HISTORIA
Y USO DE LA CAL
Extraído de varios documentos que tratan el tema.
Prof. HUGO FIGUEROA
Nadie sabe 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.
Algunos cimientos de
cal hallados en Turquía apuntan a que esta ya se utilizaba hace 14 000 años.
Hay otras evidencias anteriores: las cuevas de Lascaux, en Francia, contienen
frescos que confirman el uso de pigmentos naturales de óxido de hierro
aplicados a paredes de piedra húmeda con alto contenido en calcio (piedra
caliza) y que se remontan casi a 16 000 años atrás.
CRONOLOGÍA PRINCIPAL DEL USO DE LA
PIEDRA CALIZA
C. 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.
C. 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.C. 2800 A.C. – C. 1000 D.C.
Los Celtas solían fertilizar el suelo con cal. En la
Antigua Grecia también se utilizó cal para colorear numerosos frescos.
C. 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.
C. 753 A.C.–535 D.C.
En muchos edificios y frescos de la época romana se
puede identificar el uso de distintos colores de cal. Las mujeres también
utilizaban cal no hidratada para teñir sus cabellos de un color rojo claro
característico.
C. 400 D.C. – C. 1100 D.C.
Los alquimistas descubrieron las propiedades cáusticas
de la cal y crearon un jabón a base de cenizas de madera. El logotipo de Lhoist
está inspirado en el símbolo alquímico de la cal.
C. 1300 D.C. – C. 1800 D.C
En toda Europa se ha utilizado ampliamente la cal como
masa de recubrimiento y pintura decorativa, además de servir como principal
material en la construcción de hogares.
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.
SIGLO XVI
El uso de la cal continuaría progresando a través de
nuevos inventos (sobre todo en la construcción) en la forma de nuevos procesos
que han permitido crear nuevos tipos de estructuras y acabados.
SIGLO XVII
La técnica Scagliola del estuco se puso de moda como
alternativa más económica a las incrustaciones de mármol. Esta técnica
utilizaba una mezcla pigmentada de polvo de cal, mármol o escamas. Se utilizó
también para crear las fachadas de los edificios, columnas de estuco,
esculturas y otros elementos arquitectónicos de aspecto similar al mármol.
SIGLOS XVIII Y XIX
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.
SIGLOS XX Y XXI
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.
¿CÓMO SE FABRICABA LA CAL?
Hoy en día, la
industria de la cal utiliza las mejores y más modernas tecnologías para limitar
las necesidades energéticas, cumplir las estrictas normativas en cuanto a
límites de emisiones y hacer frente a la demanda de distintas calidades por
parte de los mercados.
Entre 1870 y 1880 se
construyeron, a partir de una serie de planos patentados, hornos más eficientes
capaces de recibir alimentación continua de combustible. Estos hornos
produjeron la primera piedra caliza de cantera en tamaño de gránulo.
La cal es un óxido de
calcio que se obtiene de la calcinación de rocas calizas, su proceso de
elaboración consiste, explicado de forma general, en hacer maleable un material
que en su forma natural no lo es.
Al quemar la roca (CaCO3) se libera dióxido de
carbono (CO2) quedando óxido de calcio (CaO).
Un
material histórico de gran valor
En pleno siglo XXI, la cal está resurgiendo con fuerza en el sector de la restauración y rehabilitación patrimonial, así como en eco y bio -construcción.
¿Por qué?
Sus ventajas son muchas, pero su principal valor
está enlazado con su antigüedad: es el material más fiable y resistente de los
usados en la construcción, que mayor respeto ofrecerá al bien histórico que
necesite ser intervenido, así como al medioambiente.
Proceso de calcinación
La cal se conoce como el resultante de la calcinación
de piedra caliza, una roca sedimentaria porosa de origen químico formada
mineralógicamente por carbonatos, principalmente de calcio.
Una vez finalizado el proceso de calcinación se apaga
o extingue el producto resultante con agua, obteniendo un material hidratado
que tendrá aspecto polvo o pasta según la cantidad añadida de agua.
Las cales fabricadas con este proceso variarán según
la roca de extracción, pues de las calizas más puras el
resultado serán cales más grasas (cal viva) y de las calizas
más arcillosas resultarán cales más magras o
débilmente hidráulicas.
¿Cuántos tipos de cal podemos encontrar?
De forma general, contamos con las siguientes cales.
·
Cal aérea: cal
apagada, hidratada o hidróxido cálcico, procedente de caliza pura
·
Cal dolomítica:
es una cal aérea procedente de caliza rica en carbonato de magnesio.
·
Cal hidráulica
natural: procedente de caliza con contenido moderado pero
significativo de sílice y alúmina
· Cal hidráulica artificial/formulada: mezcla de cal aérea con aporte externo de material hidráulico o puzolánico. Puede presentar una hidraulicidad algo superior a la cal hidráulica natural pero esto es debido al aporte de materiales externos como clinker Portland, puzolanas de origen artificial o escorias siderúrgicas de altos hornos.
Las más recomendables
La cal aérea y la cal
hidráulica natural son materiales tradicionales históricamente
utilizados en la construcción predominantemente europea, compatibles con la
construcción histórico-monumental, pero con aplicaciones cada una en diferentes
ámbitos:
·
La cal
hidráulica natural ha de utilizarse con objetivos estructurales y no
estructurales cuando se requieran tiempos de fraguado iniciales cortos, así
como resistencias mecánicas a corto plazo.
·
La cal
aérea es ideal para aplicaciones no estructurales como acabados,
guarnecidos interiores.
· Y todas aquellas aplicaciones que no se vean comprometidas por la necesidad de maduración a corto plazo.
¿Cuáles son sus diferencias?
La cal aérea consigue endurecer por
la reacción de la cal con el CO2 atmosférico en un proceso
lento que se extiende a lo largo de los años.
La cal hidráulica natural, son cales
de doble toma. Fragua y endurece por reacción de los componentes
hidráulicos obtenidos durante la cocción de la piedra -consecuencia de la
propia composición natural del material de partida- (fraguado hidráulico) y por
el proceso de carbonatación de la cal al aire (fraguado aéreo).
Historia de la cal
La cal es un término que designa todas las formas
físicas en las que puede aparecer el óxido de calcio (CaO). Se obtiene como
resultado de la calcinación de las rocas calizas o dolomías.
La cal se ha usado desde la más remota antigüedad como
conglomerante en la construcción, también para pintar muros y fachadas de los
edificios construidos con adobes o tapial —típico en las antiguas viviendas
mediterráneas— o en la fabricación de fuego griego.
También llamada: cal aérea, cal de construcción, cal
química, cal de albañilería, cal fundente.
La cal (del latín calx) es una sustancia alcalina
constituida por óxido de calcio (CaO), de color blanco o blanco grisáceo, que
al contacto del agua se hidrata o apaga, con desprendimiento de calor, y
mezclada con arena forma una argamasa o mortero de cal.3 También los
alquimistas llamaban cal a cualquier óxido metálico o escoria.
Otro compuesto llamado cal, es el óxido de calcio y
magnesio o dolomía calcinada (CaMgO2).
Cal
hidráulica
La cal hidráulica es aquella que puede fraguar y
endurecer con o sin presencia de aire, incluso bajo el agua. Se produce por
calcinación de piedras calizas en cuya composición entra alrededor del 20 % de
arcilla, y que, pulverizada y mezclada con agua, fragua como el cemento.
La cal
hidráulica es un cemento natural – sus siglas en inglés son NHL (Natural
Hydraulic Lime). La cal hidráulica contiene, además del carbonato cálcico,
alrededor de un 20-25 % de aluminatos, arcillas, silicatos, etc.
Debido a estas
"impurezas", sólo una temperatura mayor que la de la calcinación
tradicional de los hornos de leña, podría convertir en cal esa piedra. Con la
Revolución Industrial y los hornos de mayor potencia se consiguió una cal con
características hidráulicas (a pesar de ser en un 75-80% aérea).
La cal con propiedades hidráulicas, cuando se amasa y
se mezcla adecuadamente con áridos y agua, forma un mortero que conserva su
trabajabilidad durante un tiempo suficiente y, después de períodos
determinados, alcanza una resistencia específica y una estabilidad de volumen a
largo plazo.
Tiene la
propiedad de fraguar y endurecer cuando se mezcla con agua y por reacción con
el dióxido carbono del aire (carbonatación).
Cal
aérea
La cal aérea es el principal material conglomerante de
los morteros tradicionales, tanto de unión como de revestimiento. Bajo el
término de cal aérea denominamos a un conglomerante de portlandita, (La
portlandita es uno de los dos productos resultantes de la hidratación del
silicato bicálcico y del silicato tricálcico del cemento Portland (el otro
producto resultante de esta hidratación es la tobermorita). La portlandita es
responsable de la protección de las armaduras del hormigón armado frente a la
corrosión debido al pH muy básico (alrededor de pH 13) que origina su presencia
en el hormigón) hidróxido de calcio (Ca(OH)2), también denominada cal apagada o
hidratada, que con el tiempo acaba por transformarse en calcita, carbonato de
calcio (CaCO3), por carbonatación.
La
carbonatación de los hidratos en contacto con el dióxido de carbono del aire,
de allí su nombre, forma carbonato de calcio que desarrolla cierta resistencia
y contribuye a la durabilidad de los morteros que contienen la cal de
construcción.La cal se ha obtenido históricamente a partir de las rocas
calizas naturales, que son muy abundantes en la superficie de la corteza
continental terrestre.
La cal aérea es aquella que necesita la presencia de
aire para carbonatar y endurecer. Es una cal que se combina y endurece con el
dióxido de carbono presente en el aire. Se utiliza para pintar.
Cuando se amasa y se mezcla con agua, forma una pasta
que mejora la trabajabilidad –características de escurrimiento y penetración– y
la retención de agua de los morteros. Es llamada técnicamente como CL, para las
cales cálcicas, o DL, para las cales dolomíticas.
La cal viva dolomítica
son granos o terrones compuestos de óxido de calcio y magnesio, los cuales son
producidos con las dolomías más ricas de magnesio, calcinándolas en hornos
verticales. El tiempo de almacenamiento de la cal viva dolomítica es limitado,
debido a las propiedades higroscópicas que posee.
Actualmente
la mezcla se conoce como fina y gruesa, que están compuesta por arena fina o
gruesa, y cal hidráulica.
Mortero de cal: para revoques y para unir ladrillos o ticholos.
Se realiza con 1 parte
de cal, 3 de arena y 1 de agua.
Técnico Docente HUGO FIGUEROA
