Fabricacion de materiales ceramicos

LA CERÁMICA

FÁBRICA DE MATERIALES CERÁMICOS

Sala de Control

Comenzamos la visita en la sala de control, donde se encuentran los ordenadores, uno de los cuales controla la generación de energía, mientras el otro regula los autómatas que intervienen en el proceso de fabricación.

En esta sala también se encuentra el esquema de principios, fundamental en toda sala de control, en el cuál se encuentra detallada la instalación eléctrica.

Cogeneración de la Energía

Los motores se encuentran en una sala contigua a la de control, visibles a través de un cristal.

La congeneración de energía se lleva a cabo mediante dos grandes motores (V12) propulsados por gas natural, que producen 2.500 Caleas cada uno, de los 6.000 voltios que llegan al generador, este los convierte en 44.000, que sirven tanto para abastecer las necesidades de la propia fabrica, como para exportarla a Iberdrola.

Además de producir energía, se aprovecha el calor desprendido en la combustión, este aire caliente, a 389ºC, se conduce hacia el secadero (salas de secado). Para refrigerar las camisas de los motores se utiliza un circuito de agua a 100ºC.

Tal es la potencia de estos motores que uno solo podría abastecer de energía a toda la fábrica.

Proceso de Fabricación

El proceso de fabricación comienza en el mismo momento en que entran las materias primas a la fabrica, estas materias primas son:

Tierra roja

Tierra gris

Arena

Serrín

Carbón

Orujillo (hueso de la aceituna molido)

Las materias primas deben reposar de 1 a 2 meses a la intemperie con el fin de que pierdan las sales solubles. Una vez transcurrido ese periodo los distintos materiales se vierten cada uno por su lado en tolvas, pasan por una especie de molino que deshace los terrones grandes de tierra que pudiera haber, de aquí llegan al dosificador, el cual mezcla los elementos en las proporciones necesarias, que serán:

60% de Tierra roja

36% de tierra gris

4% de una mezcla de carbón, serrín, arena, y orujillo

Este ultimo 4% de mezcla se le añade con el fin de obtener una cocción más rápida y para darle porosidad al producto.

Una vez mezclados los materiales, mediante una serie de cintas transportadoras, que serán las que trasladen el producto por toda la fábrica, se llegará a una zona de laminadores con el fin de hacer la mezcla cada vez más fina. Al mismo tiempo la mezcla se humedece y se deposita en capas en forma de pirámide en un recinto en el que reposará un tiempo, la finalidad de humedecer la mezcla y dejarla reposar es que alcance una plasticidad y una suavidad que la hará ser más manejable y trabajable, además de liberar de la mezcla las tensiones, a este recinto se la denomina pudridero.

Se recoge la pasta del pudridero con una oruga de cucharas que además la mezcla aún más al coger de distintas capas de la pirámide formada, pasa por una mezcladora y a continuación llega a un regulador que controla la cantidad de material que entra a la fabrica, dejando paso solo cuando es necesario.

Una vez ha entrado la pasta a la fabrica se lleva a cabo la fase de amasado, se le hace pasar por una amasadora, en la que se le añaden bolitas de poliespano, este material tiene la función de quemarse una vez que se introduzcan las piezas en el horno, dando lugar así a poros que impedirán la propagación de grietas en la estructura.

La siguiente fase es moldear las piezas, se introduce la masa en una extrusionadora en la que se le añade vapor, y una vez caliente se le hace pasar por una galletera que le dará su forma final, dependiendo de la forma de la galletera el producto tendrá un tipo de huecos u otro, a la salida de la misma pasan por un cortador formado por unos alambres tensos que cortan el material en las dimensiones de la pieza final.

Al salir, las piezas, poseen aún una gran cantidad de humedad, de modo que por medio de una serie de cintas transportadoras y autómatas se colocan en unos carros que serán en los cuales se introduzcan las piezas al secadero, donde perderán la humedad.

Los carros que transportan las piezas se meten en el secadero, este secadero son unas cámaras a temperatura ambiente donde se introducen los carros llenos, se cierran, y aprovechando el aire caliente que propagaban los motores generadores el aire es reconducido a estas cámaras hasta que, de modo progresivo, la temperatura que alcancen sea de 98º, el tiempo que las piezas estén dentro del secadero depende del tipo de pieza, si es bovedilla será de 24 horas, cualquier otro será de 30 horas.

Cuando las piezas son sacadas del secadero tienen un color blancuzco característico, habiendo perdido casi la totalidad de la humedad, de aquí se lleva directamente a la zona de cocción donde se les dará a las piezas su resistencia mediante el cocido.

Este es el momento más delicado de la fabricación de materiales cerámicos, donde se descubrirá si todos los pasos anteriores se han realizado del modo correcto, el resultado lo obtendremos al ver la calidad del producto, si se ha fallado en alguno de los procedimientos no se sabrá hasta que no salgan del horno, cuando ya es tarde ya que habrán salido rotas, descascarilladas, o deformadas.

Este proceso tan delicado es el de la cocción de las piezas, cocción que se lleva a cabo en el horno túnel, el horno se puede dividir en varias zonas según la temperatura de las mismas, a saber:

1ª zona: Zona de caldeo o precalentamiento.

2ª zona: Zona de cocción.

3ª zona: Zona de enfriamiento.

Zona de Caldeo: Esta es la zona en la que las piezas pierden toda la humedad sobrante, importante para que no se produzcan grietas al evaporarse el agua, es la primera zona del horno.

Zona de Cocción: En esta zona es donde se registra una mayor temperatura, llegándose a alcanzar los 900º, aquí se realizan las reacciones químicas que le dan a las piezas la dureza.

Zona de enfriamiento: Como su propio nombre indica aquí es donde las piezas se enfrían lentamente para que no aparezcan grietas al producirse la contracción, es la zona final, además, en la salida hay una serie de ventiladores que bajan la temperatura a la vez que empujan el aire caliente hacia los carros que avanzan.

El calentamiento de la zona central del horno se realiza por medio de unos quemadores situados en el techo del túnel, los quemadores no funcionan continuamente sino que lo hacen sincronizadamente de modo que no hace falta que todos estén funcionando al tiempo, además estos quemadores se paran cuando pasa un carro por debajo ya que nunca puede incidir directamente la llama sobre las piezas.

Los carros que transportan las piezas a través del horno están compuestos por un carro metálico que va sobre raíles, una base de ladrillos refractarios y sobre estos ya van las piezas a cocer.Los carros tardaran 20 horas en recorrer la totalidad del horno, fijándose el tiempo que tienen que permanecer en cada zona los carros.

Una vez han salido los carros se procede a su almacenado, y en el momento del pedido a su empaquetado.

Empaquetado

El empaquetado se lleva a cabo cuando el producto va a salir de la fábrica, se colocan las piezas en palés y mediante unas maquinas se le colocan alrededor unas telas plásticas en todas direcciones, se le hace pasar por una cámara donde se le aplica calor al palé y se contrae el plástico con el que se han envuelto, quedando totalmente sujetas las piezas.

El ultimo proceso, no menos importante es el de retirar el caliche, que son las sales solubles que no se han podido eliminar en el tiempo que las tierras estuvieron al aire libre, para ello se sumergen los palés en una piscina llena de agua hasta que se sumerge completamente para que el caliche se quede en el agua, este caliche no es perjudicial para las característica mecánicas de los ladrillos, solo afecta al factor estético, ya que con el tiempo aparecen manchas blanquecinas en las fachadas.


PRODUCTOS CERÁMICOS

Son productos cerámicos los objetos obtenidos a base de arcilla cocida.

ARCILLA

La arcilla está constituída por partículas pequeñas que provienen de la descomposisión de los feldespastos. Es un silicato de alúmina hidratado, coloreado por óxidos de hierro e impurezas.

Esta puede ser plástica y no plástica. Las plásticas se caracterizan por contener mucha agua y las no plásticas porque estan completamente secas.

Al mojarse, la arcilla desprende un olor característico y da origen a una pasta aglutinante: la arcilla plástica empleada en moldeado.

La arcilla se utiliza desde hace varios milenios para la fabricación de tejas, ladrillos, alfarería, etc. Calentándola a una temperatura de unos 1,200 grados, la arcilla se transforma en terracota o productos cerámicos. Su color gris al principio se vuelve rojo a consecuencia de las impurezas ferruginosas que la roca contiene.

El caolín, es arcilla muy pura que se utiliza para la fabricación de la porcelana.

La tierra de batán, es una arcilla esmética o detergente, que tiene la propiedad de absorver las materias grasas.

La bentonita es una arcilla rica en magnesio, que mezclada con agua, da un barro tisotrópico. Se utiliza para la ejecución de cimentaciones especiales.

Dentro de los productos cerámicos destinados a la construcción, están: los ladrillos, las tejas, las baldosas, los tubos, los adobes, los azulejos y las porcelanas.

LOS LADRILLOS

Fabricado con arcilla cocida, sirve para levantar paredes, muros, tabiques, revestir pozos y cisternas y que entra en otras muchas obras. Suele medir 28 cm. de largo, 14 de ancho y 7 de grueso.

Desde los tiempos más antiguos, el ladrillo ocupa, un lugar preferente frente a las construcciones.

El color del ladrillo depende de la proporción de óxido de hierro que contienen las arcillas y de la temperatura de cocción y la calidad se basa en la elección de la tierra.

Para fabricar los ladrillos se comienza por extraer la tierra o arcilla, que puede ser con palas o picos (manual), o con máquinas (mecánica). Si ésta esta demasiado sucia, se procede a la levigación, para separar las impurezas.

Luego que se extrae, se corrige, se mezcla y se amasa con agua, en un tanque circular, para luego llevarla a los moldes, donde se les da la forma que se desea, en la gradilla; de ahí, se sacan para el desecado, que consiste en colocar los ladrillos en un lugar de amplia ventilación, protegidos del agua y del sol, con la finalidad de que pierdan el agua que obtuvieron en el amasado, antes de entrar en el horno, para así evitar una evaporación brusca, que traería como consecuencias grietas, roturas o deformaciones. También se usan las máquinas de desecado, las cuales son más factibles y económicas, ya que éste resulta más rápido, más uniforme y perfecto, dando como resultado un producto de mejor calidad.

Por último se pasa a la cocción, que es lo que le da resistencia a los ladrillos. Esta se realiza en hornos, que pueden ser de varios tipos: Los de hormiguero, son los que se forman de los mismo ladrillos que se van a coccer. Los intermitentes, que se usan muy poco por su escaso rendimiento. Y los Hoffman, que son los más modernos y representan un avance en cuanto a cocción se refiere, los antiguos eran de forma circular y los modernos son de forma ovalada.

En los lugares donde no abunda la arcilla, los ladrillos se fabrican con cal y escorias, o yeso, de piedra pómez y cal, de cemento y arena, etc.

Por razones de aislamiento o por economía de material, se fabrican los ladrillos huecos, que en estos al moldearlos, se dejan huecos rectangulares. Son muy usados en la construcción de pisos, intercambiando filas de ladrillo y viguetas delgadas de concreto armado.

Según el lugar del horno en que se realice la cocción, los ladrillos adquieren diversos tonos: los de la parte superior son más claros y propensos a desmoronarse, los que se hayan en el medio tienen igual defecto y absorven humedad y los de abajo suelen estar bien cocidos, pero a veces presentan manchas más claras y otras coloreadas, el que ha recibido una cocción a punto tiene la dureza deseada y el color encendido; los ladrillos que se queman, por exceso de calor, se presentan apegotados, retorcidos, de color negruzco y se emplean para molerlos o para relleno.

Los ladrillos de tipo aislante o los que se utilizan en mampoterías, que no pueden soportar pesos excesivos, se amasan con sustancias combustibles que luego se consumen en los hornos, con lo que se obtiene un material poroso.

Cuando se exige un ladrillo más compacto y resistente, se obtiene el ladrillo prensado. Que se utilizan para revestimientos de frentes, se hacen de masa fina y se dejan vitrificar algo durante la cocción.

Los ladrillos refractarios, son los fabricados con arcilla que contengan un alto porcentaje de alúmina y un bajo porcentaje de óxidos. Resisten temperaturas hasta de 1580 grados centígrados, por eso son utilizados para la construcción de hornos.

El ladrillo macizo ordinario tiene en Suiza unas dimensiones de 6 x 12 x 25 cm. y en Francia, de 5.5 x 10.5 x 22. Este siempre es muy empleado y permite construir excelentes paredes portantes de carga.

Los ladrillos de paramentos especiales fabricados para la ejecución de fachadas y de elementos vistos, están constituidos a base de mezclas y preparaciones más estudiadas y presentan una amplia variedad de tonalidades de color.

Los perforados son los que cuyos agujeros representan apróximadamente un 25% de huecos, son mejores aislantes que los precedentes. Su tamaño mayor permite una puesta en obra más rápida.

Los huecos, mucho más ligeros y de mayores dimensiones, permiten la realización de paredes a la comprensión. Estos se unen con mortero de cemento cuando se trata de obras expuestas a la intemperie o con yeso, si se trata de tabiques interiores.

La argamasa que une a los ladrillos o lo que se llama también mezcla, se compone de cal y arena amasada con agua, a la cual se le agrega cemento, si se desea mayor poder adhesivo y durabilidad.

Un ladrillo de buena calidad debe producir un sonido claro cuando se golpea, las aristas vivas y las caras bien dejadas, que no tengan grietas, color uniforme, masa homogénea y facilidad de corte.

Ladrillo Hueco.

LAS TEJAS

Pieza de barro cocido, de forma acanalada, que se usa para cubrir y resguardar los techos, armaduras o cubiertas de los edificios.

Para fabricarlas, cualquiera que sea su clase, se amasa la arcilla formando láminas delgadas que luego prensan y moldean para ser cocidas finalmente, en los hornos o tejares, en un proceso semejante a la fabricación del ladrillo. Se les puede dar un acabado, tornando suave y brillante su superficie.

También existen tejas decorativas, con las cuales puede lograrse bonitos efectos artísticos.

Las tejas se clasifican en curvas o planas.

Las curvas pueden ser árabes y flamencas. Las árabes son acanaladas y las flamencas tienen sección en forma S.

Estas deben ser impermeables, resistentes y de sonido claro al chocarlas.

¿POR QUÉ ELEGIR TEJAS?

Por la resistencia y durabilidad que confiere el material, además un diseño que le otorga distinción a su techo, haciéndolo atractivo estéticamente. Pero sin perder solidez.

Porque además se puede encontrar en el mercado una gran variedad de colores.

Porque la gran mayoría son impermeables, resisten a impactos, facilitan la aislación térmica y acústica.

Se evitan los gastos que acarrean la losa, membranas y otros elementos, que día a día tienen que ir perfeccionándose para evitar las filtraciones, el frío y el calor...

El color rojo de las tejas, se obtiene por el óxido de hierro que contiene. La teja de color negro, se obtiene por retirar el óxido de hierro de la arcilla, y se agrega manganeso. Las de color verde, se obtienen porque se le agrega cobre a la masa.


Teja Curva.
Teja Curva y Recta.

LAS BALDOSAS

Son ladrillos delgados, pulimentados, finos y duros que sirven para pavimentar patios, aceras y azoteas o recubrir techos.

Se fabrican con arcilla más puras y de tratamiento más delicado, a excepción de esto el proceso es igual al ladrillo.

Muchas veces se les aplica barniz o esmalte y se deja una cara áspera, con el fin de lograr mejor adherencia con los morteros.

Las baldosas de barro cocido, en los siglos X y XI, se adornaban con dibujos geométricos, heráldicos o históricos.

Generalmente son cuadradas, rectangulares o hexagonales.

Baldosa Vainilla. Baldosa 14 x 28 cm.

LOS TUBOS

Pieza hueca, generalmente cilíndrica y abierta por ambos extremos, que se utiliza como medio de conducción o de productos pulverolentos.

Fabricados del arcilla, por el mismo proceso que el ladrillo, que son vitrificados para la conducción del agua, con el objetivo de obtener mejor impermeabilidad. Se aplican generalmente en aguas negras, aunque estos han sido sustituidos por los de PVC.

Para la conducción de gases es relegada a la ventilación de los aparatos sanitarios y salida de humo.

Además de estas funciones y usos, se fabrican piezas especiales con los tubos cerámicos, como son: codos, reducciones, tubos en forma T y en forma Y.

LOS ADOBES

Bloques de barro, cuyas dimensiones varían según su uso, y que suelen contener cierta cantidad de paja, heno, estiércol o cal, materias que ayudan a la cohesión de la mezcla.

Su preparación es muy parecida a la del ladrillo, aunque no se mete a cocimiento y la elección de la tierra no tiene tantas exigencias en cuanto a calidad.

La pasta se prepara en una alberca y luego de agregarle la paja y los otros ingredientes, se amasa bien. Cuando tiene la debida consistencia, se vierte en gradillas o moldes de la forma requerida y se deja secar. Luego de esto, se sacan los adobes de los moldes y se ponen al sol, hasta que la sequedad llegue a su grado máximo.

Muchos expertos, aconsenjan no usarlos hasta largo tiempo después de fabricados, pero siempre son muy inferiores al ladrillo en cuanto a la resistencia que ofrecen a las lluvias.

Este solo se usa en obras sencillas y menores, como por ejemplo: chozas, cabañas, tapias, cercas, galpores, cercas, etc.

En la antigüedad tuvo un uso muy difundido entre babilonios, egipcios y griegos.

LOS AZULEJOS

Son ladrillos pequeños, vidreados y de varios colores, llevando en una cara esmalte y en la otra mate, que es la cara que facilita la adhesión.

Los árabes prodigaron habilidad y gusto en la fabricaciónn de los ladrillos vidriados, llamados azulejos, que constituyen el elemento característico y ornamental del estilo arquitectónico que implantaron en España desde el siglo XII, para embellecer fuentes, jardines, edificios, palacios, etc.

La fabricación de azulejos es muy antigua. Era conocida en Egipto, Calvera, Asiria, China, La India y Persia, de donde la tomaron los árabes. Esta consta de amasado, moldeo en prensas, desecación y cocción a 950 grados celcius.

Su mayor aplicación es el revestimiento de baños y cocinas.

Estos deben ser de fácil adherencia, uniformes en sus dimensiones y colores y carentes de grietas.

LAS PORCELANAS

Son una loza fina y transparente, cuya pasta se compone de caolín y feldespato.

Se diferencian de los demás productos cerámicos, por su transparencia y vitrificación. Se obtiene cociendo una arcilla blanca especial, llamada caolín, que proviene de la descomposición del feldespato.

Cuidadosamente, lavado y purificado, el caolín se moldea en un torno especial o en moldes antes de someterlo a una primera cochura. Luego se le aplica un esmalte particular y finalmente sufre la verdadera cochura, en hornos capaces de producir una temperatura muy elevada.

Se inventó en China, dos siglos antes de Jesucristo. En la actualidad constituyen una industria extendida por toda Europa y América, pero siguen prevaleciendo como superiores las producidas en China y Japón.

Se considera que el punto de partida de las porcelanas modernas, reside en el descubrimiento chino de hacer una cerámica transparente con mezclas de arcillas naturales y rocas pulverizadas.

Las materias primas para la fabricación de la porcelana son: el caolín, que es un silicato de alúmina no fusible, y el petuntse, que es un feldespato fusible que contiene silicato de alúmina combinado con potasa, sosa, cal y bario.

La porcelana se divide en tres grupos: natural, artificial y fosfárica o de hueso.

La natural, que también suele llamarse de pasta dura, está hecha de caolín y petuntse. El caolín no es fusible a ninguna temperatura, mientras que el petuntse, que contiene feldespato, silicato de alúmina y potasa a veces sosa, si es fusible. La fusión de éste produce una sustancia vítrea que mantiene el caolín compacto y hace a la porcelana dura, traslúcida y vidriosa. El lustre es la sustancia cristalina con la cual es bañada la pasta.

Esta se distingue por su blancura, dureza y completa vitrificación. Es tan dura que no puede ser rayada por el acero y los fluídos impregnantes ordinarios no la penetran.

La porcelana artificial o porcelana blanda, fue obtenida de varias combinaciones de arcilla blanca con un silicato fusionable, o bien mezcla de vidrio, arena o porcelana rota. Esta no es tan blanca, el acero la raya y absorve rápidamente aquellos fluídos.

La fosfática o de hueso, es otro tipo de porcelana artificial, hecha a base de caolín, petuntse y una porción de huesos calcinados que contienen fostato de calcio. Es menos blanca que la dura y más que la blanda, una especie de intermedia entre ambas.

Las porcelanas se emplean para la fabricación de vajillas, de todo tipo, algunas como las de China, Japón, Sevres, Limoges, que alcanzan un gran valor.