Sulfato de calcio

El sulfato de calcio puede obtenerse mediante diversos métodos químicos e industriales, siendo la reacción entre ácido sulfúrico (H₂SO₄) y compuestos de calcio como el carbonato de calcio (CaCO₃) la más importante tanto a nivel de laboratorio como en procesos industriales. La reacción produce sulfato de calcio, dióxido de carbono y agua.^[2]

CaCO₃ + H₂SO₄ → CaSO₄ + CO₂ + H₂O

Otro método más comunes es la reacción de una sal soluble de calcio con un sulfato soluble en agua. Un ejemplo representativo es la reacción entre cloruro de calcio y sulfato de sodio:

${\displaystyle {\ce {CaCL2 + Na2SO4 -> CaSO4 v + 2NaCl}}}$

El sulfato de calcio se obtiene a escala industrial mediante varios procesos, siendo el más importante la explotación y procesamiento de depósitos naturales de yeso. Este mineral se extrae por minería a cielo abierto o subterránea, seguido de trituración, molienda y, en algunos casos, calcinación controlada para producir distintas formas comerciales como el hemidrato (yeso de París) o anhidrita, según las condiciones térmicas.^[3]

Otro método ampliamente utilizado es su obtención como subproducto en la desulfuración de gases de combustión (FGD) en plantas termoeléctricas. En este proceso, el dióxido de azufre reacciona con una suspensión de carbonato de calcio o hidróxido de calcio en presencia de oxígeno y agua, generando sulfato de calcio dihidratado de alta pureza, conocido como yeso sintético.^[4]

Asimismo, el sulfato de calcio se produce en la industria del ácido fosfórico a partir de roca fosfática, donde se forma como subproducto denominado fosfoyeso. Este material puede contener impurezas, por lo que su uso requiere tratamiento adicionales.^[5]

El sulfato de calcio (yeso) presenta varias formas de hidratadas que difieren en su contenido de agua, estructura cristalina y propiedades físicas, lo que determina sus aplicaciones industriales. Las principales son el dihidrato (yeso), el hemihidrato y la forma anhidra (anhidrita)

El dihidrato, conocido como yeso, es la forma más estable en condiciones ambientales. Se caracteriza por su baja dureza, estructura cristalina monoclínica y moderada solubilidad en agua. Su capacidad para perder agua al calentarse lo convierte en una materia prima clave para la obtención de otras formas del compuesto. Además, presenta buena trabajabilidad y se utiliza ampliamente en construcción y aplicaciones médicas.^[6]

El hemihidrato, también denominado yeso de París, se obtiene mediante la deshidratación parcial del yeso a temperaturas entre aproximadamente 100 y 150 °C. Esta forma es altamente reactiva frente al agua: al hidratarse nuevamente, forma una pasta que fragua y endurece rápidamente, regenerando el dihidrato. Esta propiedad de fraguado controlado es fundamental en moldes, yeso ortopédicos y materiales de construcción. Existen 2 variedades principales, que difieren en su densidad y resistencia mecánica.^[7]

La anhidrita es la forma sin agua de hidratación, que puede obtenerse de forma natural o por calcinación completa del yeso a temperaturas elevadas. Presenta menor solubilidad y reactividad que el hemihidrato, así como mayor densidad y dureza. En condiciones adecuadas, puede rehidratarse lentamente para formar yeso, aunque este proceso es menos eficiente. Se emplea en aplicaciones industriales donde se requieren materiales más estables y resistentes.^[8]

El uso del sulfato de calcio se remonta a la antigüedad, especialmente en forma de yeso, utilizado por civilizaciones como los egipcios en la construcción y decoración. El yeso de París comenzó a utilizarse ampliamente en Europa durante el siglo XVIII, particularmente en Francia, donde se explotaban grandes depósitos de yeso en la región de Montmartre.