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El calcio, un pilar fundamental del mundo

En el Puente de Gard el calcio se luce | BBC

En el Puente de Gard el calcio se luce | BBC

Muchos organismos usan el calcio para construir las estructuras que los alojan y mantienen: los esqueletos, las cáscaras de huevos, las conchas de los moluscos, los arrecifes de coral y el exoesqueleto del krill y otros organismos marinos

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Recuerdo que me decían que tenía que tomarme toda la leche pues contenía calcio que haría que mis huesos fueran fuertes. Y resulta que es cierto: es un elemento esencial en nuestro esqueleto.

De hecho, es el metal más abundante en el cuerpo humano, y en el de la mayoría de los otros animales.

Muchos organismos usan el calcio para construir las estructuras que los alojan y mantienen: los esqueletos, las cáscaras de huevos, las conchas de los moluscos, los arrecifes de coral y el exoesqueleto del krill y otros organismos marinos.

Y el calcio es también un ingrediente clave en el material estructural más importante del hombre: el cemento.

En la actualidad virtualmente toda nuestra arquitectura, todos nuestros grandes proyectos de construcción e ingeniería comienzan con el calcio, pues el cemento es la base de la sustancia hecha por el hombre más utilizada en el planeta: el concreto.

De los restos de las criaturas marinas

Afortunadamente, hay mucho calcio por ahí. Es suave metal gris es el quinto entre los elementos más abundantes en la superficie de la Tierra.

Hay mucho disuelto en el mar.

Durante miles de años, los organismos marinos han estado combinándolo con dióxido de carbono que toman de la atmósfera para hacer conchas de carbonato de calcio.

Cuando mueren, sus conchas y esqueletos se hunden y, en el fondo del mar, se acumulan en grandes montones. Con el paso de millones de años se fueron compactando para formar piedra caliza, tiza y mármol.

Cuando tenga la oportunidad, observe de cerca un trozo de piedra caliza.

Probablemente verá los fósiles diminutos de antiguas criaturas marinas de los que está compuesto.

Alrededor del 10% de todas las rocas sedimentarias son piedras calizas, lo cual es extraordinario si uno considera que representa los restos concentrados de criaturas vivientes.

Receta para hacer concreto

Unos datos sobre el calcio

  • Metal alcalinotérreo
  • Símbolo: Ca
  • Número atómico: 20
  • Masa atómica: 40,078
  • Su nombre viene del latín calx
  • El calcio puro es un metal plateado, un poco más duro que el plomo
  • Se encuentra en rocas sedimentarias, como la piedra caliza, y minerales como la calcita, dolomita y yeso
  • Se usa para hacer cemento y queso

Pero, ¿cómo se pasa de la piedra caliza al concreto?

El secreto es extraer el calcio de la piedra caliza. Es un truco que los humanos aprendieron desde hace mucho tiempo.

En principio, el proceso es bastante sencillo: sólo hay que calentar la piedra caliza.

Lo que hay que hacer es poner la piedra caliza -carbonato de calcio- en un fuego que alcance temperaturas lo suficientemente altas como para que los átomos de carbón, en la forma de dióxido de carbono, sean expulsadas hacia la atmósfera.

Lo que queda es óxido de calcio, comúnmente conocido como cal.

La cal es la base de casi todos los cementos, el pegante que mantiene a las rocas y las partículas de arena juntas para hacer concreto.

En la noche de los tiempos

Hallazgos arqueológicos recientes indican que el hombre prehistórico creó concreto incluso antes de que empezara a hacer vasijas o de que descubriera los primeros metales.

En las últimas dos décadas, un arqueólogo alemán que trabaja en Turquía descubrió lo que piensa que es el primer templo del mundo.

Es un complejo de rocas talladas erigidas en alrededor del año 11.000 a.C., 6.000 años antes que Stonehenge.

El lugar se llama Gobekli Tepe -que significa "loma barrigona" en turco- y tiene pisos hechos con cementos muy antiguos.

La tecnología se refinó a través de los siglos.

Dos magníficas edificaciones romanas, el Panteón y el Puente de Gard en Nimes, demostraron el potencial del concreto.

Lo usaron para crear un espacio con un domo sin suporte y para unir considerables tramos sin refuerzos.

No obstante, esos tipos de concreto de antaño eran quebradizos y frágiles, razón por la cual se siguió construyendo más que todo con piedras y ladrillos.

El gran avance llegó en la década de 1840.

El lugar de origen

En una lluviosa tarde de febrero fui a visitar el lugar en el que ocurrió ese adelanto trascendental. No podría ser menos despreciado.

Llevé conmigo a un guía perfecto: Edwin Trout, el principal archivista de la Sociedad del Concreto. Nos encontramos frente a la fábrica de cajas de cartón WE Roberts, en la ribera del río Támesis en Kent, Inglaterra.

Lo que nos interesaba estaba metido en las profundidades de la fábrica.

Nos llevaron por un callejón entre dos grandes edificios y entramos por una puerta bajita.

Tuvimos que agacharnos para pasar debajo de una máquina de corrugado -un artefacto sorprendentemente grande- y luego por una puerta en el muro de la fábrica.

Nos llevaba a un pequeño patio que estaba casi completamente tomado por una estructura de ladrillo.

Era difícil verla bien, pues estaba rodeada por todas partes por las paredes de la fábrica.

No obstante, era claro que Trout estaba entusiasmado con lo que estaba viendo.

Un polvo poderoso

"William Aspdin se inventó el cemento Portland en este lugar", dijo.

La estructura de ladrillo circular, explicó, es uno de los primeros hornos usados para producir este nuevo cemento.

Se le conoce como un horno botella, debido a su forma, y fue aquí que Aspdin experimentó, quemando piedra caliza horneándola con arcilla a la inimaginable temperatura de 1.450ºC. El resultado era una amalgama sólida de los dos materiales que se conocía como "clinker".

Aspdin descubrió que cuando lo molía hasta que quedaba un polvo fino, producía un cemento excepcionalmente poderoso.

Lo llamó cemento Portland, pues su color era parecido al de la Piedra Portland, que estaba de moda en esa época.

Gracias al mal olor

Poco después, se dio la oportunidad perfecta para que Aspdin pusiera a prueba su nuevo producto.

En ese entonces, el Támesis era esencialmente una cloaca al aire libre. La creciente población de Londres, la expansión de la industria y el desarrollo de los inodoros descargables implicaban que el volumen de desechos que llegaban al río había aumentado dramáticamente.

En el ardiente verano de 1858, el hedor se volvió insoportable que provocó un clamor público. Los barrios de la capital británica finalmente acordaron comisionar una gran red de alcantarillado que había sido propuesta por el ingeniero visionario Joseph Bazalgette.

Los constructores hicieron pruebas rigurosas con varios de los cementos que estaban en el mercado para escoger el mejor para su vasto plan: el proyecto de obras públicas más grande que se hubiera emprendido jamás.

El cemento Portland, me dice orgulloso Edwin Trout, ganó fácilmente. Era, dice el experto, "más fuerte, más durable y, en ese momento, más fácil de conseguir".

Y la prueba de la fortaleza de ese cemento -y del poder del calcio- es que hoy, 150 años más tarde, los londinenses siguen utilizando las alcantarillas que Bazalgette construyó para deshacerse de sus desechos.

El lado oscuro

De hecho, el increíblemente fuerte concreto que se crea con el cemento Portland ha transformado la industria de la construcción en el mundo entero, como las siluetas de todas las ciudades principales demuestran.

El mundo produce unas 3.500 millones de toneladas de cemento al año. Si se tiene en cuenta que el cemento representa usualmente entre el 10% y el 15% de la mezcla de concreto, eso es suficiente para hacer unas cuatro toneladas de concreto para cada persona en el planeta cada año.

El problema es que crear todo el cemento para todo ese concreto es doblemente contaminante.

Se necesitan enormes cantidades de energía para que los hornos se calienten lo suficiente como para hornear toda la piedra caliza, y eso usualmente significa quemar combustibles fósiles. Y la piedra caliza en sí produce vastas cantidades de gases de efecto invernadero, así como todo ese dióxido de carbono que tomaron de la atmósfera esas criaturas marinas del pasado lejano.

Cada tonelada de cemento produce casi una tonelada de CO2.

Es por eso que la industria del concreto está considerada como una de las más contaminantes del mundo, responsable de hasta el 5% del total de las emisiones globales de gases de efecto invernadero.