Cal

La cal es un depósito calcáreo duro, que consiste principalmente en carbonato de calcio (CaCO ₃ ), que a menudo se acumula dentro de hervidores de agua , calderas de agua caliente y tuberías, especialmente las de agua caliente. También se encuentra a menudo como un depósito similar en las superficies internas de tuberías viejas y otras superficies donde se ha evaporado " agua dura ".

La acumulación de cal dentro de una tubería reduce tanto el flujo de líquido a través de la tubería como la conducción térmica desde el líquido hasta la carcasa exterior de la tubería. Ambos efectos reducirán la eficiencia térmica general de la tubería cuando se use como intercambiador de calor .

Escala de cal ( micrografía de microscopía electrónica de barrido , campo de visión 64 × 90 μm)

El color varía desde blanquecino a través de una gama de grises y marrones rosados ​​o rojizos, dependiendo de los otros minerales presentes. Los compuestos de hierro dan los marrones rojizos.

Además de ser antiestético y difícil de limpiar, la cal puede dañar seriamente o afectar el funcionamiento de varios componentes de plomería y calefacción. ^{[1] Los} agentes descalcificadores se utilizan comúnmente para eliminar la cal. La prevención de incrustaciones por acumulación de incrustaciones se basa en las tecnologías de ablandamiento del agua .

Esta columna de la iglesia de Bad Münstereifel en Alemania está hecha de los depósitos de carbonato de calcio que se acumularon en el acueducto romano de Eifel durante varios siglos de uso.

Composición química

El tipo que se encuentra depositado en los elementos calefactores de los calentadores de agua consiste principalmente en carbonato de calcio (CaCO ₃ ). El agua dura contiene bicarbonato de calcio (y a menudo magnesio ) o iones similares. Las sales de magnesio se originan a partir de la piedra caliza dolomítica presente en las rocas a través de las cuales se filtra el agua de lluvia antes de su recolección. Las sales de calcio, como el carbonato de calcio y el bicarbonato de calcio (Ca (HCO ₃ ) ₂ ), son más solubles en agua caliente que en agua fría; por tanto, calentar agua no hace que precipite el carbonato de calcio per se . Sin embargo, existe un equilibrio entre el bicarbonato de calcio disuelto y el carbonato de calcio disuelto como se representa en la ecuación química

Ca ²⁺ + 2HCO ₃ ^- ⇋ Ca ²⁺ + CO ₃ ²⁻ + CO ₂ + H ₂ O

donde el equilibrio es impulsado por el carbonato / bicarbonato, no por el calcio. Tenga en cuenta que el CO ₂ se disuelve en el agua. El dióxido de carbono disuelto en agua (dis) también tiende a equilibrarse con el dióxido de carbono en estado gaseoso (g):

CO _{2 (dis)} ⇋ CO _{2 (g)}

El equilibrio del CO ₂ también se mueve hacia la derecha hacia el CO ₂ gaseoso cuando aumenta la temperatura del agua. Cuando se calienta el agua que contiene carbonato de calcio disuelto, el CO ₂ sale del agua como gas, lo que hace que el equilibrio de bicarbonato y carbonato se desplace hacia la derecha, aumentando la concentración de carbonato disuelto. A medida que aumenta la concentración de carbonato, el carbonato de calcio se precipita como la sal : Ca ²⁺ + CO ₃ ²⁻ ⇋ CaCO ₃ .

A medida que se agrega y calienta agua fría nueva con carbonato / bicarbonato de calcio disuelto, el proceso continúa: se elimina nuevamente el gas CO ₂ , aumenta la concentración de carbonato y se precipita más carbonato de calcio.

Las escamas suelen tener color debido a la presencia de compuestos que contienen hierro . Los tres compuestos principales de hierro son wustita (FeO), hematita (Fe ₂ O ₃ ) y magnetita (Fe ₃ O ₄ ).

Como una piedra

El acueducto romano de Eifel se completó alrededor del 80 d. C. y fue destruido y destruido en gran parte por las tribus germánicas en 260. En la Edad Media, las acumulaciones de cal, similares a la piedra caliza, del interior del acueducto eran particularmente deseables como material de construcción, llamado "mármol de Eifel" en una zona con poca piedra natural. Durante el funcionamiento del acueducto, muchas secciones tenían una capa de hasta 200 milímetros (7,9 pulgadas). El material tenía una consistencia similar al mármol marrón y era fácilmente extraíble del acueducto. Al pulir, mostraba vetas, y también se podía usar como una tabla de piedra cuando se cortaba en forma plana. Esta piedra artificial encontró uso en toda Renania y fue muy popular para columnas , marcos de ventanas e incluso altares . El uso del "mármol de Eifel" se puede ver tan al este como Paderborn y Hildesheim , donde se usó en las catedrales . La catedral de Roskilde en Dinamarca es el lugar más al norte de su uso, donde se hacen varias lápidas. ^[2]

El comercio hacia el oeste lo llevó a Inglaterra como un material de exportación de alto estatus en los siglos XI y XII, donde se convirtió en columnas para varias catedrales normandas inglesas. La impresionante piedra marrón pulida fue conocida durante muchos años como "Mármol de ónix". Su origen y naturaleza eran un misterio para las personas que estudiaban la mampostería en la catedral de Canterbury , hasta que se identificó su origen en 2011. ^[3] Se utiliza allí como columnas que sostienen el techo del claustro, alternando con columnas de mármol Purbeck. Estos grandes claustros de la catedral necesitaban varios cientos de columnas de este tipo alrededor de un cuadrilátero abierto, que debe haber sido abastecido por una operación de extracción y transporte bien organizada. Los depósitos de Eifel, ahora llamados Calcareous sinter o calc-sinter (ya que no es ni ónix ni mármol ), también se han identificado en Rochester ^[4] y en el claustro románico ahora perdido en Norwich ^[5] , así como en los claustros de enfermería. Las ventanas de la Sala Capitular y la entrada del Tesoro en Canterbury. ^[6]

Material relacionado

La espuma de jabón se forma cuando los cationes de calcio del agua dura se combinan con jabón , que se disolvería en agua blanda. Esto se precipita en una película delgada en las superficies interiores de baños, lavabos y tuberías de drenaje.

Ver también

• Abordaje
• Agua dura
• Caliza
• Ablandamiento de agua

Referencias

1. Hermann Weingärtner , "Agua" en Enciclopedia de química industrial de Ullmann , diciembre de 2006, Wiley-VCH, Weinheim. doi : 10.1002 / 14356007.a28_001
2. Tegethoff, F. Wolfgang; Rohleder, Johannes; Kroker, Evelyn. Carbonato de calcio: desde el período Cretácico hasta el siglo XXI . Birkhäuser, 2001. ISBN  3-7643-6425-4
3. C. Wilson (2015). "El misterio de la catedral de Canterbury 'mármol': Un doble impostura Unmasked ' ". En P. Fergusson (ed.). Priorato de la Catedral de Canterbury en la época de Becket . New Haven y Londres. págs. 156–60.
4. John McNeill (2015). "El claustro románico en Inglaterra" . Revista de la Asociación Arqueológica Británica . 168 : 34–76. doi : 10.1179 / 0068128815Z.00000000038 .
5. RB Harris (2019). "RECONSTRUYENDO EL CLAUSTRO ROMÁNICO DE LA CATEDRAL DE NORUEGA". The Antiquaries Journal . Prensa de la Universidad de Cambridge. 99 : 133-159. doi : 10.1017 / S0003581519000118 .
6. Geoff Downer (2019). "Calc-sinter o Mármol Onyx" . canterbury-archaeology.org.uk . Sociedad Histórica y Arqueológica de Canterbury (CHAS).