Calce Idrata di Zinco: Proprietà, Applicazioni e Sicurezza

La calce, un materiale bianco e generalmente polveroso, trova impiego in una vasta gamma di settori, grazie alle sue proprietà chimiche e fisiche uniche. Tra le sue diverse forme, la calce idrata, nota anche come idrossido di calcio (Ca(OH)₂), riveste un’importanza particolare. Questo articolo esplorerà le proprietà della calce idrata, le sue molteplici applicazioni, con un accenno al suo impiego in combinazione con lo zinco, e le fondamentali precauzioni di sicurezza da adottare.

La Calce: Dalla Reazione all'Idrossido di Calcio

La calce viva, o ossido di calcio (CaO), è il precursore della calce idrata. Quando un grande volume di calce viva reagisce con l'acqua, si sprigiona un elevato calore attraverso una reazione esotermica. Di conseguenza, l’acqua può bollire, creare schizzi di calce e causare un’ustione termica e/o chimica. La calce spenta o idrossido di calcio è un solido bianco o grigiastro con formula chimica Ca(OH)₂ ottenuto dalla reazione della calce viva con l’acqua. Questo processo di "spegnimento" della calce è fondamentale per ottenere un materiale più maneggevole e versatile.

Proprietà Chimiche e Fisiche della Calce Idrata

La calce idrata si distingue per diverse proprietà che ne determinano l'ampio utilizzo:

• Alcalinità Elevata: La calce idrata è una base forte, con un pH che si attesta tra 12 e 13. Questa elevata alcalinità è la causa principale della sua azione corrosiva e irritante, ma è anche la base di molte delle sue applicazioni, come la neutralizzazione degli acidi.
• Reattività Chimica: La sua natura chimica la rende capace di reagire con una varietà di sostanze. Questo è evidente nel settore edile, dove l'elevata alcalinità della calce nel cemento è un fattore importante per i rischi chimici. Il cemento è un prodotto corrosivo con un elevato pH basico. Sebbene una breve esposizione presenti pochi rischi, l’esposizione al cemento secco o umido per un periodo di tempo sufficiente può causare danni irreversibili alle vie respiratorie, alla pelle e agli occhi.
• Proprietà Leganti: La calce, in particolare la calce idraulica naturale, possiede eccellenti proprietà leganti, utilizzate fin dall'antichità nelle costruzioni.
• Traspirabilità e Regolazione Igrometrica: La calce permette agli edifici di "respirare", favorendo gli scambi igrometrici. Una facciata rivestita esternamente con la calce è impermeabile alla pioggia, contribuendo alla durabilità delle strutture.
• Resistenza Meccanica: La calce ha anche un’elevata resistenza alla trazione e all’adesione. L'apporto di Calcio alle piante aumenta la resistenza meccanica dei tessuti per l'azione di sostegno e di rinforzo. In particolare, prolunga i tempi della maturazione e la senescenza dei frutti, mantenendo integra la struttura delle pareti e delle membrane cellulari.
• Disinfettante: La calce è un materiale disinfettante che non emette sostanze inquinanti. Può essere utilizzata sia all’interno che all’esterno.

Applicazioni della Calce Idrata

Le proprietà della calce idrata ne consentono l'impiego in una moltitudine di settori:

Edilizia e Bioedilizia

Nell'edilizia, la calce è un legante fondamentale. La calce idraulica naturale, in particolare, è un materiale chiave per costruire edifici salubri, efficienti e a basso impatto ambientale. Si ottiene dalla cottura di pietre calcaree con una piccola percentuale di argilla, un processo che richiede temperature più basse rispetto al cemento e quindi produce meno CO₂. Una volta applicata, continua a “respirare” e a riassorbire anidride carbonica dall’atmosfera, contribuendo a un ciclo virtuoso.

Le sue proprietà traspiranti e antibatteriche la rendono ideale per mantenere ambienti sani, privi di muffe e umidità. Non richiede additivi chimici, il che la rende sicura per chi la applica e salubre per chi vive negli edifici realizzati. Per scegliere correttamente la calce idraulica in costruzioni sostenibili, è importante conoscere la normativa UNI EN 459-1, che classifica le calci in base alla composizione e alla resistenza meccanica. La più pregiata per la bioedilizia è la NHL (Natural Hydraulic Lime), derivata esclusivamente da pietre calcaree o silicee, senza aggiunte artificiali. Esiste in tre varianti: NHL 2, NHL 3.5 e NHL 5, con resistenze crescenti. Le altre tipologie includono NHL-Z, calce idraulica naturale con aggiunta di materiali pozzolanici, e HL, calce idraulica artificiale ottenuta da miscele di calce idrata e componenti idraulicizzanti.

La versatilità della calce idraulica naturale è uno dei motivi per cui è così diffusa nei cantieri di edilizia ecologica. Si utilizza per malte da muratura, intonaci interni ed esterni, cappotti termoisolanti, massetti e sigillature. È perfetta per restauri conservativi perché rispetta le caratteristiche originali delle murature storiche, ma è anche un alleato delle nuove costruzioni ad alta efficienza energetica. Persino la pittura a calce naturale, realizzata senza additivi, garantisce pareti sane e traspiranti.

Un esempio virtuoso di come la bioedilizia possa coniugare innovazione e tradizione è dato dall’unione di calce idraulica naturale e canapa. La canapa, coltivata con poca acqua e senza fertilizzanti, assorbe fino a quattro volte più CO₂ di altre piante ed è biodegradabile. Abbinata alla calce, permette di creare mattoni ecologici e intonaci naturali che regolano l’umidità, isolano dal caldo e dal freddo e offrono ottime prestazioni antisismiche e acustiche. Scegliere la calce idraulica naturale per un progetto di bioedilizia significa investire in un materiale che rispetta la salute di chi abita, il benessere ambientale e la durata nel tempo delle costruzioni. Il Gruppo Secchiaroli, forte della sua esperienza e della costante attenzione all’innovazione, continua a utilizzare e promuovere questa risorsa come uno degli elementi chiave per edifici ecocompatibili e di qualità.

Trattamento delle Acque e Depurazione

La calce è un prodotto naturale dalle molteplici funzioni, con una forte vocazione green. Viene infatti impiegata in diverse applicazioni ambientali, tra cui la depurazione delle acque sia potabili che reflue, di origine civile e industriale. Questo perché la calce è capace di eliminare specifici inquinanti, consentendo, nel caso delle acque, il recupero di una risorsa preziosa per il pianeta. Attraverso la calce il terreno può tornare fertile, i fiumi limpidi e l’acqua pulita.

La depurazione delle acque reflue consiste in un processo che consente la rimozione degli inquinanti presenti all’interno delle acque attraverso una serie di fasi in sequenza che simulano i processi biologici che normalmente avvengono in natura nei corpi idrici, con la possibilità di utilizzare alcuni specifici reagenti come la calce nello stadio di trattamento chimico-fisico.

Negli impianti di trattamento delle acque reflue, la calce può essere impiegata:

• Nella linea acque e nello stadio di trattamento chimico-fisico per il processo di chiariflocculazione.
• Nella linea fanghi per condizionare il fango e modificare le sue caratteristiche, favorendone la disidratazione.

Nello stadio finale del trattamento, sia sotto forma di ossido di calcio che di calce idrata, può essere additivata direttamente al fango, per igienizzarlo, stabilizzarlo e deodorizzarlo e consentirne un suo ri-utilizzo in agricoltura in quanto fonte di elementi fertilizzanti, evitandone il conferimento in discarica.

Il ruolo della calce nel processo di depurazione delle acque è molteplice:

• Neutralizzazione e correzione pH: Essendo una base forte, la calce ha elevata capacità neutralizzante di eventuali acidi contenuti nelle acque (solforico, cloridrico, fluoridrico, nitrico) con consumi specifici molto contenuti. Per lo stesso motivo, è comunemente utilizzata per innalzare il pH di acque potabili e reflue.
• Addolcimento: Le acque troppo dure, cioè ricche in bicarbonati disciolti, vengono addolcite utilizzando la calce che dà origine a carbonati insolubili facilmente rimovibili.
• Rimozione metalli pesanti e inquinanti: La calce elimina i metalli pesanti (cadmio, piombo, nichel, rame, zinco) contenuti nelle acque reflue, facendoli precipitare sotto forma di idrossidi insolubili, in funzione del valore di pH.
• Reflui civili: In questo ambito, la calce svolge diverse funzioni, igienizzando i residui della grigliatura, riducendo BOD e COD in sedimentazione primaria, mitigando i fenomeni di bulking, flocculando la sostanza organica mediante precipitazione in forma di fango e facendo precipitare anche gli eventuali metalli pesanti.

In questi processi, gli inquinanti sono meno solubili e con minori rischi di essere rilasciati nell’ambiente circostante. Infine, la calce può essere utilizzata anche in miscela con il carbone attivo che, sfruttando i principi dell’adsorbimento, è in grado di inglobare all’interno della propria struttura altre tipologie di inquinanti, come i tensioattivi e colorazioni indesiderate dell’acqua derivanti da processi in cui vengono impiegati dei coloranti, tipici ad esempio delle industrie tessili.

Abbattimento dei Fumi Industriali

La calce è il reagente più utilizzato al mondo nel trattamento fumi di combustione dei termovalorizzatori di rifiuti e di molteplici impianti industriali quali cementerie, vetrerie, centrali a biomasse e centrali termoelettriche. La sua flessibilità si manifesta anche nelle modalità di utilizzo, in processi a secco, a semisecco e a umido. La calce può essere iniettata direttamente all’interno della massa dei fumi, sotto forma di calce idrata in polvere, per neutralizzare gli acidi trasformandoli nei corrispondenti sali, riducendo il contenuto di inquinanti all’interno dei fumi.

Normalmente, la calce utilizzata in polvere possiede una granulometria estremamente fine, un elevato titolo in idrossido di calcio (superiore al 93%) e una superficie specifica migliorata, che la rendono idonea per essere iniettata a secco direttamente nel reattore o nel condotto fumi, a monte dei sistemi di filtrazione (elettrofiltri e filtri a maniche), in modo tale che abbia il tempo necessario per reagire con gli inquinanti e neutralizzarli. Anche per i fumi, analogamente al trattamento delle acque, può essere utilizzato un formulato contenente carbone attivo che è in grado sia di neutralizzare gli acidi presenti nei fumi sia di rimuovere i microinquinanti eventualmente presenti di origine inorganica (principalmente metalli pesanti) e/o organica (IPA, diossine e furani).

Un’interessante applicazione della calce è costituita dal suo utilizzo, in forma di ossido, nella tecnologia di cattura del carbonio post-combustione per ridurre la quantità di CO₂ rilasciata nell’atmosfera da parte di impianti industriali e centrali elettriche che utilizzano ad esempio combustibili fossili.

Agricoltura

La calce spenta, che chimicamente si chiama idrossido di calcio, è un prodotto utilizzato da molto tempo in agricoltura. In questo settore trova molti usi:

• Innalzamento del pH del terreno: La maggior parte delle piante coltivate richiede un valore di pH ottimale vicino alla neutralità, ovvero da leggermente acido a leggermente alcalino. Per innalzare il pH di un punto in genere sono consigliati 500 grammi di calce spenta per metro quadrato, meglio se distribuiti in autunno. Calce Spenta è disponibile in sacchi da 5 kg, e quindi con un sacco si riescono a correggere 10 metri quadrati di orto. Negli anni successivi è bene ricordare di effettuare nuove misurazioni del pH del suolo per stabilire quando apportare nuova calce spenta di mantenimento.
• Disinfezione di tronchi e rami: La calce spenta viene molto utilizzata anche nella protezione di tronchi e rami delle piante da frutto. Le cortecce degli alberi sono infatti siti di svernamento di molti insetti parassiti e di funghi patogeni. Questi, con i primi tepori della primavera, riprendono la propria attività e si riproducono, per compiere nuovi danni. In questo caso si scioglie la calce spenta in acqua fino ad ottenere una pasta fluida dalla consistenza facilmente spennellabile su tronchi e rami di piante da frutto e olivi.
• Preparazione della Poltiglia Bordolese: Un altro utilizzo della calce spenta è nella preparazione della poltiglia bordolese, un noto anticrittogamico di copertura. Questo è ampiamente usato per bloccare patologie fungine quali la peronospora su vite, pomodoro, patata e altre malattie crittogamiche a carico di tante altre colture arboree ed ortive. La poltiglia bordolese nel linguaggio comune è infatti anche chiamata “verde rame”, perché il principio attivo è per l’appunto il rame. La poltiglia è composta da solfato di rame e calce spenta, in genere nelle proporzioni 6 grammi di solfato di rame + 4 grammi di calce spenta da diluire in 1 litro di acqua, e relative proporzioni. Dapprima si fa sciogliere il solfato di rame in acqua, poi si aggiunge la calce spenta messa precedentemente in un altro recipiente con un po’ d’acqua. Si mescola bene il tutto man mano che si versa, evitando così la formazione di grumi. Volendo preparare in proprio la poltiglia bordolese è possibile variare leggermente le proporzioni tra le due componenti: se si aumenta la percentuale di solfato di rame a discapito della calce, la poltiglia diventa più acida, e il suo effetto è più pronto, utile nel caso in cui siano presenti sintomi di patologie avanzati da fermare il prima possibile. La persistenza di questo tipo di poltiglia è però inferiore, e questo significa che perde effetto rapidamente. Inoltre, vi è associato un certo rischio di fitotossicità, quel fenomeno in cui le piante trattate mostrano segni di bruciatura. Se al contrario si incrementa la percentuale di calce, si ottiene una poltiglia più alcalina.
• Compostaggio: La calce spenta può anche essere semplicemente aggiunta al cumulo di compostaggio per apportare calcio.

Agricoltura Sostenibile e Micronutrienti

L'impiego di specifici elementi minerali, tra cui la calce, nelle diverse fasi fenologiche dell’olivo, ha dimostrato un notevole potenziale nel migliorare la salute generale della pianta e aumentare la sua resistenza agli stress ambientali e biotici. Individuare le fasi fenologiche critiche per la pianta d’olivo, come la formazione dei fiori, l’allegagione, l’ingrossamento dei frutti e la maturazione, è essenziale per ottimizzare l’efficacia degli interventi. Ogni trattamento deve essere calibrato temporalmente in base allo sviluppo della pianta e alle condizioni ambientali, poiché questi fattori influenzano significativamente la vulnerabilità della pianta agli attacchi della mosca e a varie patologie. Temperature, umidità e precipitazioni possono alterare la fenologia della pianta e la prevalenza di patogeni.

In questo contesto, il solfato di zinco è un micronutriente fondamentale per il funzionamento enzimatico della pianta, contribuendo alla sintesi di proteine e alla produzione di composti difensivi. Lo zinco è un microelemento essenziale per lo sviluppo delle piante, in particolare per i processi legati alla fertilità e alla qualità dei frutti. La sua somministrazione è particolarmente utile durante la fase di impollinazione e allegagione, poiché migliora la vitalità del polline e la formazione dei frutti.

Lo zolfo è conosciuto per le sue proprietà antifungine e insetticide ed è ampiamente utilizzato in agricoltura biologica. La sua applicazione sugli olivi durante le fasi di sviluppo dei frutti aiuta a prevenire l’insorgenza di malattie fungine, come l’occhio di pavone (Spilocaea oleaginea), e a contrastare la presenza di parassiti. Da considerare che lo zolfo è un repellente per parassiti ad apparato boccale pungente e succhiante come la mosca dell’olivo e la cimice asiatica.

Il protocollo BioDea, che, avvalendosi del distillato di legno, integra questi trattamenti naturali con l’uso di biostimolanti e tecnologie innovative, rappresenta una soluzione avanzata per supportare la salute e la produttività degli olivi.

Rischi e Precauzioni di Sicurezza

Nonostante i suoi innumerevoli benefici, la calce, sia viva che spenta, è un materiale irritante o corrosivo e quindi pericoloso per l’uomo. Il suo ampio utilizzo e le sue proprietà chimiche rendono la calce un composto spesso responsabile di gravi ustioni agli occhi, alla pelle o alle vie respiratorie.

• Ustioni Chimiche: A differenza delle ustioni termiche, che sono semplicemente un trasferimento di calorie per irraggiamento e conduzione, le ustioni chimiche comportano vere e proprie reazioni molecolari. Si verifica uno scambio donatore-accettore tra due entità semplici. Questo scambio corrisponde a reazioni di ossidoriduzione, acidobase, chelazione, addizione-sostituzione o solvatazione.
• Contatto Oculare: Il contatto oculare con la calce viva o la calce spenta può provocare effetti che vanno da una moderata irritazione oculare a ustioni chimiche che possono portare alla cecità (compromissione totale della vista). Il dolore può comparire ore dopo l’esposizione quando si è già verificata una lesione significativa. Di conseguenza, le vittime non sono sempre immediatamente consapevoli della pericolosità dell’esposizione. La calce può causare la calcificazione della cornea, una precipitazione (formazione di un solido) nella cornea. Solo un intervento chirurgico può aiutare la vittima.
• Contatto Cutaneo: Quando la calce viene a contatto con la pelle, il dolore non è immediato e il lavoratore tende a prestarvi meno attenzione. Tuttavia, è essenziale lavare via rapidamente la sostanza chimica, poiché la natura corrosiva o irritante della calce può provocare ustioni.
• Inalazione: La polvere di calce è entrata tra i pantaloni e lo stivale dell’operaio. Non se n’è accorto. Di conseguenza, non è stato effettuato alcun lavaggio. L’inalazione di polvere di calce può causare irritazione alle vie respiratorie.

È fondamentale adottare rigorose misure di sicurezza durante la manipolazione della calce:

• Dispositivi di Protezione Individuale (DPI): È necessario quindi controllare l’adeguatezza dei propri dispositivi di protezione individuale, indossarli e regolarli correttamente. Questi includono guanti resistenti agli agenti chimici, occhiali di sicurezza a tenuta stagna o visiere facciali, e abbigliamento protettivo. In ambienti polverosi, può essere necessario l'uso di maschere respiratorie.
• Lavaggio Immediato: In caso di contatto con la pelle o gli occhi, è cruciale procedere al lavaggio immediato e abbondante con acqua.
• Soluzioni di Decontaminazione: La soluzione DIPHOTERINE® permette di rimuovere rapidamente la sostanza chimica presente sui tessuti e che non ha ancora reagito con essi, evitandone o limitandone l’azione. La soluzione DIPHOTERINE® è un dispositivo medico per il lavaggio degli occhi e della cute in caso di contatto con una sostanza chimica irritante e/o corrosiva, utilizzabile su tessuti sani e lesi, in conformità con le norme EN 15154-3 e EN 15154-4. Se la soluzione DIPHOTERINE® non è disponibile, utilizzare acqua in conformità alle norme EN15154-1 e EN15154-2.

È importante consultare sempre la Scheda Dati di Sicurezza (SDS) del prodotto specifico per ottenere informazioni dettagliate sui rischi e sulle misure di prevenzione. La carenza di Calcio nelle piante si manifesta su foglie e germogli, le quali si presentano ricurve e distorte per seccare successivamente.

In conclusione, la calce idrata è un materiale dalle proprietà straordinarie, essenziale in numerosi settori. La sua versatilità, unita a un profilo ecologico sempre più valorizzato, ne assicura un ruolo di primo piano nel presente e nel futuro, a patto che venga sempre maneggiata con la dovuta cautela e rispetto per le sue intrinseche potenzialità corrosive. L'integrazione sinergica con altri elementi, come lo zinco in agricoltura, apre ulteriori prospettive di ottimizzazione delle sue applicazioni, promuovendo pratiche più sostenibili ed efficienti.

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