El carbonato de calcio es un mineral omnipresente en el medio ambiente. Componente principal de conchas y huesos, también se utiliza en varios sectores industriales gracias a sus múltiples cualidades. Posee numerosas características que lo convierten en un recurso indispensable para múltiples aplicaciones desde la Antigüedad.

Descripción del carbonato de calcio

El carbonato de calcio es un mineral ubicuo presente de forma natural en la Tierra. Su origen proviene de la sedimentación de organismos marinos en el fondo de los océanos a lo largo de los tiempos geológicos. Sus principales formas naturales son la tiza, una roca sedimentaria suelta procedente de conchas fosilizadas, así como el mármol y la piedra caliza. Esta última designa rocas más densas resultantes de la compactación y recristalización de depósitos de conchas.

Con la fórmula química CaCO₃, el carbonato de calcio se presenta en forma de un polvo microcristalino blanco insoluble en agua. Extraído abundantemente de canteras, representa uno de los principales compuestos de la corteza terrestre. Constituye gran parte de las conchas y exoesqueletos marinos.

Este mineral constituye, entre otros, un recurso natural primordial ampliamente utilizado en la industria para numerosas aplicaciones. Se utiliza especialmente como material de construcción, como carga en pinturas o plásticos, como aditivo alimentario, como complemento nutricional, etc.

Historia del carbonato de calcio

Desde la prehistoria, los humanos han utilizado el carbonato de calcio en forma de tiza. Este material es fácil de excavar y modelar, y se usaba para dibujar en las paredes rocosas.

En la Antigüedad, los egipcios y romanos lo utilizaron comúnmente como mortero en la construcción de sus monumentos. Del mismo modo, la piedra caliza ha sido ampliamente empleada para escultura, como lo demuestran las numerosas estatuas de mármol encontradas en diversas partes del mundo.

En la Edad Media, la extracción del carbonato de calcio se desarrolló masivamente. Este mineral resultó útil tanto para el encalado de las tierras agrícolas como para la elaboración de cal viva, indispensable para los albañiles. Su trabajo se convirtió entonces en una profesión por derecho propio.

En la era de la revolución industrial, su producción experimentó un auge fulminante gracias a la mejora de las técnicas de extracción y trituración. Sus cualidades de blancura y su versatilidad lo convierten hoy en un mineral omnipresente en la economía industrial y el entorno cotidiano.

Estructura del carbonato de calcio

El carbonato de calcio cristaliza naturalmente en tres formas polimorfas principales.

Vaterita

La vaterita, la tercera variedad de carbonato de calcio, es la forma menos termodinámicamente estable del CaCO₃. Bajo condiciones geológicas normales, tiende a transformarse en calcita. Sin embargo, la adición de aditivos orgánicos puede inhibir su crecimiento cristalino y prevenir su transformación. En cuanto a su estructura, las partículas de vaterita no tienen una morfología distintiva, y se agregan para formar fragmentos esféricos mal definidos. A pesar de su inestabilidad termodinámica, este mineral ha encontrado aplicaciones en diversos sectores como:

• productos de cuidado personal;
• industrias de biomateriales avanzados;
• agentes de revestimiento;
• construcción.

Es la forma más soluble entre los polimorfos del CaCO₃.

Estructura común de los tres polimorfos

A nivel atómico, la estructura común de la calcita, la aragonita y la vaterita consiste en una disposición de iones calcio Ca²⁺. Estos están coordinados a seis iones carbonato CO3^2- según una geometría octaédrica. Los iones carbonato ocupan el centro de esta estructura octaédrica formada por los iones calcio posicionados en los vértices.

Esta organización cristalina confiere al CaCo₃ su importante compacidad atómica así como su dureza media de 3 en la escala de Mohs. Su baja solubilidad en agua resulta de la fuerte energía de enlace iónico entre los iones calcio y carbonato dentro de la red cristalina.

Propiedades del carbonato de calcio

El carbonato de calcio presenta numerosas propiedades físicas y químicas que le confieren una amplia gama de aplicaciones.

Su intensa blancura lo convierte en un opacificante de elección, utilizado en revestimientos y en papeles. Químicamente inerte, posee sin embargo la capacidad de reaccionar con los ácidos para liberar dióxido de carbono. Térmicamente estable hasta 800 °C, se descompone más allá en forma de cal viva. Su dureza media lo convierte en un abrasivo suave, una característica explotada en la fabricación de dentífricos, por ejemplo.

El carbonato de calcio en la nutrición

El carbonato de calcio presenta ventajas nutricionales considerables. Fuente apreciable de calcio para la mineralización ósea, se recomienda como complemento alimenticio para paliar carencias. También modula positivamente el pH gastrointestinal y alivia los síntomas de la acidez gástrica. Este activo es ampliamente utilizado en la industria agroalimentaria y farmacéutica.

Además, este mineral está presente de forma natural en ciertos alimentos que pueden aportarlo al organismo humano. Los productos lácteos son, en particular, excelentes fuentes de calcio en forma de carbonato. La leche de vaca contiene, especialmente, 1.200 mg/L. Los quesos como el parmesano o el emmental, los yogures y las leches fermentadas también son ricos en este mineral.

De igual manera, los peces como el bacalao o el salmón proporcionan carbonato de calcio, al igual que los crustáceos.

Las espinacas, el brócoli y las almendras son excelentes alternativas vegetarianas. Algunas frutas secas como las ciruelas pasas y los higos secos también lo contienen. De manera más anecdótica, el agua dura, naturalmente cargada de carbonatos disueltos, representa también una pequeña fuente de CaCO₃ en la alimentación humana.

Aplicaciones del carbonato de calcio

El carbonato de calcio presenta numerosas aplicaciones en diversos campos. Debido a su versatilidad, este mineral ofrece muchas ventajas para la salud, la industria y el medio ambiente.

En construcción, su poder aislante y su bajo costo lo convierten en un excelente componente de enlucidos y pinturas. Sus propiedades opacificantes también encuentran aplicaciones como pigmento en la industria papelera y la de plásticos.

Además, como complemento alimenticio, posee virtudes nutricionales significativas. Contribuye a la buena salud de los huesos ayudando a su mineralización. Además, sus capacidades alcalinizantes lo hacen eficaz contra las acideces estomacales al neutralizar la acidez gástrica.

En cosmética, su suavidad lo convierte en un abrasivo ideal en dentífricos y en productos de higiene para la piel. Gracias a sus propiedades cicatrizantes, el carbonato de calcio es también un activo reconocido para aliviar las grietas.

En agronomía, su aporte de cal permite enmendar eficazmente los suelos ácidos.