido una vegetacin saludable. Estabilizacin de arcillas: En el campo de la construccin de vas, terraplenes, patios, vas frreas, puertos, etc., las acciones medioambientales de la cal se dan a travs del aprovechamiento de suelos inestables y expansivos (arcillas) mediante la tcnica de estabilizacin de suelos utilizada desde hace 4,000 aos por los romanos y chinos y retomada en Estados Unidos, Europa, Asia y Amrica Latina hace cincuenta aos.

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