Calcio

El elemento químico Calcio (Ca), de número atómico 20, es el quinto elemento y el tercer metal más abundante en la corteza terrestre. Es un metal trimórfico, más duro que el sodio, pero más blando que el aluminio. Al igual que el berilio y el aluminio, y a diferencia de los metales alcalinos, no provoca quemaduras en la piel. Es menos reactivo químicamente que los metales alcalinos y que los demás metales alcalinotérreos.

Los iones de calcio disueltos en el agua forman depósitos en las tuberías y calderas y cuando el agua es dura, es decir, cuando contiene demasiado calcio o magnesio. Esto se puede evitar con los ablandadores de agua. En la industria, el calcio metálico se separa del cloruro de calcio fundido mediante electrólisis. Se obtiene por tratamiento de minerales carbonatados con ácido clorhídrico, o como un subproducto del proceso Solvay de carbonatos.

En contacto con el aire, el calcio desarrolla una capa de óxido y nitruro, que lo protege de la corrosión posterior. Se quema en el aire a alta temperatura para producir nitruro.

El metal producido comercialmente reacciona fácilmente con el agua y los ácidos y produce hidrógeno que contiene notables cantidades de amoníaco e hidrocarburos como impurezas.

Aplicaciones

El metal se utiliza en aleaciones de aluminio para cojinetes, como ayudante en la eliminación del bismuto del plomo, así como en el control del carbono grafítico en el hierro fundido. También se utiliza como desoxidante en la fabricación de muchos aceros; como agente reductor en la preparación de metales como el cromo, el torio, el circonio y el uranio, y como material de separación para mezclas gaseosas de nitrógeno y argón. El calcio es un aleante utilizado en la producción de aleaciones de aluminio, berilio, cobre, plomo y magnesio. También se emplea en la fabricación de cementos y morteros que se utilizan en las construcciones.

El óxido de calcio, CaO, se produce por descomposición térmica de minerales carbonatados en hornos, aplicando un proceso de lecho continuo. El óxido se utiliza en arcos de luz de alta intensidad (luz de cal) por sus inusuales características espectrales y como agente industrial deshidratante. La industria metalúrgica utiliza ampliamente el óxido durante la reducción de aleaciones ferrosas.

El óxido de calcio, Ca(OH)2, tiene muchas aplicaciones en las que el ion hidroxilo es necesario. En el proceso de enfriamiento del hidróxido de calcio, el volumen de cal soplada gasta el doble de la cantidad inicial de cal viva (CaO), hecho que la hace útil para romper rocas o madera.

La cal viva es un excelente absorbente para el dióxido de carbono, ya que produce carbonato, que es muy insoluble.

El silicato de calcio, CaSi, preparado en un horno eléctrico a partir de cal, sílice y agentes carbonatados reductores, es útil como agente desoxidante del acero. El carburo de calcio, CaC2, se produce al calentar una mezcla de cal y carbono a 3000ºC en un horno eléctrico y es un acetilato que produce acetileno por hidrólisis. El acetileno es el material base de un gran número de productos químicos importantes para la química industrial orgánica.

El carbonato de calcio puro se presenta en dos formas cristalinas: calcita, de forma hexagonal, que posee propiedades birrefringentes, y aragonito, romboédrica. Los carbonatos naturales son los minerales de calcio más abundantes. La chispa de Islandia y la calcita son formas carbonatadas esencialmente puras, mientras que el mármol es impuro y mucho más compacto, por lo que se puede pulir. Es muy demandado como material de construcción. Aunque el carbonato de calcio es muy poco soluble en agua, es bastante soluble si el agua contiene dióxido de carbono disuelto, pues en estas soluciones forma bicarbonato al disolverse. Este hecho explica la formación de cuevas, donde los depósitos de piedra caliza han estado en contacto con aguas ácidas.

Entre los halogenuros de calcio se encuentra el fluoruro fosforescente, que es el compuesto de calcio más abundante y con importantes aplicaciones en espectroscopia. El cloruro de calcio posee, en la forma anhídrica, gran capacidad de delicuescencia, lo que lo hace útil como agente deshidratante industrial y como factor de control de remolinos de arena en carreteras. El hipoclorito de calcio (polvo blanqueador) se produce en la industria al pasar el cloro por una solución de cal, y se ha utilizado como agente blanqueador y como purificador de agua.

El sulfato de calcio deshidratado es el mineral yeso, constituye la mayor parte del hormigón Portland, y se ha utilizado para reducir la alcalinidad de los suelos. El calentamiento del yeso a altas temperaturas produce un hemihidrato de sulfato de calcio, que se vende con el nombre comercial de estuco parisino.

El calcio en el medio ambiente

El calcio es el quinto elemento y el tercer metal más abundante en la corteza terrestre. Los compuestos de calcio representan el 3,64% de la corteza terrestre. La distribución del calcio es muy amplia; se encuentra en casi todas las zonas terrestres del mundo. Este elemento es esencial para la vida de plantas y animales, ya que está presente en el esqueleto de los animales, en los dientes, en la cáscara de los huevos, en los corales y en muchos suelos. El agua de mar contiene un 0,15% de cloruro de calcio.

El calcio no se encuentra solo en la naturaleza. El calcio se encuentra sobre todo como piedra caliza, yeso y fluorita. Las estalagmitas y estalactitas contienen carbonato de calcio.

El calcio está siempre presente en todas las plantas, ya que es esencial para su crecimiento. Está contenido en los tejidos blandos, en los fluidos dentro de los tejidos y en la estructura del esqueleto de todos los animales. Los huesos de los vertebrados contienen calcio en forma de fluoruro de calcio, carbonato de calcio y fosfato de calcio.

Efectos del calcio sobre la salud

El calcio es el metal más abundante en el cuerpo humano: es el principal constituyente de los huesos y los tejidos y tiene funciones metabólicas clave.
El calcio se conoce a veces como cal. Se encuentra sobre todo en la leche y los productos lácteos, pero también en las verduras, los frutos secos y las judías. Es un componente esencial para la conservación del esqueleto y los dientes humanos. También ayuda a las funciones de los nervios y los músculos. El consumo de más de 2,5 gramos de calcio al día sin necesidad médica puede provocar la aparición de cálculos renales y esclerosis de riñones y vasos sanguíneos.
La falta de calcio es una de las principales causas de la osteoporosis. La osteoporosis es una enfermedad en la que los huesos se vuelven extremadamente porosos, están sujetos a fracturas y se curan lentamente, ocurriendo especialmente en las mujeres después de la menopausia y a menudo llevando a la curvatura de la columna vertebral por el colapso vertebral.

A diferencia de lo que piensa la mayoría de la gente, existe una intensa actividad biológica dentro de nuestros huesos. Se renuevan constantemente con nuevos tejidos que sustituyen a los antiguos. Durante la infancia y la adolescencia, hay más producción de tejido nuevo que destrucción del viejo, pero en algún momento, alrededor de los 30 o 35 años de edad, el proceso se invierte y empezamos a perder más tejido del que podemos reemplazar. En las mujeres el proceso se acelera a partir de la menopausia (período marcado por el cese natural y permanente de la menstruación, que suele ocurrir entre los 45 y los 55 años); esto se debe a que sus cuerpos dejan de producir la hormona conocida como estrógeno, una de cuyas funciones es preservar la masa ósea.

La evidencia sugiere que necesitamos una ingesta diaria de 1.000 miligramos de calcio para preservar la masa ósea en condiciones normales. Esto es tanto para el hombre como para las mujeres premenopáusicas. La ingesta diaria recomendada se eleva a 1.500 para la mujer menopáusica.

Las principales fuentes de calcio son los productos lácteos, pero también los frutos secos, algunas verduras verdes como las espinacas, y la coliflor, las alubias, las lentejas…

El calcio trabaja junto con el magnesio para crear nueva masa ósea. El calcio debe tomarse junto con el magnesio en una proporción de 2:1, es decir, si se ingieren 1000 mg de calcio, se deben ingerir también 500 mg de magnesio. Algunas fuentes de magnesio en la dieta son el marisco, los cereales integrales, los frutos secos, las judías, la avena de trigo, las semillas y las verduras verdes.

Otras medidas importantes para prevenir la osteoporosis son:

• Hacer ejercicio regular (al menos tres veces por semana)
• Tomar cantidades adecuadas de manganeso, ácido fólico, vitamina B6, vitamina B12, omega 3 (ayuda a la absorción del calcio y estimula la producción de nueva masa ósea) y vitamina D (ayuda a la absorción del calcio en el intestino delgado).
• No abusar del azúcar, las grasas saturadas y las proteínas animales
• No abusar del alcohol, la cafeína, ni las bebidas gaseosas
• No fumar

Otros factores desencadenantes de la osteoporosis son el factor hereditario y el estrés.

Efectos ambientales del calcio

El fosfuro de calcio es muy tóxico para los organismos acuáticos.

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Ingesta diaria recomendada de calcio