La extraña y valiosa piedra caliza (segunda parte) por Eddy Lavandaio

La segunda parte del informe de divulgación geológica sobre la piedra caliza preparado por Eddy Lavandaio.

Como ya se dijo en la "Primera Parte" las calizas, con el nombre común de "piedra de cal" o "piedra caliza", han sido de gran utilidad en el desarrollo y evolución de la humanidad en los últimos 10.000 años.

Se trata de una roca sedimentaria, de origen biológico principalmente, presente en muchas secuencias de sedimentación marina. Además, en las regiones donde por efecto de la presión y la temperatura las rocas sedimentarias han sido transformadas en rocas metamórficas, los componentes de las calizas recristalizan y se eliminan todos los poros conformando mármoles, manteniendo en líneas generales la composición química original.

El aprovechamiento de la piedra caliza se hace por lo general extrayéndola con los métodos de la minería a cielo abierto. Es una de las materias primas más usadas por nuestra sociedad y tiene variadas, numerosas e importantes aplicaciones.

Fabricación de cal

Como el principal componente de la roca es el mineral calcita (carbonato de calcio), su uso desde tan lejanos tiempos se debe a la facilidad con que, aplicando suficiente calor (unos 900ºC), el carbonato de calcio se disocia en óxido de calcio, que es la cal viva, y dióxido de carbono, que se separa y se incorpora a la atmósfera o se lo recupera para otros usos.

Esa cal, mezclada con agua, tiene la particularidad de recombinarse con el dióxido de carbono atmosférico y endurecerse. Eso es lo que se conoce con el nombre de fraguado y es la propiedad que permite unir con cal piedras o ladrillos otorgándoles consistencia y estabilidad a muros y otras construcciones.

De esa manera se usó la cal durante miles de años y se sigue usando, aunque en muchas aplicaciones fue reemplazada por el cemento, un material más adecuado a las mayores exigencias de la construcción moderna, sobre todo para la preparación de las mezclas que llevan el nombre de hormigón.

La industria minera moderna utiliza distintas clases de hornos para calcinar las calizas y obtener la cal. Debido a que en la naturaleza las calizas no son rocas de carbonato de calcio puro sino que contienen diferentes impurezas en mayor o menor grado, en la práctica se eligen calizas con un contenido no menor de 95% de carbonato de calcio, preferentemente desprovistas de dióxido de silicio reactivo.

Cada tonelada de caliza calcinada puede producir, teóricamente, hasta 560 kilogramos de cal viva. Como la cal viva es altamente corrosiva, su manejo y transporte genera ciertos problemas. Para evitar esos problemas, la industria le agrega una cierta cantidad de agua, suficiente para su hidratación, y así se obtiene la cal hidratada (hidróxido de calcio), que es la que normalmente se comercializa para la industria de la construcción.

La localidad de Los Berros, en el extremo sur de San Juan, es un importante centro productor de cales.

Fabricación de cemento

Si bien los romanos ya habían elaborado un producto llamado cemento puzzolánico mezclando cal viva con cenizas volcánicas, recién durante el siglo XIX se fue desarrollando la industria del cemento tal como lo conocemos en la actualidad.

El cemento Portland se fabrica mezclando caliza y arcilla (silicatos de aluminio y de hierro). La mezcla se hace de tal manera de lograr la siguiente relación entre los componentes: 75% de carbonato de calcio, 13% de dióxido de silicio, y 12% de óxidos de aluminio y de hierro. Con esa composición ingresa a un horno y se somete a temperaturas de 1.400°C a 1.500°C, obteniéndose un material semifundido llamado clinker, cuya composición se indica en el cuadro.

Los componentes del clinker, en contacto con agua, dan lugar a otros compuestos capaces de fraguar otorgando una gran solidez y resistencia al material endurecido resultante. Para su utilización como cemento, se muele agregándole un 3% de yeso crudo (sulfato de calcio hidratado), que sirve para retardar el fraguado.

Es necesario aclarar que, por la heterogeneidad propia de la naturaleza, las calizas y las arcillas presentan pequeñas variaciones en su composición de un lugar a otro y por eso las normas vigentes (IRAM) tienen previstas las especificaciones y límites admitidos para cada materia prima. En Mendoza el cemento se elabora con calizas y arcillas de canteras ubicadas en el cerro de la Cal, en Las Heras. El yeso, por lo general, se extrae en Malargüe.

A veces la arcilla disponible en canteras cercanas a las fábricas de cemento contienen el dióxido de silicio y el óxido de aluminio requeridos pero presentan un déficit de óxido férrico. En esos casos se agrega mineral de hierro (hematita).

El hormigón es una mezcla de cemento (aglomerante) con arena, grava u otros áridos (material sólido inerte) y agua. Cuando esa mezcla se usa envolviendo y dando solidez a barras de acero con un diseño apropiado (vigas y columnas, por ejemplo) se obtiene una estructura de hormigón armado, un material fundamental en la construcción moderna.

El cemento puzzolánico se elabora con el agregado de ciertos materiales naturales o artificiales, denominados puzzolanas que, mezclados y molidos con el clinker mejoran las condiciones de fraguado del cemento en el hormigón.

Las puzzolanas que se usan en nuestra provincia son materiales volcánicos provenientes de explotaciones mineras del departamento San Carlos. Se muelen junto con el clinker y el yeso crudo para obtener cemento puzzolánico.

El cemento blanco se fabrica de la misma manera que el cemento portland pero las materias primas deben estar desprovistas de óxidos de hierro y magnesio, que son los elementos cromóforos que le dan un color gris verdoso. En este caso no se usa cualquier arcilla sino caolín o pirofilita (silicatos de aluminio).

Fabricación de soda Solvay

La caliza y la sal común (halita, cloruro de sodio) son las dos materias primas para fabricar carbonato de sodio por el procedimiento Solvay, que actualmente se elabora en una fábrica ubicada en San Antonio Oeste, en Río Negro. Es un insumo de múltiples aplicaciones, entre las cuales se encuentra la preparación del carbonato de litio en las provincias del noroeste argentino.

Caliza triturada y molida

Las calizas, travertinos y mármoles (con alto contenido de carbonato de calcio) triturados o molidos se comercializan para los siguientes usos:

- Triturado, en tamaños de 1 a 4 cm se usan, junto con dolomita, como fúndente escorificante en los procesos de fundición y obtención de arrabio y acero.

- También se destina a la fabricación de mosaicos, mesadas y otras placas denominadas comercialmente materiales "calcáreos graníticos".

- En polvo, con el nombre de carbonato de calcio, y con distintas granulometrías, tiene múltiples aplicaciones como carga en la industria de las pinturas, plásticos, caucho, papel, esmaltes, alimentos balanceados, etc., y como abrasivo para limpieza y pulimento

- Además, se usa para neutralizar la acidez de suelos destinados a la agricultura.

- También se usa calcita o caliza muy pura para elaborar carbonato de calcio precipitado mediante un procedimiento químico que asegura la alta pureza que se exige, por ejemplo, en la industria farmacéutica.

Marmolería y escultura

La denominación mármol tiene dos acepciones. Geológicamente es una caliza o dolomía metamórfica. Comercialmente es cualquier roca carbonática que puede cortarse y pulirse para su utilización en forma de bloques tallados o en placas para revestimiento en distintos tipos de edificación, o para mesadas u otros usos similares. Esta última acepción comprende los siguientes materiales: mármol auténtico, caliza compacta, onix calcáreo y travertino

Todas estas rocas comercialmente llamadas mármoles son bastante resistentes, pero sus componentes mayoritarios, calcita y/o dolomita, son minerales relativamente blandos por lo que tallarlos es relativamente fácil.

Esta propiedad y la belleza de sus superficies pulidas ha hecho que, desde tiempos históricos muy lejanos la arquitectura las haya aprovechado para elaborar piezas torneadas y talladas como sillares, columnas, vigas y revestimientos en la construcción de edificios importantes. También es uno de los materiales predilectos de los escultores que tallan las más hermosas esculturas a partir de sus bloques en bruto.

Vayan como ejemplo la fachada y las esculturas del edificio del Congreso Nacional elaboradas con mármoles extraídos en canteras de la provincia de Córdoba.

EL AUTOR. Eddy Lavandaio. Geólogo - Matrícula COPIG 2774A. Miembro de la Asociación Geológica de Mendoza.

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