Calcio (Ca): elemento químico, propiedades e importancia para la salud
Calcio (Ca): descubre sus propiedades químicas, isótopos, funciones vitales y su papel en la salud ósea y metabólica. Guía completa y práctica.
El calcio es un elemento químico. Su símbolo en la tabla periódica (una lista de todos los elementos) es Ca. Su número atómico es 20. (El número atómico indica el lugar que ocupa el calcio en la tabla periódica). Tiene 20 protones y 20 electrones (si es un átomo, véase ion). Los isótopos más comunes son el Ca-40 y el Ca-44. Su número de masa es de aproximadamente 40,08. El calcio es muy importante en el cuerpo humano, para fabricar huesos y para otros fines.
Características físicas y químicas
El calcio es un metal alcalinotérreo, de color gris plateado, relativamente blando y con buena conductividad térmica y eléctrica. En contacto con el aire forma una capa de óxido que lo protege parcialmente de la corrosión. Entre sus compuestos más conocidos están:
- Carbonato de calcio (CaCO3): forma la caliza, el mármol y las conchas marinas.
- Óxido de calcio (CaO) o cal viva, y hidróxido de calcio (Ca(OH)2) o cal apagada.
- Fosfatos de calcio, presentes en la estructura de huesos y dientes (por ejemplo, la hidroxiapatita).
- Sales solubles como cloruro y sulfato de calcio.
Abundancia y fuentes naturales
El calcio es uno de los elementos más abundantes en la corteza terrestre. Se encuentra en minerales como la calcita y la dolomita, en conchas y esqueletos marinos, y en roca sedimentaria (caliza). En la alimentación humana destaca por su presencia en lácteos, pescados con espina, vegetales de hoja verde y alimentos fortificados.
Importancia biológica y funciones en el cuerpo
El calcio desempeña funciones esenciales en el organismo:
- Estructural: alrededor del 99% del calcio corporal se almacena en huesos y dientes, donde forma parte de la matriz mineral que les da rigidez y resistencia.
- Señalización celular: el calcio intracelular actúa como mensajero secundario en procesos celulares, regulando la contracción muscular, la liberación de neurotransmisores y la actividad enzimática.
- Coagulación sanguínea: participa en varias etapas de la cascada de coagulación.
- Homeostasis y equilibrio electrolítico: el calcio ionizado en sangre es esencial para la función cardíaca y nerviosa.
Absorción, regulación y factores que influyen
La absorción intestinal del calcio depende de la vitamina D (favorece su captación) y se ve afectada por la edad, el estado hormonal y la presencia de otros nutrientes:
- La vitamina D aumenta la absorción intestinal de calcio.
- Exceso de fosfatos o dietas ricas en fitatos y oxalatos (en ciertos vegetales) pueden reducir la absorción.
- La hormona paratiroidea (PTH) y la calcitonina regulan la liberación o depósito de calcio en huesos para mantener niveles sanguíneos estables.
Recomendaciones dietéticas (valores aproximados)
Las necesidades varían por edad y situación fisiológica. Valores orientativos:
- Niños 1–3 años: ~700 mg/día.
- Niños 4–8 años: ~1000 mg/día.
- Adolescentes 9–18 años: ~1300 mg/día.
- Adultos 19–50 años: ~1000 mg/día.
- Mujeres ≥51 años y adultos ≥71 años: ~1200 mg/día.
- Mujeres embarazadas o en lactancia: en general ~1000–1300 mg/día, según la edad y las recomendaciones locales.
El límite superior tolerable (cantidad máxima diaria que no suele causar efectos adversos) en adultos ronda entre 2000–2500 mg/día; cantidades superiores prolongadas pueden provocar problemas. Consulte guías sanitarias locales o a un profesional para recomendaciones personalizadas.
Fuentes alimentarias
- Lácteos: leche, yogur, quesos (altamente biodisponibles).
- Pescados con espina comestible: sardinas, salmón en lata.
- Vegetales de hoja verde: col rizada (kale), brócoli (la biodisponibilidad varía según el vegetal y el contenido en oxalatos).
- Alimentos fortificados: leches vegetales, cereales y jugos fortificados con calcio.
- Frutos secos y semillas: almendras, semillas de sésamo.
Suplementos y formas farmacéuticas
Los suplementos más comunes incluyen carbonato de calcio (requiere ácido gástrico para buena absorción, por lo que se recomienda con alimentos) y citrato de calcio (mejor absorción en personas con baja acidez gástrica, puede tomarse con o sin alimentos). Otras formas: lactato, gluconato. La elección debe basarse en tolerancia, interacciones medicamentosas y consejo profesional.
Deficiencia y exceso
Hipocalcemia (niveles bajos de calcio en sangre) puede producir:
- Calambres y espasmos musculares.
- Parestesias (hormigueo en manos o boca).
- Tetania, convulsiones y alteraciones cardíacas en casos severos.
Hipercalcemia (niveles altos) puede causar:
- Náuseas, vómitos, estreñimiento, pérdida de apetito.
- Poliuria, polidipsia y riesgo de cálculos renales.
- Confusión, debilidad y trastornos cardiacos en niveles elevados.
Ambas condiciones requieren evaluación médica; el diagnóstico se basa en análisis de sangre (calcio total y calcio ionizado) y en la valoración clínica.
Interacciones y precauciones
- El calcio puede disminuir la absorción de ciertos antibióticos (tetraciclinas, quinolonas) y de hierro si se toman simultáneamente.
- Los diuréticos tiazídicos pueden aumentar los niveles de calcio en sangre; los bisfosfonatos y algunos tratamientos para osteoporosis interactúan con suplementos de calcio.
- Personas con enfermedad renal, hipercalcemia o bajo control médico deben consultar antes de tomar suplementos.
Usos industriales y aplicaciones
Además de su papel biológico, el calcio y sus compuestos tienen muchas aplicaciones: fabricación de cemento y cal, tratamiento de agua, estabilización de suelos, industria del acero, producción de vidrio, agricultura (cal agrícola para corregir la acidez del suelo) y en la industria alimentaria (agentes firmantes, conservantes).
Isótopos y uso en investigación
Los isótopos estables (por ejemplo Ca-40) son mayoritarios en la naturaleza. La investigación utiliza isótopos estables y radiactivos (como Ca-45 en estudios metabólicos) para estudiar la absorción, el metabolismo óseo y procesos celulares.
Conclusión
El calcio es un elemento esencial para la vida con funciones estructurales y metabólicas fundamentales. Una dieta equilibrada, exposición adecuada a la vitamina D y, cuando sea necesario, el uso prudente de suplementos bajo supervisión médica, son claves para mantener la salud ósea y el funcionamiento corporal general.
Calcio metálico en el aire, corroído
Metal cálcico muy puro, no corroído
Propiedades
Propiedades físicas
El calcio es un metal blando de color blanco-grisáceo. Es un sólido y es opaco. Es un metal alcalinotérreo. Su punto de fusión es más caliente que el de la mayoría de los metales reactivos. Es un poco más duro que el plomo. Tiene dos alótropos. No conduce la electricidad tan bien como el cobre, pero es mucho más ligero.
Propiedades químicas
Reacciona con el agua para producir hidrógeno e hidróxido de calcio. Reacciona con el agua muy rápidamente cuando está en polvo. Cuando está en trozos, empieza a reaccionar lentamente porque el hidróxido de calcio forma una capa que no se disuelve sobre el calcio. Si se añade un poco de ácido al hidróxido de calcio, éste lo disuelve, haciendo que el calcio reaccione muy rápidamente. Cuando se pulveriza, arde y forma una llama rojiza. Esto hace óxido de calcio. También hace nitruro de calcio cuando se calienta. Puede reaccionar con los halógenos para hacer haluros de calcio como el cloruro de calcio con el cloro.
Compuestos de calcio
El calcio forma compuestos químicos en el estado de oxidación +2. Los compuestos de calcio son incoloros. La mayoría de los compuestos de calcio no son tóxicos. De hecho, son necesarios en el cuerpo humano. No son reactivos en lo que respecta a los iones de calcio. El óxido de calcio se utilizó para fabricar lámparas de cal, que tienen una llama que calienta el óxido de calcio y lo hace brillar mucho.
- Bromato de calcio
- Carbonato de calcio
- Cloruro de calcio
- Hidróxido de calcio
- Nitrato de calcio
- Nitruro de calcio
- Óxido de calcio
- Permanganato de calcio
- Fosfato de calcio
- Fosfato dicálcico
- Fosfato monocálcico
· 
Hidróxido de calcio
· 
Cloruro de calcio
· 
Sulfato de calcio hidratado (con agua)
· 
Nitrato de calcio
Isótopos
El calcio tiene 6 isótopos naturales (40 Ca,42 Ca,43 Ca,44 Ca,46 Ca y48 Ca), de los cuales48 Ca es muy poco radiactivo con una vida media de unos 6,4×1019 años. Las trazas de41 Ca,45 Ca y47 Ca se producen por el impacto de los rayos cósmicos en los átomos, y se denominan nucleidos cosmogénicos. 41El Ca se produce por la activación neutrónica de40 Ca en las capas superiores de la corteza terrestre y tiene una vida media de 102.000 años. Como decae a potasio-41, es un indicador crítico de las anomalías del sistema solar.
El calcio-40 es el isótopo más abundante (el 96% de todo el calcio natural), ya que procede del radiogénico40 K, que tiene una vida media de 1.250 millones de años. Sin embargo, junto con el calcio-46, es teóricamente inestable pero con una vida media tan larga que nunca se ha observado su desintegración.
Ocurrencia
En el suelo
El calcio no se encuentra como metal en el suelo; es demasiado reactivo. El carbonato de calcio, también conocido como calcita, es el mineral de calcio más común.
El calcio en las células
Es importante saber cómo funcionan las células. Muchas células tienen canales de calcio en su superficie. Son aberturas por las que los iones de calcio pueden entrar en la célula. La célula recibe la orden de actuar y abre los canales. Una vez en la célula, los iones de calcio activan muchas proteínas para que hagan cosas específicas. Por ejemplo, cuando entra en las células musculares, las hace contraer (acortar para que el músculo tire). Cuando entra en las células nerviosas, desencadena impulsos eléctricos que envían un mensaje. Cuando entra en los glóbulos blancos, hace que luchen contra los gérmenes.
Los iones de calcio son importantes para las células, pero un exceso de iones de calcio puede ser malo. Si una célula recibe más iones de calcio de los que necesita puede morir. Por eso la cantidad de iones de calcio en las células está muy regulada. A la inversa, una cantidad insuficiente de iones de calcio es mala. Las células deben tener la cantidad adecuada para funcionar correctamente.
A veces, las células no son sanas y necesitan morir para que el organismo las sustituya por otras nuevas y sanas. Esto mantiene sano a todo el organismo. Las células saben cuándo deben morir y pueden desencadenar reacciones para terminar su ciclo vital de muchas maneras. Cuando esto ocurre se denomina apoptosis, también conocida como "muerte celular programada" (muerte celular planificada). Una de las formas en que las células logran la apoptosis es tomando niveles tóxicos de iones de calcio.
El calcio es muy importante para el cuerpo humano.
Almacenamiento de calcio
Los huesos contienen la mayor parte del ion calcio del cuerpo humano. Si necesitamos más calcio para la sangre, los músculos u otros tejidos, procede de los huesos. Si nos sobra calcio, va a parar a los huesos.
El calcio como elemento no se encuentra en el cuerpo humano, sólo los iones de calcio en forma de compuestos químicos.
Regulación del calcio
Los organismos necesitan mantener los niveles de iones de calcio muy bien controlados. Los niveles altos de calcio son malos, y los niveles bajos de calcio son malos.
El cuerpo controla esto cambiando
- la cantidad de calcio que obtenemos de los alimentos que comemos
- cuánto calcio perdemos en la orina
- cuánto calcio se pone en los huesos
El control del calcio en el cuerpo se llama metabolismo del calcio. Un exceso de calcio puede provocar osteoporosis.
El cuerpo controla los niveles de calcio con muchas hormonas. La calcitonina, la hormona paratiroidea (acrónimo de PTH) y la vitamina D son las hormonas más importantes en el metabolismo del calcio. (La vitamina D funciona como una hormona, pero se llama vitamina).
Calcita
Preparación
El calcio metal se fabrica por electrólisis del cloruro de calcio fundido. Tiene que estar muy caliente para fundirlo. El calcio metal es líquido.
Utiliza
Como elemento
El calcio se utiliza en la reducción de otros metales. También puede utilizarse para hacer aleaciones con otros metales.
Como compuestos químicos
Los compuestos de calcio también son importantes en la química. Es importante para fabricar cosas. Forma parte del cemento que se necesita para fabricar el hormigón (una sustancia dura con la que se hacen muchos edificios).
El calcio forma parte del óxido de calcio. El óxido de calcio se utiliza para fabricar papel, cerámica, alimentos y para purificar el agua (hacerla buena para beber). El carbonato de calcio se utiliza como suplemento de calcio. El permanganato de calcio puede utilizarse como propulsor de cohetes.
Hormigón utilizado para hacer un edificio
Seguridad
El calcio es tóxico como elemento. Reacciona con el agua y forma una base fuerte, el hidróxido de calcio. Los compuestos de calcio no son tóxicos a menos que el anión sea tóxico. El permanganato de calcio sólo es tóxico por el permanganato, no por el calcio. Al igual que otros metales alcalinotérreos, el calcio arde fácilmente y con fuerza.
Páginas relacionadas
- Compuestos de calcio
Preguntas y respuestas
P: ¿Cuál es el símbolo del calcio en la tabla periódica?
R: El símbolo del calcio en la tabla periódica es Ca.
P: ¿Cuál es el número atómico del Calcio?
R: El número atómico del Calcio es 20.
P: ¿Cuáles son algunos isótopos comunes del Calcio?
R: Algunos isótopos comunes del Calcio son el Ca-40 y el Ca-44.
P: ¿Cuál es el número másico del Calcio?
R: El número de masa del Calcio es de aproximadamente 40,08.
P: ¿Cómo ayuda el calcio en el cuerpo humano?
R: En el cuerpo humano, el calcio ayuda a fabricar los huesos y sirve también para otros fines.
P: ¿El calcio es un átomo o un ion?
R: Si es un átomo, el calcio tiene 20 protones y 20 electrones.
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