No assunto, da semana falaremos de um dos materiais mais versáteis que temos notícia. Esse material é usado na indústria de papel e celulose, no agronegócio, na construção civil, indústria alimentícia, siderúrgicas entre tantas outras. Percebeu a importância desse material no nosso cotidiano? Ainda não?
Vamos imaginar um dia comum na vida de milhões de brasileiros: você acorda num final de semana, vai até o banheiro escovar seus dentes, depois toma um café bem docinho com um bom pão com ovo, depois lê seu jornal, navega pela internet, descansa um pouco… chega o almoço, porém no final da tarde você se lembra de uma pendência – cuidar do seu jardim além de pintar aquela cerca velha do seu quintal, na tentativa de eliminar o excesso de fungos que ali se instalou.
Você não pode perceber, mas em cada uma dessas ações o nosso material estava presente. Para quem não viu o título do texto, estamos falando da cal, ou se preferir do carbonato de cálcio. Feitas as apresentações, veremos onde a cal é utilizada no nosso dia a dia (em alguns itens do nosso exemplo).
A sua pasta dental contém algumas partículas de carbonato de cálcio (CaCO3) que funcionam como abrasivos, permitindo dentes brancos e limpos. A cal também é usada no tratamento dos efluentes das usinas de cana de açúcar e para ajudar no seu clareamento. Assim, sem a cal, você não teria o açúcar refinado para adoçar o seu café da manhã. Nosso material ainda integra o processo de fabricação do papel do seu jornal e daquele sulfite que você usa para imprimir alguns boletos. Por último, aquela tinta que você comprou por um bom preço possivelmente tem cal, em especial devido a sua ação fungicida, permitindo que sua árvore cresça mais saudável e sua cerca fique com um aspecto de novo.
Notou o quanto a cal é importante para nossas vidas? E esse foi apenas um recorte de toda sua aplicação, visto que temos exemplos na área médica, no controle de pHs dos solos entre tantos outros.
Mas como ela surgiu? De fato, não temos uma data precisa, mas sabemos que é bem antiga. Alguns estudos encontraram vestígios do uso da cal nas famosas pirâmides do Egito, em mistura das argamassas utilizadas como ligantes dos grandes blocos de calcário. Tecnologia semelhante foi encontrada nas antigas ruínas maias e incas (na construção de seus monumentos) e no Império Romano, em aplicações geotécnicas para diversas aplicações.
Contudo, é na construção civil que se usa as maiores quantidades de cal no mundo, e por isso, iremos explorar mais suas aplicações e formações voltadas para esse segmento. Devido suas propriedades mecânicas, a cal é empregada na produção de argamassas de assentamento de tijolos e blocos, na preparação das argamassas de revestimento e produção de tintas. No gráfico abaixo, extraído do Plano Duodecenal de Geologia, Mineração e Transformação Mineral do Ministério de Minas e Energia [2010 – 2030], percebemos a importância do uso da cal em seus respectivos setores de uso:
Mas será que todas as cales são iguais? A resposta é NÃO! Dependendo da sua produção teremos diferentes tipos de cales, impactando nas suas propriedades. Veremos alguns tipos mais usuais das cales.
Cal Aérea: obtida a partir dos calcários puros, (CaCO3), com impurezas menores que 5%, ela é constituída principalmente por óxido ou hidróxido de cálcio, ganhando resistência lentamente ao ar por reação com o dióxido de carbono presente na atmosfera.
Cal hidráulica: constituída principalmente por hidróxido de cálcio, silicatos de cálcio e aluminatos de cálcio. A cal hidráulica possui a propriedade de endurecer debaixo de água. O dióxido de carbono também contribui para o seu endurecimento por reação com o hidróxido de cálcio.
Cal Hidratada: Nesta etapa, ocorre a reação de hidratação do óxido de cálcio e óxido de magnésio onde os mesmos são transformados em hidróxido de cálcio [Ca(OH2)] e hidróxido de magnésio [Mg(OH2)]. Estas reações químicas ocorrem quando a cal virgem entra em contato com a água [H2O].
Mas como obtemos a cal?
Seu processo inicia-se nas jazidas de calcário, de onde é extraída a rocha calcária, normalmente utilizando o desmonte por meio de explosivos. O interesse pela rocha calcária está relacionado a sua composição que é basicamente carbonato de cálcio [CaCO3] e carbonato de magnésio [MgCO3] dentre outros compostos, que serão transformados na cal posteriormente.
A cal é produzida a partir do processo de calcinação das rochas carbonáticas, calcárias ou dolomíticas, com uso de fornos industriais, contínuos ou descontínuos, com temperaturas entre 900 e 1100 °C, dando origem à cal virgem cálcica (CaO). Essa etapa ocorre por decomposição térmica envolvendo a liberação de CO2, descrito pela seguinte reação:
A cal virgem não pode ser usada diretamente, sendo que o contato com a água provoca reações exotérmicas bem intensas, podendo ocasionar graves queimaduras em quem a estiver manipulando. Por isso, um dos principais usos da cal virgem é na produção de cal hidratada; apenas depois dessa etapa, ela estará pronta para uso servindo como argamassas, adições para cimentos entre outras aplicações. A cal virgem cálcica (CaO) dá origem à cal hidratada cálcica, constituída essencialmente por hidróxido de cálcio [Ca(OH)2], através da reação que recebe o nome de extinção ou apagamento.
Essas aplicações ocorrem pois a cal confere maior plasticidade à massa, auxiliando posteriormente na absorção de deformações, na retenção de água, propiciando sua redução na produção das argamassas. Além disso tudo, a presença de cal é interessante devido a sua alta compatibilidade com o cimento, o que possibilita a produção de argamassas mais econômicas e deformáveis.
Na construção civil, chamamos as cales de aglomerantes aéreos, pois são necessários compostos presentes no ar para ganhar resistência. Para o seu endurecimento da cal, o dióxido de carbono (CO2) é necessário, e é justamente com esse composto que irá ocorrer a reação de ganho de resistência. Vamos relembrar mais um pouco das aulas de química do ensino básico.
Essa etapa recebe o nome de recarbonatação: a cal hidratada se transforma num carbonato tão sólido quanto o calcário que a originou. No entanto, caso a cal hidratada entre em contato com a água, sua resistência estará comprometida! Isso pode gerar grandes prejuízos para as construções. Por esse motivo, a cal hidratada deverá sempre estar acompanhada de outros materiais como o cimento e as areias, diminuindo esse risco.
Para aplicações da cal como tinta, a melhor opção é a cal virgem, porém ela requer muito cuidado e tempo no seu preparo, sendo uma opção mais rápida e segura são as cales semi-hidratadas. Mas cuidado no uso da cal como tinta: ela não pode ser aplicada sobre massas acrílicas e corridas devido sua falta de aderência.
Após ganhar resistência, sua edificação está liberada para as próximas etapas construtivas, até a entrega das tão sonhadas chaves da sua casa própria.
Com isso encerramos mais um texto semanal, prontos para um cafezinho? Espero que tenham gostado, um forte abraço e até o próximo material.