INTRODUCCIN: Aplicaciones

El yeso o algez y la anhidrita natural estn ampliamente distribuidos en la corteza terrestre. Se trata de dos minerales que contienen en su composicin sulfato clcico. El yeso es sulfato clcico dihidrato (CaSO42H2O) y su nombre proviene del griego "gyps" que significa "mineral calcinado". En cuanto a la anhidrita, se trata de sulfato clcico anhidro (CaSO4) y su nombre proviene del griego "sin agua" por contraposicin al yeso hidratado. Su composicin qumica expresada en forma de xidos es de 33,56 % de CaO, 46,51% de SO3 y 20,93 % de H2O para el yeso y de 41,2% de CaO y 58,8% de SO3 para la anhidrita. Las caractersticas qumicas, fsicas y geolgicas de ambos minerales pueden encontrarse en distintas recopilaciones en internet (pulsa sobre cada una de las palabras yeso y anhidrita para verlas). El yeso es un buen material de construccin porque cuando se calienta pierde rpidamente su agua de hidratacin, produciendo yeso calcinado, deshidratado parcial o totalmente, que recupera su estructura cristalina cuando se hidrata, fraguando y endureciendo.

Estos dos procesos, deshidratacin y rehidratacin son la base de la tecnologa del yeso.Desde la ms remota antigedad, el yeso ha estado presente en el progreso del hombre, tanto en la construccin como en la decoracin, o en campos como la medicina y la alimentacin. Todo ello gracias a su adaptabilidad, facilidad de aplicacin y ventajas caractersticas. El yeso es un material casi desconocido, presente a diario en nuestra vida cotidiana desde tiempos inmemoriales. Se obtiene directamente de la naturaleza sin sufrir casi alteraciones y contribuye a hacernos la vida ms confortable. Sin darnos cuenta, el yeso es un componente fundamental en muchas actividades, no slo en la CONSTRUCCIN como veremos posteriormente, como por ejemploMedicinaEn traumatologa (vendajes y fracturas), odontologa y como desinfectante

Industria cermicaPara la elaboracin de aparatos sanitarios y decoracin

AgriculturaComo abono y desalinizador de tierras invadidas por el mar y corrector de terrenos.

Qumica y farmacuticaFuente suministradora de calcio y como ingrediente en medicamentos.

AlimentacinAcondicionamiento del agua para la fabricacin de cerveza y en la limpieza de vinos

Droguera y cosmticaElemento presente en multitud de productos. Por ejemplo como carga en la produccin de papel y pinturas

Respecto a su uso como material de construccin, es importante indicar que junto con el cemento y la cal son los productos ms importantes en este campo y son utilizados como ligantes dentro del campo de la ingeniera civil. Las propiedades de estos productos de reaccionar con el agua y su endurecimiento progresivo hace que se utilicen en multitud de aplicaciones en la construccin. Los procesos de produccin de los cementos, cales y yesos tienen en comn, el proceso trmico al que se somete sus materias primas, dando como resultado nuevas fases cristalinas con propiedades ligantes. El cemento y la cal hidrulica pueden ser utilizados bajo el agua una vez fraguados y endurecidos debido a sus propiedades hidrulicas. Esta propiedad hace que sean conglomerantes hidrulicos.

El yeso y la cal area son materiales que no son utilizados con las condiciones anteriores al no poseer propiedades hidrulicas y son utilizados fundamentalmente en enlucidos interiores los yesos y exteriores la cal.

La mayor parte del yeso se utiliza para la produccin de prefabricados (tales como placas, molduras, etc.), para enlucidos en la construccin o como aditivo del cemento, aunque el porcentaje relativo vara de pas en pas. En los EEUU el 75% de la produccin de yeso se utiliza en la produccin de prefabricados y slo un 15% se emplea en la produccin de cemento, mientras que en Espaa el yeso de prefabricados representa el 35%, el yeso de construccin el 39% y el yeso para cemento el 14% del consumo total.

NTRODUCCIN: Historia

El yeso es uno de los minerales ms antiguos utilizados como ligante en la humanidad. Se tiene conocimiento de la utilizacin del yeso desde el Neoltico para realizar cimientos, muros y tambin como soporte pictrico. En Anatolia encontramos frescos decorativos sobre base de yeso con 9000 aos de antigedad. El estuco de yeso aparece como material de construccin aplicado en las paredes interiores de algunas pirmides egipcias, con una antigedad aproximada de 5000 aos.En la Pennsula Ibrica se generaliz el uso durante el periodo de ocupacin romana. Con posterioridad, fue un elemento ornamental y constante en la arquitectura musulmana y mozrabe de las que conservamos ejemplos de extraordinario esplendor en la Mezquita de Crdoba, la Alhambra de Granada, etc.

En el romnico, el yeso se emple en la elaboracin de frescos para la decoracin de iglesias y capillas. El mximo esplendor lo tuvo en las pocas del Barroco y Rococ. El barroco espaol (s. XVI a XVII) influy en toda Amrica Latina e incorpor multitud de motivos realizados en yeso (plafones, volutas, adornos, etc.). A finales del barroco, el yeso se utiliza ampliamente en construccin y en la elaboracin de esculturas. En el s. XIX, el yeso va gradualmente incorporndose a la arquitectura civil como material de revoco y como elemento decorativo en palacios y viviendas. El primer cientfico que estudi el yeso y sus propiedades fue Lavoisier (1765) sembrando sus principios. Numerosos investigadores han continuado sus estudios hasta nuestros tiempos. Coincidiendo con la expansin de la industria del cemento, en la segunda mitad del siglo XIX, el yeso alcanz un considerable desarrollo.

INTRODUCCIN: Aspectos econmicos

PANORAMA ECONMICO MUNDIAL La demanda de yeso est ntimamente relacionada con la industria de la construccin, cuya demanda de prefabricados, yesos de enlucidos y cemento es el principal factor que afecta al consumo de yeso. De acuerdo con el Servicio Geolgico Americano (USGS) la produccin mundial de yeso procedente de fuentes naturales alcanz los 106 Mt en el ao 2005 y ha estado por encima de los 100 Mt en los ltimos aos, si bien las Estadsticas del Servicio Geolgico Britnico (BGS)) slo contabilizan 96,8 Mt en 2003. Existen 89 pases productores, pero slo entre ocho de ellos alcanzan casi el 70% de la produccin. A esa produccin hay que aadir otras 110 Mt de yeso sinttico producido por procesos de desulfuracin de los gases de emisin de las plantas trmicas y de otros procesos industriales tales como manufactura de fertilizantes fosfatados o fabricacin de dixido de titanio. Unin Europea. La Unin Europea represent alrededor del 22% de la produccin mundial, siendo Espaa el principal productor de la zona. El mercado europeo est claramente dominado por tres multinacionales: British Plaster Board Gypsum Industries (BPB) del Reino Unido que representa el 45% del mercado, Platres Lafargue de Francia con una cuota del 35% y Knauf de Alemania con un 20% del mercado. Con una facturacin de por encima de los 3 billones de euros, la industria europea del yeso y de la anhidrita funciona con unas 220 factoras y genera unos 400.000 empleos directos e indirectos.PANORAMA ECONMICO ESPAOLEmpresas. Espaa es, hoy en da, uno de los mayores productores mundiales de yeso tras EEUU. En Europa, Espaa es lder indiscutible de produccin, consumo y el principal exportador del continente. El sector espaol del yeso est mayoritariamente en manos de empresas multinacionales de matriz europea tales como la BPB, Lafarge, Knauf, etc. que o bien han adquirido los activos productivos de empresas nacionales preexistentes, o se han instalado directamente en nuestro pas. La multinacional britnica British Plaster Board Gypsum Industries (BPB) es el principal productor espaol y europeo. En Espaa, la empresa produce anualmente ms de 3 Mt y controla el 65% de la produccin a travs de su filial Iberplaco . Adems beneficia el yacimiento de Sorbas (Almera) en la cantera de yeso ms grande de Europa, desde donde se exportan ms de 2 Mt de yeso crudo. El grupo industrial Uralita-Platres Lafarge con intereses en muchas ramas del prefabricado para la construccin (asbesto-cemento, yeso, escayola, etc) dispone de unidades productivas en Espaa que cubren alrededor del 25% de la produccin nacional. La empresa comercializa la marca Pladur de prefabricados de yeso, de los que actualmente se producen anualmente alrededor de 30 Mm2. En total el grupo dispone de seis centros de produccin en toda Espaa, entre ellos el de Alicante y una produccin global de mas de un 1 Mt/ao.

Adems, hay un gran nmero de empresas de tamao mediano o pequeo distribuidas por doce comunidades autnomas (ver figura adjunta), cuya capacidad productiva en conjunto podra ser superior al 10%. Se pueden mencionar, entre otras la empresa alemana Knauf, con cantera y fbrica en Guixers (Solsones) en Lleida y Yedesa en Almera. El sector yesero nacional cuenta con la Asociacin Tcnica y Empresarial del Yeso (ATEDY) miembro de la federacin europea, Eurogypsum que agrupa actualmente a 15 pases con objeto de promover el desarrollo de la industria del yeso a escala europea. Precios. De acuerdo con la Estadstica Minera, el precio medio por tonelada de yeso en 2000 fue de 5,11 . El valor de la tonelada de yeso exportada en ese mismo ao, alcanz los 8,14 . Segn estimaciones propias procedentes de datos de los productores, el precio medio a pie de cantera del mineral listo para enviar a fbrica podra estar alrededor de los 6,61 /t, con lo cual, el valor de la produccin minera de yeso en Espaa podra estar en torno a los 86 millones de euros. Recursos disponibles. En cuanto a los recursos disponibles es importante sealar que su volumen alcanza la impresionante cifra de 60000 Mt en todo el pas. Es obvio que no todos los recursos evaluados alcanzarn el nivel de explotabilidad adecuado para poder denominarlos reservas pero, no obstante, se puede afirmar que las reservas nacionales de yeso son prcticamente inagotables, siempre que el acceso a estos recursos sea posible desde el punto de vista social y medioambiental. Distribucin del consumo. La distribucin del consumo de yeso en la industria yesera espaola es : Produccin anual de yesos para enlucidos y recubrimientos 4,5 Mt

Produccin anual de prefabricados de yeso laminado (Plasterboard, cartn-yeso) tipo Pladur 0,5 Mt

Produccin anual de resto de prefabricados (moldes, decoracin, techos fijos, techos desmontables) 2,5 Mt

Yeso crudo para exportacin 4,0 Mt

Yeso para cemento 1,8 Mt

Total 13,3 Mt

MATERIAS PRIMAS DE ORIGEN NATURAL

El yeso natural y la anhidrita natural proceden de depsitos formados por la evaporacin y posterior cristalizacin de lagunas saladas, de aqu la denominacin de Evaporitas. Los mares contienen una gran proporcin de sales. En concreto, el contenido medio en sales de los mares es del orden de la tabla que se adjunta. La salinidad media del agua del mar es del orden de 3.5%, valor que es relativamente homogneo en trminos de grandes ocanos. Este valor se hace mayor en determinados casos, alcanzando valores de incluso el 30%.

MATERIAS PRIMAS

InCloruroSulfatoBicarbonatoSodioMagnesioCalcioPotasio

ppm190002700140108001300400400

Existen determinados medios sedimentarios como las albuferas, en las que existe un brazo de mar individualizado del mismo por una barra de arena, que permite ocasionalmente el paso del agua, pero las asla durante largos periodos de tiempo. En estas condiciones, y bajo una fuerte insolacin, el agua se evapora, aumentando progresivamente la concentracin en sales hasta su precipitacin. Posteriormente y durante una tormenta o una pleamar especialmente intensa se vuelve a introducir agua de mar en la cuenca, reiniciando el proceso. En cualquier caso, el contenido medio en sales de los mares y ocanos permite establecer la naturaleza de las sales que precipitan a partir del agua de mar: en primer lugar se alcanza la saturacin en sulfato clcico, que es el menos soluble, as que sern yeso o anhidrita los primeros minerales que precipiten. A continuacin se produce la saturacin en cloruro sdico, producindose la precipitacin de halita (cloruro sdico). Por ltimo precipitan los cloruros de potasio y magnesio (silvina, carnalita...), que son los ms solubles. A menudo estos minerales aparecen constituyendo capas dentro de las formaciones evaporticas, con yeso en las capas basales, halita en las intermedias, y sales potsicas y magnsicas en las ms altas. Posteriormente los movimientos geolgicos tales como fracturas y fallas han hecho que la disposicin inicial, actualmente se encuentre cambiada. . Sobre este modelo general, en cada cuenca concreta suele darse un predominio de unos u otros minerales: en algunos casos ser el yeso (a menudo acompaado de anhidrita) el mineral mayoritario, lo que permite su explotacin, en otros, el cloruro sdico (halita), y en otros, los cloruros de potasio y magnesio. Los depsitos ms gruesos y abundantes de yeso se formaron en el Trisico y Era Terciaria, hace varios millones de aos. Estos depsitos constituyen la mayor fuente de materia prima para la industria yesera. En Espaa las zonas con mayor contenido en yeso corresponden a las zonas ms orientales desde el centro (Madrid) hacia el este, destacando Zaragoza en el norte y Almera en el sur y en general todo el mediterrneo espaol.En los depsitos de yesos se pueden encontrar intercaladas capas de dolomas (CaCO3MgCO3) y calizas, as como de arcillas, que pueden dificultar su explotacin. Tambin existe el inconveniente de la aparicin de la anhidrita natural, mineral que es un inerte. La formacin de la anhidrita natural parece que sea debida al recibir altas presiones (litostticas) ocurridas en el seno del depsito, originando una deshidratacin y cambio de estructura cristalogrfica, debido a las presiones de compresin recibidas.

Las explotaciones de los depsitos de yeso se realizan normalmente en canteras a cielo abierto, aunque existen tambin explotaciones en minas subterrneas. Estas explotaciones son realizadas por profesionales de la ingeniera minera, quienes proyectan los frentes de explotacin, analizan los impactos ambientales y su minimizacin, as como desarrollan las labores de restauracin del Espacio Natural. El yeso es una materia prima que por su alta solubilidad en la corteza terrestre, solo en casos relativamente raros se presenta en grandes cantidades. En estas explotaciones el objetivo es conseguir una materia prima con un mnimo de pureza en yeso del orden del 85 % para los yesos de construccin y del orden de un 92 % para la escayolas.

Para conseguir este resultado se aplican las tcnicas mineras convencionales del banqueo, perforacin y volcado con pegas elctricas y explosivos. La materia prima es recogida y transportada con camiones a la fbrica para su transformacin.

MATERIAS PRIMAS DE ORIGEN SINTTICO - SUBPRODUCTOS

El aprovechamiento del yeso como subproducto de otros procesos es una ventaja desde el punto de vista medioambiental porque se reutilizan los subproductos y se limita la agresin del medio ambiente en las dos direcciones. Actualmente se produce anualmente ms yeso sinttico que el que se extrae de fuentes naturales. El DESULFOYESO conocido como FGD (Flue gas desulphurization gypsum) procede de la desulfurizacin de los gases de combustin, normalmente de las centrales trmicas, que utilizan combustibles fsiles (carbones, fuel) que poseen azufre en su composicin, y que al realizar la combustin desprenden adems del CO2 y H2O, el SO2. Este ltimo gas puede provocar efectos devastadores en la forma de lluvia cida (H2SO4). Y es por tanto necesario su eliminacin a travs de procesos de lavado de los gases de combustin con soluciones de cal y/o hidrxido clcico, realizando su transformacin a bisulfito clcico con una posterior oxidacin con aire a sulfato clcico. Finalmente se obtiene un precipitado de partculas muy finas.

Alrededor de 5,4 t de yeso son obtenidas a partir de 1t de azufre contenido en el fuel.

MATERIAS PRIMAS

La produccin en 2002 en Estados Unidos de FGD sobrepas los 15 Mt. En Europa fue superior a los 13 Mt siendo Alemania la mayor productora con ms del 50%. Espaa con una produccin de 0,8 Mt representa casi el 6%. La produccin de FGD en todos los pases se incrementa ao tras ao aunque el consumo es solo del orden del 70% de lo producido. Tambin pueden aprovecharse el yeso que se obtiene como subproducto de los procesos de obtencin de diferentes cidos minerales como el cido fosfrico, a partir del tratamiento de la roca fosftica con cido sulfrico. A partir de 1 t de roca fosftica y 1 t de cido sulfrico se obtiene 1,7 t de FOSFOYESO y 0.4-0.5 t de cido fosfrico. Actualmente se extraen 130 Mt de fosfoyeso, de las cuales slo son aprovechables un 4 % por razones econmicas y por cuestiones de impurezas.

Otra fuente de yeso sinttico es la FLUOROANHIDRITA, procedente de la obtencin del cido fluorhdrico, al tratar la fluorita con el cido sulfrico. A partir de 1 t de fluorita tratada con 1,25 t de cido sulfrico se obtienen 0,5 t de cido fluorhdrico y 1,7 t de anhidrita. En el mundo se producen entre 2-3 Mt por este proceso, siendo parcialmente utilizadas.

Tambin se obtiene yeso a partir del proceso de produccin de otros cidos como tartrico, ctrico, oxlico, brico, as como en la purificacin del pigmento xido de titanio. En este caso al yeso obtenido se le denomina TITANOYESO. Estos subproductos pueden ser utilizados por la industrias yesera y cementera, en los pases con dficit de materia prima natural, en pases con una gran mentalizacin medioambiental ya que para utilizar estos subproductos se requiere de unas inversiones adicionales para acondicionar la materia prima que viene en forma de suspensin o pasta y en consecuencia de mayores costes de explotacin, por llevar una humedad adicional y un tamao de partcula que dificultan la calcinacin. Todo ello hace que se tenga que recurrrir a subvenciones estatales para poder ser competitivos frenta a la abundante materia prima natural. En la siguiente tabla se muestran datos de composicin qumica de algunos sulfatos clcicos. Yeso natural (Alicante) Yeso natural (Madrid) Anhidrita naturalDesulfoyesoFosfoyesoFluoro- anhidrita

ANLISIS QUMICO (% en peso)

Agua comb. 17,119,20,820,619,50

SO339,338,251,045,843,256,4

CaO33,328,338,732,132,240,8

MgO4,16.41,710,040,010,13

SrO0,390,380,14-0,06-

Fe2O3+Al2O30,121,220,390,270,270,27

Na2O0,100,100,110,010,470,03

SiO239,32,332,490,321,510,69

F---0,041,760,92

P2O5-0,02--1,01-

Orgnicos--- 0,030,08-

Per. fuego 5,53,84,450,41,380,14

ANLISIS MINERALGICO (% en peso)

SO4Ca 2H2O83,483,63,897,593,0-

SO4Ca II --83,7--94,7

Calcita-1,15,3---

Dolomita12,5-----

Magnesita-6,2----

Arcillas4.27,4----

PROPIEDADES: Fases del sistema sulfato clcico

La razn fundamental de la aplicacin del yeso en la construccin es la facilidad con que se dan las siguientes transformaciones en las que est implicado (reacciones reversibles):1) por efecto de calentamiento, el yeso dihidrato (CaSO4.2H2O) cambia de fase y pierde agua combinada transformndose en semihidrato (CaSO4.1/2 H2O) y anhidritas (CaSO4)

2) cuando se le aade agua al semihidrato y algunas anhidritas tienen capacidad de endurecer (fraguar), quedando el yeso fraguado en su estado original (yeso dihidrato).

Partiendo de yeso crudo dihidrato (DH) (cuyos cristales son del sistema monoclnico) y por calentamiento, ocurre la primera transformacin a hemihidrato o semihidrato (SH) (del sistema rombodrico). A presin atmosfrica la temperatura de equilibrio es de 107C, siendo una reaccin endotrmica que requiere una energa de unas 600 MJ/t de semihidrato.

PROPIEDADES

En esta reaccin, el equilibrio se establece en funcin de la presin de vapor existente. La constante de equilibrio es proporcional a la presin de vapor de agua elevado a 3/2, por lo que depender de que la atmsfera sea seca o muy hmeda, para influir en el equilibrio de la reaccin y por consiguiente en su velocidad y en la forma de los cristales obtenidos. Con atmsferas secas la deshidratacin es ms brusca y genera cristales aciculares de semihidrato, denominados BETA. En cambio con atmsferas hmedas y presiones de 2-4 bares se generan cristales de SH ms gruesos con formas ms cuadradas, denominados del tipo ALFA.

La mayor diferencia entre los ALFA y BETA, se encuentra en que los ALFA tienen mucha menor superficie especfica. Esto hace que los SH-alfa se mojen mejor que los beta y necesiten una menor relacin de agua/yeso en el amasado. En consecuencia dan yesos ms duros que los beta. Estos yesos alfa son utilizados para aplicaciones especiales como moldes para cermica, odontologa, etc. Los SH ms empleados en la construccin son los SH-beta, que son fabricados en atmsferas secas y con depresin, para favorecer la reaccin. Los SH-beta son obtenidos industrialmente a temperaturas superiores a la de equilibrio (107 C) del orden de 120-190 C, segn el horno, para favorecer cinticamente el proceso de calcinacin. La capacidad de fraguar del semihidrato hace de este producto la fase bsica en la fabricacin de yesos. El tiempo de fraguado o capacidad de endurecer es de unos 30 minutos aproximadamente. Si se sigue incrementando la temperatura de calcinacin hasta llegar como mximo a los 290 C se empiezan a formar las anhidritas III que son solubles (ANH-III, sistema rombodrico) y muy inestables, vidas de agua, y cuyo calor de formacin a partir del dihidrato es del orden de 900 MJ/t de anhidrita. La anhidrita III, al permanecer al ambiente, rpidamente toma agua y se transforman en SH. La ANH-III por esta caracterstica se aplica en la industria como producto desecador. La ANH-III ser del tipo beta o alfa segn el procedimiento aplicado, sea en atmsfera seca o con presin de vapor en atmsfera hmeda. Esta fase le confiere al yeso mucha reactividad y no suele ser deseada en la composicin final del producto salvo aplicaciones especiales. La ANH-III tiene mayor superficie de reactividad que el SH y por eso fragua ms rpido que el propio SH. Si seguimos calentando el yeso cuando llegamos a las temperaturas entre 300-900 C se forman las anhidritas II, parcialmente solubles, (ANH-II, sistema rmbico) y cuyo calor de formacin a partir del dihidrato es de 800 MJ/t. Tienen mayor estabilidad al ambiente y una capacidad de fraguar con el agua entre 3-7 das segn el grado de calcinacin alcanzado. Industrialmente se trabaja en el entorno de 550 C. La ANH-II es la fase buscada en la fabricacin de yesos para aadir al SH y conseguir diferentes tipos de productos de fraguado diferente, en funcin de las dosificaciones empleadas. Cuando se pasa de la temperatura de 900 C se forma la anhidrita-I (sistema cbico) insoluble muerta porque ya no tiene capacidad de fraguar y si se sigue aumentando la temperatura se disocia en SO3+CaO. La siguiente tabla muestra las fases sel sistema y algunas de las propiedades fsico qumicas de sus compuestos:FaseNombresSistema cristalino Agua combin. (%) Densidad (kg/m3) Peso molecular (g/mol) Dureza Mohs Solub. en agua 20C (g/100 g solucin)

SO4Ca2H2O Sulfato clcico dihidrato, Yeso dihidrato, Aljez, Yeso qumico, Yeso fraguado, Yeso endurecido, Yeso sinttico, Yeso subproducto monocln.20,922310172,171,50,21

SO4Ca1/2 H2O (beta) Sulfato clcico semihidrato beta, Hemihidrato beta, Escayola, Yeso de Pars, Estuco rombod.6,212630145,150,88

SO4Ca1/2 H2O (alfa) Semihidrato alfa, Hemihidrato alfa, yeso de autoclave rombod.6,212760145,150,67

SO4Ca III Anhidrita III, Anhidrita soluble hexagonal02580136,14hidrata a semihidrato

SO4Ca II Anhidrita II, Anhidrita natural, Anhidrita sinttica, Anhidrita qumica, Anhidrita calcinada, Anhidrita subproducto rmbico02950136,143 - 4 0,27

SO4Ca I Anhidrita de alta temperatura cbico0-136,14-

PROPIEDADES: Fraguado del yeso

La capacidad de endurecer las fases anhidras del yeso al aadirles agua en poco tiempo volviendo a su estado original de DH es lo que se conoce como fraguado. El fraguado ocurre al solubilizarse el SH en el agua y restituirse el agua combinada necesaria para formar el DH. ste ltimo por ser ms insoluble que el SH, precipita, volvindose a disolverse ms SH y precipitando ms DH. Los cristales de DH formados se entrecruzan formando una estructura rgida como las que se observan en las siguientes fotografas obtenidas por microscopa electrnica de barrido.

La velocidad de secado influye en el tamao de los cristales formados: velocidades de secado pequeas (fotografa inferior) producen cristales ms grandes que los producidos con velocidades de secado ms rpidas. La estructura formada posee unas cualidades de dureza superficial y resistencia mecnica adecuada para realizar revestimientos de interiores, as como piezas prefabricadas. Para medir su dureza se utilizan durmetros de escala tipo Shore C. Con ellos se mide la resistencia que ofrece la capa de yeso a la penetracin de un cuerpo de cierta forma geomtrica, bajo la aplicacin de una determinada fuerza de presin constante. La profundidad de la penetracin es medida y reflejada de forma analgica en el durmetro. Para realizar una medida, el durmetro se apoya y presiona contra la pared lo que produce la fuerza de presin. La profundidad de penetracin resultante mide directamente la dureza shore C de la muestra. En el fraguado se aade normalmente mayor contenido de agua a la estequiomtrica necesaria con objeto de poder realizar un mejor amasado y tener un producto ms plstico que se pueda moldear. Una vez fraguado el yeso, el agua excedentaria se evapora a travs de la masa de yeso dejando una microporosidad. Esta porosidad es tanto mayor cuanto mayor cantidad de agua se le ponga al yeso superior a la estequiomtrica ocurriendo una prdida de resistencia mecnica si se hacen excesos.Durante el secado, que suele ser un proceso lento, el agua en exceso debe desplazarse hasta la superficie del yeso donde se evapora. Si el SH o ANH de partida contuviera sales solubles en agua, durante el proceso de secado seran transportadas por el agua a travs de los poros de la estructura. Aunque el contenido en sales solubles fuera pequeo, stas se iran acumulando en la superficie en determinados puntos, dando lugar a eflorescencias: manchas de polvo que se desprenden facilmente de la superficie al no formar una estructura con sta.En las imgenes siguientes se presentan a dos escalas diferentes las fotografas obtenidas por microscopa electrnica de barrido de unas eflorescencias de sulfato potsico sobre una placa de yeso. En la fotografa ms ampliada (la inferior) se observan los grandes cristales aciculares de sulfato potsico formados y su disposicin caracterstica. Durante el secado de la placa de yeso, el agua debe circular a travs de los poros del yeso y salir hasta la superficie exterior donde se evapora. Pero siempre existirn caminos preferentes existiendo determinados puntos de la superficie donde la cantidad de agua que sale y se evapora es mayor y en consecuencia, en esos puntos se queda mayor cantidad de sales solubles depositadas y da lugar a rosetones caractersticos (figura superior)

.

En la fabricacin de yesos de construccin se mezclan diferentes proporciones de SH y ANH-II para conseguir diferentes grados de tiempos de fraguado (desde unos pocos minutos a algunas horas). Las escayolas estn constituidas exclusivamente por SH y por ello fraguan rpidamente. A mayor proporcin de ANH-II mayor tiempo de fraguado. Al mismo tiempo se aaden diferentes tipos de aditivos: Retardadores: para disminuir la velocidad de fraguado, como polifosfatos, hexametafosfato, protenas degradadas, cido ctrico, cido tartrico, etc. Espesantes: para incrementar la consistencias de las pastas formadas (mayor viscosidad). Se suelen utilizar teres de almidn de patata. Retenedores de agua: para evitar la absorcin excesiva del agua que posee la pasta de yeso antes de fraguar cuando est situada en un paramento (cermica, bovedillas,etc) Reguladores de pH: para ajustar el pH de las pastas segn los requerimientos de los aditivos. Normalmente se utiliza hidrxido clcico.

FABRICACIN: Diagrama de flujo

Las figuras contiguas muestran de forma esquemtica y mediante bloques el diagrama de flujo del procesado del yeso. En los apartados siguientes se describen brevemente y se presentan fotografas, esquemas y vdeos de cada uno de los procesos.

FABRICACIN: Trituracin primaria

La trituracin de la materia prima consiste en reducir el tamao del mineral conforme viene de la cantera, de 1 m3, hasta un tamao comprendido entre 0-40 mm. Para conseguir realizar esta reduccin se utilizan machacadoras de mandbulas molinos cnicos como los de las figuras, los cuales por medio de los impactos reducen el tamao del mineral. Trituradoras de mandbulas. Una trituradora de mandbulas es uno de los tipos principales de trituradoras primarias. Se disean a partir de la abertura rectangular o cuadrada de la alimentacin. Las trituradoras de mandbulas primarias son normalmente de abertura cuadrada, mientras que las secundarias son de diseo rectangular. Reducen las rocas grandes rompindolas por compresin. Una mandbula fija, montada en una alineacin en "V" es la superficie inmvil que rompe, mientras que la mandbula movible ejerce la fuerza en la roca forzndola contra la placa inmvil. El espacio en el fondo de las placas que forman las mandbulas en "V" es el hueco correspondiente al tamao del producto machacado. La roca permanece en las mandbulas hasta que es bastante pequea para pasar por el hueco en el fondo de las mandbulas.

FABRICACIN

Trituradoras de cono. Una trituradora giratoria de cono es otro de los tipos de trituradoras empleadas en la molienda primaria del yeso. Son diseadas o bien a partir del hueco de paso y dimetro de la pieza mvil o a partir del tamao de la abertura de recepcin de muestra. Se pueden utilizar para la trituracin primaria o secundaria. La accin trituradora es causada por el cierre del hueco entre la lnea de la pieza mvil montada en el huso vertical central y las lneas cncavas fijas del marco pincipal de la trituradora. El hueco es abierto y cerrado por una excntrica situada en la parte inferior del huso.

Se utilizan cribas para mejorar los rendimientos en la molienda y garantizar el tamao mximo de las partcula

FABRICACIN: Almacenamiento de mat. prima triturada y trituracin secundaria

Una vez, realizada la operacin de trituracin primaria, el mineral es conducido, por medio de cintas de banda, elevadores de cangilones, etc. a los silos/parque de stock y homogeneizacin.

Stock de materia prima triturada: sirve para tener una cantidad de materia prima homogeneizada, as como tener un stock de seguridad. De este stock se suministrar a los hornos para su calcinacin. Una parte de este stock se destina al suministro a las fbricas de cemento para incorporar a su proceso

Trituracin secundaria: con esta segunda molienda se reduce el tamao de partculas para tener un tamao adecuado de alimentacin de algunos hornos o por el uso final a que vaya destinado el yeso fabricado Horno rotatorio0 - 25 mm

Marmita0 - 2 mm

Horno flash0 - 0.2 mm

Aljez y anhidrita natural para cemento 5 - 50 mm

Para esa segunda reduccin se utilizan molinos de rodillos cuyo principio de funcionamiento se observa en el esquema adjunto. El material es forzado a pasar entre una placa y un rodillo o entre dos rodillos (rugosos o lisos) que giran reduciendo el tamao de partcula.

Para obtener los tamaos de partculas mas pequeos se emplean molinos de martillos. Un molino de martillos como el de la figura, machaca un material que no es muy duro, por medio de martillos que giran a gran velocidad (entre 750 rpm y 1800 rpm). El material es forzado contra una placa slida rugosa que disminuye el tamao de las partculas. Finalmente, el material es forzado contra una rejilla de descarga en donde las partculas ms finas caen a travs de la rejilla mientras que las partculas ms grandes viajan alrededor para otro ciclo machacante.

FABRICACIN: Calcinacin

Calcinacin es el proceso a travs del cual se realizan las reacciones de deshidratacin y cambio de fase para conseguir semihidrato, anhidrita,etc. Segn el tipo de fases que se quiera obtener se utilizarn diferentes tipos de hornos como los enumerados a continuacin para cada tipo de producto final necesario. Horno rotatorio. El horno rotatorio est particularmente indicado para la calcinacin de la piedra de aljez granulada (0-25 mm). sta, sin presecado es alimentada continuamente al horno en contracorriente con los gases calientes mediante un alimentador de cinta por peso. Los gases calientes se producen en una cmara de combustin de ladrillo. El exterior del horno no es de ladrillo sino que consiste en gruesas chapas de acero que garantizan una distribucin uniforme de las partculas a lo largo de la seccin transversal del horno. Se consigue una eficiencia trmica elevada debido a la transferencia directa del calor de los gases calientes al slido.

FABRICACIN

La produccin de estos hornos puede alcanzar las 600 t/da. Se utilizan tanto para la produccin de semihidrato beta (temperatura de calcinacin entre 120 y 180C) como de anhidrita (a temperaturas entre 300 y 800C). Su mezclado mutuo posterior, en las proporciones adecuadas para obtener las caractersticas que se le quiera dar al producto final permite obtener los llamados yesos multifsicos. As, en la tabla siguiente se muestra la composicin mineralgica en % en peso de tres yesos obtenidos en hornos rotatorios, los dos primeros directamente, y el ltimo por mezcla de los anteriores:PRODUCTOHorno de hemihidratoHorno de anhidritaYeso multifsico

Dihidrato0 - 0,5 0 - 20 - 2

Semihidrato beta 75642

Anhidrita III beta 191818

Anhidrita II 57440

El consumo de energa calorfica de estos hornos suele ser del orden de 1000 MJ por tonelada de material deshidratado en los de semihidrato y de 1400 MJ/t en los de anhidrita a los que hay que adicionar un consumo elctrico de 15 - 20 kWh/t que equivalen a 54 - 72 MJ/t.Marmita y otros hornos de fuego indirecto. La marmita es una unidad de calcinacin en donde el yeso es calentado indirectamente a traves de tubos o a travs de una doble cmara exterior por los que circulan los gases de combustin calientes: se trata de hornos en los que los gases de combustin no se ponen en contacto directo con la piedra de yeso. El material colocado en el interior para ser calcinado suele ser agitado mecnicamente para mejorar la transferencia de energa y la homogeneidad del producto.

Los hornos suelen ser discontinuos en los que el material a calcinar se carga en el horno, se calcina y finalmente se descarga aunque tambin existen hornos con carga y descarga de material continua. La controlabilidad de las temperaturas a las que queda sometido el producto es mayor y con ello la homogeneidad del producto obtenido. Sin embargo la eficiencia trmica es menor que en los hornos rotatorios de fuego directo. Suelen utilizarse para la produccin de semihidrato beta que posteriormente va a ser utilizado en la fabricacin de escayola.En la figura adjunta se muestra una fotografa de un horno discontinuo de fuego indirecto que utiliza como combustible gas natural. En la parte inferior se observan los quemadores. La parte central superior consiste de un cilindro con paletas deflectoras en su interior donde se carga el material a calcinar. El cilindro gira de forma similar a un horno rotatorio pero a diferencia de ste, el material no est entrando y saliendo continuamente sino que se realizan operaciones discontinuas de carga, calcinacin y descarga del producto.

Horno flash. En este tipo de horno, los gases calientes a 650C y elevada velocidad se ponen en contacto en una cmara con el material que est finamente molido. El material es arrastrado por los gases y llevado a ciclones donde se separa el producto. El proceso de deshidratacin ocurre en slo unos pocos segundos (entre 1,5 y 2 s) obtenindose un producto a una temperatura media del orden de 160C. Existen calcinadores donde la cmara inicial de contacto gases de combustin - producto es un molino con objeto de reducir ms el tamao de partcula.El producto obtenido suele llevar un elevado contenido en anhidrita III lo que hace que sea muy reactivo y capaz de endurecer en slo unos minutos cuando es hidratado. Por ello se utiliza en la fabricacin de prefabricados tales como cartn yeso (pladur) al incrementar la velocidad de produccin.En las figuras siguientes se observan dos fotografas de un horno de este tipo, una de la parte inferior y la otra de la superior.

FABRICACIN: Afino, mezclado y aditivado

AFINO: los productos obtenidos en la etapa anterior son sometidos a un afinado molienda para conseguir tamaos de partculas adecuados segn el producto final a conseguir. Para realizar esta operacin son utilizados los siguientes elementos en funcin de la granulometra a conseguir:Yesos de construccin: necesitan tener un tamao granulomtrico comprendido entre 0 y 1,5 mm. Para ello es suficiente utilizar molinos de martillos, a velocidad media de 900-1200 rpm, en circuito cerrado con el cribado para garantizar su granulometra final. Escayolas: necesitan tener un tamao granulomtrico comprendido entre 0 y 200 micras. Para conseguir este tamao de partcula se utilizan molinos de espigas/pitones a gran velocidad 2000-3000 rpm y separadores centrfugos. En las fotografas siguientes se muestra uno se ellos con detalles del rotor y de la parrilla que debe atravesar el producto.

Yeso para hacer CARTN YESO (PLADUR): El horno flash realiza a menudo tambin la molienda conjunta dejando un producto por debajo de 300 micras, y ayudado por medio de ciclones y filtros para la captacin de este tamao.MEZCLADO: esta operacin consiste en la dosificacin gravimtrica de los componentes mayoritarios (SH, ANH) y los componentes minoritarios (aditivos: retardadores, retenedores, etc) hacia las mezcladoras. Segn el diseo que se requiera del producto final se realizan diferentes formulaciones , que nos permiten realizar yesos a la carta. Estas mezcladoras pueden ser de diferentes tipos segn la precisin a conseguir y produccin pudiendo ser contnuas o discontnuas. Normalmente suele haber mejor control en sistemas discontnuos y teniendo un sistema de control automatizado. ENVASADO - CARGA: una vez los productos han sido mezclados son conducidos a silos para su posterior envasado y paletizado, bien a su distribucin a granel.

PRODUCTOS: Yesos manuales

La normativa espaola relativa a estos productos as como a todos aquellos relacionados con el yeso est catalogada en la pgina de la Asociacin Tcnica y Empresarial del Yeso (ATEDY ) relativa a legislacin. Entre ellos estn los llamados yesos de construccin que engloban a todos aquellos destinados a revestir/enfoscar las paredes y techos de los interiores de las viviendas. Pueden agruparse en yesos manuales, yesos de construccin y yesos aligerados.Dentro del grupo de yesos manuales se encuentran los yesos tradicionales para aplicar a travs de los mtodos clsicos. Se utilizan pasteras donde una vez se ha vertido el agua, se aade el polvo de yeso de forma manual y se realiza un batido manual mecnico (batidora elctrica) y se espera a que el producto tenga la consistencia adecuada para poder sacarlo a travs de una paleta-talocha y realizar el enfoscado de forma manual. El tiempo de duracin de cada amasada es de 30 minutos aproximadamente. Para realizar esta labor se aaden relaciones altas de amasado de agua/yeso, dando como resultado final paredes con una dureza SHORE-C de 45 unidades. El riesgo de este tipo de aplicacin es que si la relacin agua/yeso aumenta ira en detrimento de las durezas superficiales.

PRODUCTOS: Yesos de proyeccin mecnica

Los yesos de proyeccin mecnica son de ms reciente creacin, tienden a tener mayor tiempo de duracin en el fraguado, alrededor de 3 horas, y son amasados mecnicamente por medio de mquinas de proyeccin. Para la obtencin de la pasta a proyectar, las mquinas alimentan de forma automtica tanto el agua como el yeso que puede ser aadido mediante sacos como se muestra en el vdeo o a partir de contenedores a granel. La proporcin agua/yeso se controla para que la pasta de yeso obtenida quede con una consistencia constante. A continuacin, el yeso amasado es bombeado y salpicado a las paredes por medio de una manguera acabada en una boquilla donde se introduce aire comprimido para darle salida a la pasta en forma cremosa. El resultado final es que se realizan enlucidos con unas relaciones de amasado del orden del 60% (A/Y) y dan como resultado enlucidos con durezas superficiales superiores a 80 SHORE-C (casi el doble que la aplicacin manual) .

Este sistema permite tambin el poder ser enviado el producto a granel en silos de 25 t situados a pie de obra, y por medio de un sistema neumtico el producto pulverulento es transportado a la tolva de recepcin de la mquina de proyeccin, donde posee un sistema de control de nivel de llenado, por medio del cual cuando se vaca la tolva y se detecta el nivel de falta de producto, automticamente le vuelve a enviar una carga de yeso en polvo. Este sistema permite ahorros importantes en la puesta en obra del producto, como deterioros, se eliminan los sacos de papel, los pallets, costes internos de distribucin del producto en obra, etc.

PRODUCTOS: Yesos aligerados

Yesos aligerados: son productos aligerados fundamentalmente con perlita expandida (un silicato de muy baja densidad) consiguindose bajar la densidad del yeso de 1000 kg/m3 a menos de 750 kg/m3. Las figuras siguientes muestras fotografas obtenidas por microscopa electrnica de barrido de granos de perlita expandida a diferentes escalas. En ellas se puede apreciar el gran volumen de huecos que poseen. El aligeramiento que produce sobre el yeso le confiere mejor manejabilidad al producto puesto en obra y, adems, por estar aligerado con perlita, le confiere al yeso mayores contraprestaciones en cuanto a la ignifugacin, incrementando su Resistencia al Fuego (RF) de 1 hora a ms de 3 horas. Este sera el tiempo necesario para que la temperatura del yeso aumentara tanto, que ya podra penetrar el fuego en la cermica, bovedilla, estructura metlica). Se denomina RF-180: Resistencia al fuego durante 180 min, para 2 cm de espesor.Los yesos aligerados se pueden utilizar tanto en la modalidad de aplicacin manual, como en la de proyeccin mecnica.

PRODUCTOS

PRODUCTOS: Escayola

Las escayolas estn constituidas por semihidrato muy puro que le confiere las propiedades necesarias de blancura y velocidad de fraguado alta. Son utilizadas para realizar prefabricados de adornos: molduras, cornisas, placas decorativas y lisas para techos. El producto se expende de la fbrica en polvo en sacos en cisternas a granel para los fabricantes de elementos prefabricados.

PRODUCTOS: Yeso laminado

Este producto conocido tambin como cartn-yeso Pladur (aunque esta es una marca comercial), est formado por un alma de yeso recubierta por ambas caras por dos lminas exteriores de cartn, presentndose en forma de tableros, generalmente de ancho estndar, y diferentes espesores y longitudes. Este producto tambin puede venir conformado con doble capa con un panel intermedio, que puede ir relleno de fibra de vidrio para aumentar el aislamiento trmico y acstico. Este material est considerado en los pases desarrollados como un material de decoracin y de construccin bsico y tradicional. Es un producto agradable al tacto, clido, no inflamable, resistente, aislante, de fcil manipulacin y manejo. Las superficies obtenidas con los sistemas realizados con placas de yeso laminado son planas y lisas, con juntas no aparentes que producen paramentos continuos y perfectamente planos. Este sistema viene a sustituir los tabiques tradicionales de cermica revocados con yeso. La placa no es un producto nuevo. Se empez a utilizar en 1890 en los Estados Unidos, siendo por tanto anterior a muchos materiales tradicionales. El material lleg a Europa en el ao 1917, alcanzando un rpido desarrollo. En la actualidad hay colocados ms de 100.000 millones de m en todo el mundo.

PRODUCTOS

Para su fabricacin, al yeso en polvo calcinado se le aade agua y aditivos con lo que se tiene una pasta (escayola) que fraguar en pocos minutos. Por medio de la maquinaria de la lnea de produccin, esta pasta de yeso se introduce de forma automtica y en proceso continuo, entre dos lminas de cartn, con lo cual se va obteniendo la placa de yeso laminado. A continuacin esta placa se corta a la medida adecuada, se seca en un horno y se paletiza, terminado as el proceso de fabricacin.

Para colocar este sistema, previamente se utiliza una ligera estructura de acero galvanizado donde se atornillan los paneles de cartn-yeso. Este sistema utilizado ampliamente en USA y pases nrdicos desde hace muchos aos, parece que ser el sistema con mayor futuro de implantacin en Espaa. Permitir reducir los costes de colocacin dando mayor confort a las viviendas.

1. La frmula molecular del yeso natural es:1. Sulfato clcico dihidrato2. Sulfato sdico3. Sulfato magnsico monohidrato4. Cloruro magnsico2. El nombre "yeso" proviene de:1. Del griego "gyps" que significa "sin agua"2. Del griego "gyps" que significa "mineral calcinado"3. Del latn "yesum" que significa "que une"4. Del latn "yesum" que significa "sin agua"3. De los minerales cuya composicin incluye sulfato clcico1. la anhidrita se encuentra en forma natural corrientemente2. la anhidrita no se encuentra en forma natural corrientemente3. el hemihidrato se encuentra en forma natural corrientemente4. el yeso dihidrato no se encuentra en forma natural corrientemente4. De los siguientes minerales, indica cul de ellos tiene una mayor proporcin de calcio1. Yeso dihidrato2. Anhidrita3. Sulfato clcico semihidrato4. Sulfato clcico hemihidrato5. En cul de los siguientes campos NO se utiliza el yeso habitualmente?1. Construccin: enlucido de paredes2. Medicina: traumatologa3. Lubricacin: aditivo de aceites4. Agricultura: corrector de terrenos6. De las siguientes construcciones, en cul no se utiliz el yeso?1. Paredes interiores de las pirmides egipcias2. Techos de la Alahambra de Granada3. Plafones, volutas y adornos en edificios de la poca barroca4. Exterior del Parlamento de Londres7. En la produccin de yeso qu lugar ocupa Espaa en el mbito mundial?1. El primero2. Entre el segundo y el quinto3. Ms del dcimo4. Espaa no produce yeso natural8. Cul de las siguientes multinacionales no tiene un lugar destacado en la produccin de yeso?1. British Plaster Board Gypsum Industries (BPB) del Reino Unido2. Knauf de origen alemn3. USA Gypsum Industries and Board (USAG) de Estados Unidos4. Platres Lafargue de origen francs9. En cul de las siguientes comunidades autnomas espaolas NO existe una produccin relevante de yeso en el panorama nacional? 1. Comunidad Valenciana2. Madrid3. Andaluca4. Galicia10. Suponiendo un consumo y extraccin de yeso natural similar al actual, el tiempo estimado de duracin de los recursos de yeso natural en Espaa es de:1. 5 aos2. 20 aos3. 50 aos4. Casi inagotable11. Respecto al consumo total de yeso, el uso del yeso como aditivo del cemento representa en Espaa (y en los pases industrializados)1. Menos de un 2%2. Entre un 5 y un 25%3. Entre un 40 y un 60%4. Ms del 60%12. El precio medio de una tonelada de yeso natural a pie de cantera es del orden de 1. 0.20 euros2. 1 euro3. 6 euros4. 30 euros