Usos y aplicaciones del carbonato de calcio

El carbonato cálcico o carbonato de calcio es el producto obtenido por molienda fina o micronización de calizas extremadamente puras, por lo general con más del 98.5% de contenido en CaCO3.

La Asociación de Productores de Caliza Pulverizada de Estados Unidos (PLA), lo define como un producto procedente de la molienda de caliza o dolomía con una pureza mínima del 97% y un tamaño de grano inferior a 45 mm. En idioma inglés se le conoce por GCC (ground calcium carbonate), en contraposición con el carbonato cálcico artificial, o PCC (precipitated calcium carbonate).

En Europa no se considera como tal el producto procedente de las dolomías, por lo que las materias primas para la fabricación de carbonato cálcico son calizas, mármol o cretas.

Las aplicaciones industriales del Carbonato de Calcio son incontables.

En términos generales se utiliza como carga para papel (en sustitución del caolín) y plásticos (mejora la velocidad de extrusión y las propiedades mecánicas del plástico), en la industria química básica, en la de pinturas y adhesivos, en la del vidrio, cerámica, para cosmética y en la industria farmacéutica. En las industrias agropecuarias se utiliza para alimentación animal y para el refino de azúcar.

El carbonato cálcico compite ventajosamente con otros minerales utilizados para cargas, por su precio mucho más bajo que la sílice micronizada, el talco, el caolín, la mica y la wollastonita. Constantemente se le abren nuevos campos de aplicación.

Los productos industriales del carbonato de calcio son casi tan variados como sus aplicaciones. El tamaño de grano es determinante en el precio. Para cargas se exige, en general, una elevada blancura y tamaño de grano comprendido entre 40-20 mm (masillas, brea de calafatear, sellantes, adhesivos) y 10-0.7 mm (papel, pinturas, plásticos, caucho).

También hay especificaciones referentes a la absorción de aceite, superficie específica y peso específico aparente.

Para fabricar vidrio las especificaciones se refieren, sobre todo, a la composición química y al control de los elementos. En el refino de azúcar, a la pureza y ausencia de sílice. En farmacia, la ausencia de As, Pb, Hg, y bajo contenido en Fe y otros metales pesados son los factores determinantes.

APLICACIONES DEL CARBONATO DE CALCIO EN HULES y PLÁSTICOS

En general, el carbonato de calcio es el mineral más importante para la industria del plástico.

El carbonato de calcio se caracteriza por las siguientes propiedades:

•  Alta pureza, lo que deja de lado cualquier efecto catalítico adverso en el envejecimiento de los polímeros

•  Alto grado de blancura

•  Bajo índice de refracción, permitiendo tonos pastel y blancos

•  Baja abrasividad, mejorando el tiempo de vida de las máquinas y equipos

•  Buena dispersabilidad (particularmente en los grados recubiertos)

•  Bajo costo

Las aplicaciones más importantes se dan en:

•  PVC plastificado

•  Plastisoles de PVC

•  PVC rígido

•  Polipropileno

•  Polietileno

•  Resinas de poliéster no saturadas

El carbonato de calcio es utilizado extensivamente en hules y plásticos, especialmente en PVC plastificado, rígido y poliolefinas. El tratamiento superficial del carbonato de calcio brinda las ventajas de baja absorción de plastificante y mejor dispersión.

El carbonato de calcio es un producto de alta blancura, baja absorción de aceite y buenas características de dispersión, que lo hacen una excelente carga mineral general. Este producto es utilizado en plásticos, hule, recubrimientos y selladores donde un producto uniforme sin partículas grandes es importante.

Su uso en compuestos de poliéster no saturado (SMC, VMC, TMC) brinda a las partes terminadas excelentes propiedades físicas y de superficie. Es utilizado extensivamente en pinturas donde se busca balancear las propiedades ofrecidas por cargas más finas y más gruesas.

APLICACIONES DEL CARBONATO DE CALCIO EN LA INDUSTRIA DE JABONES Y DETERGENTES

El Carbonato de Calcio se usan como relleno mineral para lograr una alta retención de humedad, mejorar la consistencia y secado de la masa final, mejorar el aspecto de los jabones y controlar el peso final del producto. Además, no altera las propiedades físicas y químicas de los productos jabonosos, ni la viscosidad de la mezcla.

El carbonato de calcio mejora la acción de limpieza de jabones y detergentes debido a un adecuado grado de abrasividad. No es retenidos por la fibras textiles ni daña la ropa, puesto que no contienen silica en estado libre.

APLICACIONES DEL CARBONATO DE CALCIO EN LA INDUSTRIA DEL CAUCHO

El Carbonato de Calcio se usa en la producción de cauchos naturales y sintéticos, manteniendo la flexibilidad, aumentando la resistencia a la torsión y a la tracción, mejorando las características mecánicas y eléctricas del caucho reduciendo costos.

Los Carbonatos disminuyen el envejecimiento del caucho, la fatiga del material, no cambian su aspecto, no lo calientan y le evitan rupturas. Su consistencia y alta pureza química le permiten a los rellenos minerales poder ser usados independientemente o mezclados, dependiendo de la formulación de resina y de las necesidades del usuario. Los Carbonatos tienen la ventaja de reducir el costo de las resinas.

APLICACIONES DEL CARBONATO DE CALCIO EN LA INDUSTRIA DE PINTURAS

El Carbonato de Calcio proporciona mayor poder de cobertura, aumentando así el rendimiento en pinturas de alta calidad, sintéticas de aceite y en otros revestimientos. Los Carbonatos son de gran blancura y al no interferir en el color de la pintura, contribuyen a su opacidad y a que la pintura cubra, sin chorrear, las superficies.

También son utilizados en sistemas de recubrimientos y pinturas ofreciendo un excelente brillo, buenos valores de Hegman, con alta velocidad de incorporación y buenas propiedades de superficie en sistemas a base solvente y agua.

El carbonato de calcio ofrece a las pinturas un tratamiento superficial que hace que sus partículas sean hidrofóbicas, de forma que incrementen su compatibilidad en un medio orgánico facilitando su dispersión.

El carbonato de calcio tiene gran aplicación como extendedores o cargas en pinturas a base de agua y de solvente. Se utilzan en la producción de fibra de vidrio, hules, poliuretanos y plastisoles, adhesivos, acabados texturizados y selladores.

APLICACIONES DEL CARBONATO DE CALCIO EN NUTRICION ANIMAL

El Carbonato de Calcio se utiliza para mejorar los rendimientos de todo tipo de alimento para animales. La integridad de la cáscara del huevo de las gallinas ponedoras y la fortaleza ósea de todos los animales, es clave para la producción de carne y huevos de calidad. Carbonatos con alto contenido de calcio, esto es, que contengan como mínimo un 38% de calcio elemental (Ca), son la fuente primaria de calcio en los alimentos para animales.

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El Carbonato de Calcio en los alimentos

Los minerales son sustancias sólidas presentes en la naturaleza, por lo tanto lo que conocemos como roca es simplemente un agregado de distintas clases de minerales.

En los seres humanos, los minerales desempeñan un importante papel en el buen funcionamiento tanto físico como mental del organismo. Las necesidades diarias de minerales son muy pequeñas, sin embargo, su deficiencia puede ser el principio de un sinfín de enfermedades.

El calcio, es el mineral más abundante en el organismo, dado que es un componente fundamental de los huesos. Es el cuarto componente del cuerpo, después del agua, las proteínas y las grasas. Se concentra casi en un 90% en huesos y en dientes.

En la naturaleza, las formaciones de rocas calizas están constituidas por carbonato de calcio; uno de los minerales mas corrientes y difundidos en la superficie terrestre. El carbonato es un compuesto químico que contiene los elementos carbono (C) y oxigeno (O) en forma del grupo CO3, con un átomo de carbono y tres átomos de oxigeno; de los carbonatos, el más importante en abundancia y uso es el CaCO3, carbonato de calcio.

Aparece en enormes y extensas masas de rocas sedimentarias y metamórficas; por lo tanto, constituye una importante riqueza minera y tiene numerosas aplicaciones en la industria.

Comercialmente el carbonato de calcio (CaCO3) se presenta en dos formas:

· Carbonato de calcio precipitado

· Carbonato de calcio micronizado

Químicamente se trata del mismo producto, pero difieren en la tecnología aplicada al proceso de obtención y en las características del producto final.

La principal diferencia con el carbonato molido es que el precipitado tiene menos impurezas y el rendimiento es generalmente de 1:1, o sea que para la producción de 1 tonelada de producto terminado, se requiere 1.05 toneladas de roca, se considera una pequeña merma por piedras que están fuera de especificación y se retiran en la etapa de selección.

El carbonato de calcio tiene mercados muy favorables, sin embargo el proceso de fabricación del carbonato precipitado necesita para su obtención plantas y equipos con tecnología de punta; por lo que su inversión es mayor que las requeridas por el carbonato de calcio micronizado. Para la obtención de cualquier carbonato de calcio, el comerciante debe asegurarse que el yacimiento de piedra caliza proporcione un carbonato con los requerimientos de color y pureza que demanda el mercado.

¿Qué usos tiene el carbonato de calcio en los alimentos?

Al leer la etiqueta de los alimentos que consumimos a diario, nos llama la atención que un mismo ingrediente aparezca reiteradamente en distintos productos. El carbonato de calcio, es una sal inorgánica e insoluble, con un alto contenido de calcio (40%) y se lo utiliza en los alimentos como un aditivo, porque se lo agrega intencionalmente con el objeto de provocar un cambio tecnológico. Un mismo aditivo puede cumplir varias funciones y el carbonato de calcio puede emplearse como:

EL CARBONATO DE CALCIO COMO NEUTRALIZANTE: para corregir el exceso de acidez natural o del proceso, su uso tiene como fin mejorar el color y sabor.

En la industria lechera, interviene en varios procesos. Cuando la crema es separada de la leche, frecuentemente se añade carbonato de calcio para neutralizar o reducir la acidez, antes de la pasteurización, este mejora la eficacia del batido en la producción de mantequilla.

También, se lo agrega en la alimentación de los novillos a corral (feedlot), para reducir la acidez y cubrir las deficiencias de calcio.

EL CARBONATO DE CALCIO COMO ENDURECEDOR: imparte firmeza o mejora la textura. Antes del enlatado o la congelación de frutas o verduras tales como tomates, frutillas, papas congeladas, etc., se endurecen mediante la adició n de una o más sales cálcicas; debido a que mantienen la estabilidad e integridad de los tejidos vegetales.

EL CARBONATO DE CALCIO COMO ANTIAGLUTINANTE / ANTIHUMECTANTE: en productos vegetales deshidratados (sal, cebolla, ajo) y en muchos ingredientes y mezclas que se encuentran molidos.

También se lo puede usar como COLORANTE de superficie, como es el caso de la fabricación de chicles.

En la industria panificadora se lo aplica en la preparación de polvo para hornear. En la elaboración del pan, mejora la fermentación e incrementa el volumen. En harinas débiles, las sales cálcicas forman enlaces cruzados con las proteínas del gluten y aumentan la rigidez de la masa.

En la actualidad existe la posibilidad de consumir alimentos comunes fortificados con calcio, como un valor agregado al producto; tal es el caso de las bebidas como el agua mineral (carbonato de calcio 300 mg/l), leche de soja (porción de 250 ml., posee 1.200 mg/l de carbonato de calcio), en las leches en polvo, yogurts, cereales, quesos. Esta creciente demanda lleva a los proveedores de sales cálcicas a ofrecer un producto de calidad con diferentes granulados según las necesidades industriales de aplicación.

Además, el carbonato de calcio es utilizado como ingrediente para la fabricación de productos balanceados destinados a la nutrición animal, por ejemplo se emplea en la alimentación de gallinas para mantener el sistema óseo y la calidad de la cáscara del huevo.

En las etiquetas de los productos alimentarios puede aparecer por su nombre completo carbonato de calcio y/o su número de INS 170i (Sistema Internacional de Numeración, Codex Alimentarius FAO/OMS), según Res. 19/93, el Grupo del Mercado Común da a conocer una extensa Lista General Armonizada de Aditivos Mercosur.

Antes de emplear un aditivo este debe cumplir con las exigencias establecidas por las normas locales, y responder a las exigencias de pureza establecidas por la FAO-OMS, o por el FOOD CHEMICAL CODEX.

Las formas del carbonato de calcio

El carbonato de calcio es un producto que está constituido químicamente por CaCO3, el cual se extrae de rocas calizas, por lo que también es conocido como caliza.

La caliza es una roca sedimentaria porosa de origen químico formada mineralógicamente por carbonatos, principalmente carbonato de calcio. Cuando tiene alta proporción de carbonatos de magnesio se le conoce como dolomita.

La roca caliza es un componente importante del cemento usado en las construcciones modernas. Se encuentra dentro de la clasificación recursos naturales (RN); recursos no renovables (minerales) y dentro de esta clasificación en los no metálicos como el salitre, el yeso y el azufre.

Los carbonatos naturales son los minerales de calcio más abundantes. El carbonato de calcio puro existe en dos formas cristalinas: la calcita, de forma hexagonal, la cual posee propiedades de birrefringencia (doble refracción), y la aragonita, de forma romboédrica.

Calcita

Mineral compuesto principalmente de carbonato de calcio (CaCO3). Es conocido también como carbonato de calcio o espato calizo. Después del cuarzo, es uno de los minerales más abundantes en la naturaleza. Con cristalización en el sistema hexagonal. La calcita pura se identifica sin dificultad por la facilidad con la que se puede cortar y por su rápida reacción a los ácidos diluidos.

La calcita se encuentra en las rocas sedimentarias llamadas caliza, aunque también se puede encontrar en el mármol, una roca metamórfica que se forma cuando la caliza está sujeta a intenso calor y presión.

Su génesis principal se debe a los procesos sedimentarios y a los procesos biológicos (caparazones de moluscos, corales, etc.), pero aparece también como mineral metamórfico en los mármoles. La calcita se forma por cristalización directa de disoluciones diluidas o por transformación paramorfa de las demás fases, que son menos estables.

Se usa en la fabricación de cemento; para la obtención de cal (por encima de 900 ºC se desprende CO2); con fines ornamentales en revestimientos de fachadas, etc.

Aragonita

La Aragonita o Aragonito es un polimorfo de carbonato cálcico CO3Ca. A partir de los 400 grados se transforma en calcita, con la que comparte la misma composición, las diferencias físicas (ausencia de exfoliación) y cristalográficas son muy evidentes, por eso se decidió considerarla una especie distinta. Forma cristales sencillos o múltiples dando un aspecto de prisma hexagonal, coraloide, fibroso o estalactítico. Se origina en depósitos de baja temperatura, en grutas, zonas de oxidación de yacimientos mineros y fuentes calientes, también puede localizarse en algunas rocas sedimentarias y metamórficas y en muchas minas de galena.

La secuencia de crecimiento del aragonito puede dividirse en tres etapas: Primero, en algunos lugares, el agua se filtra por el suelo entrando en contacto con rocas muy calientes situadas a profundidad. Asciende una vez calentada saliendo a la superficie, entre burbujeos en fuentes termales enriquecida en minerales disueltos, entre ellos el calcio y el carbono. Al evaporarse, precipita estos compuestos en el suelo, que al combinarse con él oxigeno forma los cristales de aragonita. Suelen crecer en ramas que tienen un parecido a los corales. En ocasiones este mineral llega a tomar formas globulares o estalactiticas.

Algunos de sus usos es como mineral de colección o como piedra ornamental.

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Cuentan con carbonato de calcio natural (aragonita, calcita, limestone).

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