Industria de los Cerámicos

Industria de los Cerámicos

Los cerámicos son para materiales inorgánicos constituidos por elementos metálicos y no metálicos enlazados principalmente mediante enlaces iónicos y/o covalentes, que pueden tener algún contenido orgánico, y que son estabilizados mediante un proceso de cocción. Tradicionalmente se la conoce por tener base de arcilla, pero la cerámica incluye actualmente multitud de productos con una pequeña fracción de arcilla o ninguna en absoluto.

Los materiales cerámicos son típicamente duros y frágiles con baja tenacidad y ductilidad. Estos se comportan usualmente como buenos aislantes eléctricos y térmicos debido a la ausencia de electrones conductores, normalmente poseen temperaturas de fusión relativamente altas y, asimismo, una estabilidad relativamente alta en la mayoría de los medios más agresivos debido a la estabilidad de sus fuertes enlaces.

Debido a estas propiedades los materiales cerámicos son indispensables para muchos de los diseños en ingeniería.

Normalmente los materiales cerámicos están constituidos por tres componentes básicos: arcilla, sílice(pedernal) y feldespato. Las cerámicas ingenieriles, están constituidas, por compuestos puros o casi puros tales como oxido de aluminio (Al2O3), carburo de silicio (SiC), y nitruro de silicio (Si3N4). Ejemplos de aplicación de las cerámicas ingenieriles en tecnología punta son el carburo de silicio en las áreas de alta temperatura de la turbina del motor de gas, y el óxido de aluminio en la base del soporte para los circuitos integrados de los chips en un módulo de conducción térmica.

Los principales sectores que se apoyan en los productos cerámicos manufacturados, son los siguientes:

• pavimentos y revestimientos.

• ladrillos y tejas.

• cerámica de mesa y de decoración.

• productos refractarios.

• cerámica sanitaria.

• cerámica técnica.

• tuberías de gres vitrificado.

• agregados de arcilla expandida.

• abrasivos aglomerados inorgánicos.

La cerámica puede ser vidriada o no vidriada, porosa o vitrificada. Durante el proceso de cocción de materiales cerámicos se produce una transformación de los minerales constituyentes, dependiente del tiempo y de la temperatura, que da lugar a una mezcla de nuevos minerales y fases vítreas generalmente.

Materiales cerámicos producidos en la zona

Ladrillo

Un ladrillo es una pieza de construcción, generalmente hecho con masa de barro cocida, que tiene forma de paralelepípedo rectangular y que permite levantar muros y otras estructuras, cuyas dimensiones permiten que se pueda colocar con una sola mano por parte de un operario.

Clasificación de ladrillos.

Macizo

Aquel de masa compacta o con perforaciones en tabla de volumen inferior al 10%. También se llaman ladrillos macizos a aquellos que presentan rebajos de profundidad no superior a 0,5 cm y que dejan su canto completo.

Perforado

Aquel que presenta perforaciones en tabla superior al 10%, siendo la superficie de cada taladro inferior a 2,5 cm 2, el espesor de los tabiquillos entre taldros no inferior a 1 cm y el de los tabiquillos exteriores no inferiores a 2 cm.

Hueco

Tiene las perforaciones en el canto, paralela a cualquiera de las aristas.

Tejar o manual

Simulan los antiguos ladrillos de fabricación artesanal, con apariencia tosca y caras rugosas. Tienen buenas propiedades ornamentales.

Ladrillo aplantillado

Aquel que tiene un perfil curvo, de forma que, al colocar una hilada de ladrillo, generalmente a sardinel, conforman una moldura corrida. El nombre proviene de las plantillas que utilizaban los canteros para labrar las piedras, y que se utilizan para dar la citada forma al ladrillo.

Ladrillo refractario

Se coloca en lugares donde debe soportar altas temperaturas, como hornos o chimeneas.

Adobones

El adobe es un material de construcción hecho con arena, arcilla y agua, y, a veces con fibra o material orgánico como paja, ramas o estiércol. Es moldeado en forma de ladrillo y se deja secar al sol. El adobe es conocido por ser un material antiguo capaz de hacer estructuras muy duraderas.

Una característica importante del adobe es su capacidad termal. En un edificio hecho de adobe, se regula la temperatura interna, permitiendo que en verano se conserve el frescor y en invierno, el calor. Otra ventaja, es que es un material muy fácil de utilizar. Entre sus desventajas, está su debilidad ante los temblores y terremotos.

Tejas

La teja es una pieza con la que se forman cubiertas en los edificios, para recibir y canalizar el agua de lluvia, la nieve, o el granizo. Hay otros modos de formar las cubiertas, pero cuando se hacen con tejas, reciben el nombre de tejados. Se obtienen mediante prensado o extrusión, secado o cocción, de una pasta arcillosa.

La forma de las piezas y los materiales de elaboración son muy variables: las formas pueden ser regulares o irregulares, planas o curvas, lisas o con acanaladuras y salientes; respecto a los materiales pueden ser cerámicas (elaborada con barro cocido), plásticas y bituminosas (fabricadas con polímeros plásticos derivados del petróleo u otra materia prima), de madera, de piedra (como la pizarra).

Tejuelas

Son delgadas planchas de cerámico cocido con una forma corta, plana o ligeramente biselada con sección preferentemente rectangular y de dimensiones variables.

Materias primas

Las materias primas esenciales de un producto de cerámica son la arcilla (puede ser reemplazada por otro compuesto como se expresó con anterioridad) y agua. Se pueden añadir productos no plásticos a la mezcla de arcilla para ser cocidas, y puede que se necesiten engobes, pinturas o barnices para el acabado de las vasijas.

La mezcla de arcilla y agua da lugar a un medio plástico moldeable, que se puede tornear y cocer. Se incorporan a la arcilla, además, sales solubles disueltas en agua mezclando agua salada con la arcilla antes de moldear la pieza o sumergiendo la vasija ya hecha en agua de mar antes de cocerla.

La arcilla es una roca sedimentaria descompuesta constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados procedentes de la descomposición de rocas que contienen feldespato, como el granito. Presenta diversas coloraciones según las impurezas que contiene, desde el rojo anaranjado hasta el blanco cuando es pura.

Se caracteriza por adquirir plasticidad al ser mezclada con agua, y también sonoridad y dureza al calentarla por encima de 800 °C. La arcilla endurecida mediante la acción del fuego fue la primera cerámica elaborada por los seres humanos, y aún es uno de los materiales más baratos y de uso más amplio. Ladrillos, utensilios de cocina, objetos de arte e incluso instrumentos musicales como la ocarina son elaborados con arcilla. También se la utiliza en muchos procesos industriales, tales como en la elaboración de papel, revestimientos cerámicos, producción de cemento y procesos químicos.

Clasificación arcillas

Las arcillas se pueden clasificar de acuerdo con varios factores. Así, dependiendo del proceso geológico que las originó y a la ubicación del yacimiento en el que se encuentran, se pueden clasificar en:

• Arcilla primaria: se utiliza esta denominación cuando el yacimiento donde se encuentra es el mismo lugar en donde se originó. El caolín es la única arcilla primaria conocida.

• Arcillas secundarias: son las que se han desplazado después de su formación, por fuerzas físicas o químicas. Se encuentran entre ellas el caolín secundario, la arcilla refractaria, la arcilla de bola, el barro de superficie y el gres.

Si atendemos a la estructura de sus componentes, se distinguen las arcillas filitenses y las arcillas fibrosas.

También se pueden distinguir las arcillas de acuerdo a su plasticidad. Existen así las arcillas plásticas (como la caolinítica) y las poco plásticas (como la esméctica, que absorbe las grasas).

Por último, hay también las arcillas calcáreas, la arcilla con bloques (arcilla, grava y bloques de piedra de las morrenas), la arcilla de descalcificación y las arcillitas (esquistos arcillosos).

Proceso de fabricación

Los productos cerámicos más tradicionales y técnicos son manufacturados compactando polvos o partículas en matrices que son posteriormente calentados a enormes temperaturas para enlazar las partículas entre sí.

Las etapas básicas para el proceso de cerámica de aglomeración de partículas son: preparación de material, moldeado o fundido, tratamiento térmico por secado y horneado por calentamiento de la pieza de cerámica a temperaturas suficientemente altas para mantener las partículas enlazadas.

Preparación de materiales

La mayoría de los productos están fabricados por aglomeración de partículas. Las materias primas para estos productos varían, dependiendo de las propiedades requeridas por la pieza de cerámica terminada. Las partículas y otros constituyentes tales como aglutinantes y lubricantes pueden ser mezclados en seco o húmedo. Para productos cerámicos que no necesitan tener propiedades muy «criticas» tales como ladrillos comunes, tuberías para alcantarillado y otros productos arcillosos, la mezcla de los ingredientes con agua es una práctica común. Para otros materiales cerámicos, las materias primas son tierras secas con aglutinantes y otros aditivos.

En función del sector pueden demandarse preferentemente ciertas composiciones:

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