Il calcare serve a qualcosa o esiste solo per rompere le cose in casa mia?

Il ruolo che il calcare svolge nella nostra civiltà è assolutamente decisivo per la molteplicità delle sue funzioni.

Il Carbonato di Calcio è utilizzato per migliorare la produttività agricola, igiene, purificare l’acqua potabile, fondere i metalli, fabbricare vetro, è un reagente nell’industria chimica ed è essenziale nella costruzione.

Tuttavia, sono particolarmente utili le trasformazioni chimiche che il calcare subisce quando viene riscaldato. Se il Carbonato di Calcio viene cotto in un forno a circa 900 °C il minerale si decompone in Ossido di Calcio, rilasciando Diossido di Carbono:

CaCO₃ + calore -> CaO + CO₂

Questo Ossido di Calcio è quello che viene chiamato calce viva o calce anidra. La calce viva è estremamente caustica (distrugge i tessuti organici degli animali) e può essere utilizzata per prevenire la diffusione di malattie.

Il nome “calce viva” deriva dal fatto che questo calcare reagisce così intensamente con l’acqua, che sprigiona un calore bollente che sembra essere davvero viva. Chimicamente, ciò che fa l’Ossido di Calcio è dividere le molecole d’acqua a metà per formare Idrossido di Calcio (Ca(OH)₂), chiamato anche calce idratata, morta, spenta o aerea, che finisce per essere trasformato in Carbonato di Calcio sotto forma di calcite (la stessa da cui ha avuto origine prima di essere riscaldato nel forno), a causa dell’effetto carbonante della CO₂ nell’atmosfera.

Poiché la calce spenta o in sospensione nell’aria è calcare che deve essere esposto all’aria per “carbonare” e quindi indurirsi, non possiamo confonderci con un altro tipo di calce che contiene alcuni composti che la rendono indurita quando aggiungiamo acqua, chiamata calce idraulica.

La calce spenta è molto alcalina e caustica e ha molti usi. Con questa, saremo in grado di coprire facciate in climi caldi per avere un edificio fresco e pulito.

La “calce agricola” è utilizzata per condizionare i campi e massimizzare la produttività delle colture: secondo gli specialisti, la calce viva rappresenta per il campo ciò che l’olio rappresenta per un motore. Vale la pena spalmare calcare pestato su terreni acidi per portare il pH ad un valore neutro. I terreni acidi riducono la disponibilità di nutrienti essenziali per le colture, in particolare il fosforo (cruciale per il trasferimento di energia nella pianta) e iniziano a privare le piante di cibo. Fertilizzare i campi con calce aumenterà l’efficienza di qualsiasi letame o fertilizzante chimico.

La calce spenta può essere trasformata da una pasta facile da spalmare in un materiale che si indurisce come una pietra al momento dell’indurimento (l’indurimento può richiedere diversi giorni). Mescolandola con un po’ di sabbia e acqua, la calce spenta forma la malta utilizzata da millenni per unire saldamente i mattoni e costruire solide pareti portanti.

La malta di calce è stata utilizzata per millenni, ma è stata la nuova sostanza prodotta dai Romani a cambiare la natura della costruzione. I Romani osservarono che la malta, elaborata mescolando la calce spenta con la cenere vulcanica, detta pozzolana, si solidificava molto più velocemente della malta di calce ed era molto più forte.

Così, i Romani riuscirono a unire più di semplici file di mattoni. Si aggiunsero alla nuova malta con miscele eterogenee di pietre e si inventò così il calcestruzzo. Questa rivoluzione permise ai Romani di costruire imponenti strutture come il Colosseo e l’enorme tetto del Pantheon di Roma, che ancora oggi costituisce la più grande cupola monoblocco in cemento del mondo.

Tuttavia, il cemento aveva un’altra proprietà quasi magica: si induriva anche quando era completamente immerso nell’acqua. Così i Romani riuscirono a costruire porti in quei luoghi senza porti naturali e ad avere il controllo marittimo del Mediterraneo.

Purtroppo, questa conoscenza dei cementi andò purtroppo perduta con la caduta dell’Impero Romano. Nessuna fonte medievale menziona il cemento e le grandi cattedrali gotiche furono costruite utilizzando solo malta di calce.

Intorno al 1794 fu inventato il metodo moderno di produzione del cemento. Il cemento Portland viene prodotto mediante cottura in forno di una miscela di calcare e argilla ad una temperatura di 1.450 °C.

Attualmente possiamo trovare le seguenti applicazioni di calce viva e/o calce spenta:

Industria

• Siderurgia: utilizzata come agente fondente.
• Metallurgia: utilizzata nei processi di flottazione.
• Chimico: utilizzata nella produzione di sapone, nella fabbricazione di cauchu, nell’industria petrolifera, nell’industria della carta e nei cosmetici.
• Alimenti: utilizzata nell’industria dello zucchero (in particolare nella trasformazione dello zucchero di barbabietola); nell’allevamento di ostriche; nella piscicoltura; nell’industria della birra; nell’industria lattiero-casearia etc.
• Vetro: Il suo uso fornisce vetro più luminoso e più colorato. La fusione è più rapida, il che consente di risparmiare soldi durante il processo di produzione del vetro.
• Abbronzatura: è una delle sue applicazioni più antiche. I bagni di calce viva consentono di rimuovere i peli e il gonfiore delle pelle.

Edilizia e costruzione

• Infrastrutture: Nella stabilizzazione del terreno per asciugare i terreni, sbrinare il gelato e migliorare le proprietà dei terreni argillosi.
• Edilizia: nella fabbricazione di calce viva prefabbricata: cemento cellulare o areato, pietra arenaria calcarea e blocchi di terra compressa.

Protezione ambientale

• Trattamento dell’acqua potabile (potabilizzazione): Viene utilizzata per purificare, eliminare la torbidità, neutralizzare l’acidità ed eliminare la silice e altre impurità al fine di migliorare la qualità dell’acqua consumata dalle persone.
• Trattamento delle acque reflue e dei fanghi. È comunemente utilizzata nel trattamento chimico convenzionale delle acque reflue industriali, fondamentalmente di natura inorganica.
•  Rimineralizzazione dell’acqua desalinizzata: l’aggiunta di calce consente il condizionamento dell’acqua desalinizzata, dalla regolazione del pH alla riduzione dell’aggressività, fino alla “rimineralizzazione” dell’acqua con l’apporto di Calcio. La calce è essenziale per il trattamento finale delle acque provenienti dalla dissalazione dell’acqua di mare in quanto fornisce uno dei composti nutritivi di base (Calcio) ed è necessaria per mantenere l’equilibrio Calcio-Carbonio, al fine di evitare incrostazioni o corrosione.
• Depurazione dei gas: la calce (calcare), a seconda del processo, è l’agente di desolforazione naturale più economico che rimuove l’anidride solforosa e altri gas acidi (HCl, HF e NO_x) dai fumi industriali degli inceneritori di rifiuti solidi urbani, delle centrali termoelettriche e dell’industria in generale.
• Trattamento dei rifiuti: la calce è utilizzata, oltre che per vari trattamenti chimici, come agente per prevenire l’inquinamento delle acque e degli odori dovuto alla lisciviazione.
• Trattamento di suoli contaminati.

Agricoltura

• Soluzione dei problemi: la calce è utilizzata come soluzione per migliorare le caratteristiche dei terreni agricoli: acidità, porosità e attività biologica del suolo.
•  Fertilizzante: fornisce calcio che è una sostanza nutritiva per le piante.
• Compost (fertilizzante): utilizzato per ottenere compost dai rifiuti agricoli, agroindustriali e urbani.
•  Biocida: può essere utilizzata come biocida per prevenire l’azione di qualsiasi organismo nocivo.