Fabricación Industrial de La Cerámica

8/17/2019 Fabricación Industrial de La Cerámica

1/20

FABRICACIÓN INDUSTRIAL DE LA CERÁMICA1. RECURSOS NATURALES INORGÁNICOS POTENCIALES DEEXPLOTACIÓN

• Las materias primas esenciales de un producto de cerámica son la arcilla y el

agua. Se pueden añadir productos no plásticos (“desgrasantes”) a la mezclade arcilla y puede que se necesiten engobes, pinturas o barnices para elacabado de las vasias. !ara cocerlas, es preciso disponer de combustible.

• "l componente mineral de la arcilla deriva de la erosi#n de las rocas.

• "l tamaño de sus part$culas y las caracter$sticas de estos mineralesproporcionan a la arcilla las propiedades %$sicas y qu$micas que permitenmodelarla y cocerla, creando la cerámica.

• Las arcillas pueden ser de dos clases& estáticas y sedimentarias. Las primeras

se %orman por la descomposici#n de rocas en el mismo lugar de su %ormaci#n ysuelen ser más puras, pero menos plásticas' las segundas, se %ormanmediante procesos sedimentarios por la acci#n del viento, del agua o de%en#menos peri glaciares y suelen ser más nas y plásticas.

• La abricaci#n de cerámica, es un proceso que contiene varias etapas, cadauna de ellas encierran distintos niveles de compleidad. "l primer pasoconsiste en verter, en los moldes de yeso previamente alineados, arcillaliquida o tambi*n conocida como barbotina. +na vez que an tomado laconsistencia deseada se procede a desmoldarlos, y ubicarlos con cuidado,para llevar a cabo lo que se denomina “-ratamientos anteriores a la cocci#n”.

"stos están orientados a alisar las irregularidades que dea la %abricaci#n comoanillos o tiras de barro, as$ como para unir las distintas partes y al mismotiempo alterar la apariencia de cada pieza. -ambi*n dentro de estesemiproceso, se realiza la colocacion de los apliques sobrerelieve.

2. DEFINICION OPERACIONAL:

"l proceso de %abricaci#n de un producto cerámico está con%ormado por tresgrupos de operaciones. !rimero, la preparaci#n de materias primas y productosintermedios (donde ocupan un lugar destacado tanto las arcillas, como las %ritas,esmaltes y colorantes). Segundo, la obtenci#n del producto acabado, listo para

ser utilizado en el sector de la construcci#n. , en tercer lugar, la distribuci#n, esdecir, la colocaci#n del producto acabado en manos del consumidor nal.

/mpliando la perspectiva al conunto de la rama cerámica, es necesario destacarotras tres actividades %undamentales que, unto con la producci#n del azuleo,%orman la base de esta rama productiva& la e0tracci#n y preparaci#n de arcillas, laindustria de %ritas, esmaltes y colorantes y la producci#n y reparaci#n demaquinaria.

La materia prima principal del proceso de %abricaci#n de la cerámica, es la arcilla."0iste una gran variedad de arcillas utilizadas en la %abricaci#n de cerámica, lasdi%erencias se re1ean en su composici#n qu$mica que a%ecta directamente en laspropiedades %$sico2qu$micas de los productos obtenidos y en las emisiones


2/20

residuales, generadas durante todo el proceso. -ambi*n se utilizan en mucamenor proporci#n, otras sustancias tales como& cuarzo, arena, %eldespato, granito,etc.

3. PROPIEDADES FISICAS, QUIMICAS, TERMODINAMICAS YAMBIENTALES DEL PROCESO

1. Pro!"#$#"% &'%!($%:

• Co)or * $%"(+o: el color depende de las impurezas (#0ido de ierro) yde los aditivos que se empleen con la nalidad de ornamentar en laconstrucci#n.

• ")$%+!(!#$#: es la capaci#$# #" recibir las baas temperaturas sin

su%rir deterioros en las caras e0puestas al %r$o.• R"%!%+"-(!$ "(/-!($: usualmente la e0igencia se reere a la

resistencia a compresi#n y m#dulo de elasticidad, magnitudes muyrelacionadas con la porosidad. 3abe as$ mismo señalar la aceptableresistencia a tracci#n del material cerámico.

• D0r"$: presentan una gran resistencia mecánica al rozamiento, aldesgaste y a la cizalladura.

• T""r$+0r$: Son capaces de soportar altas temperaturas, elevadopunto de %usi#n, bao coeciente de dilataci#n y baa conductividadt*rmica.

2. Pro!"#$#"% 0'!($%:

• D"-%!#$# * oro%!#$#: son en todo análogas en lo denido parapiedras naturales. La densidad real es del orden de 4g5cm6.

• A%or(!4-: recibe el nombre de absorci#n espec$ca al 7 en peso deagua absorbida respecto de una pieza seca. 3on ella está relacionada lapermeabilidad.

• E%+$!)!#$# * r"%!%+"-(!$: -ienen gran estabilidad qu$mica y sonresistentes a la corrosi#n

• C$r$(+"r'%+!($% ")5(+r!($%: !oseen una amplia gama de cualidadesel*ctricas

6.DESCRIPCION DE LOS DIFERENTES METODOS Y TECNOLOGIAS DEINDUSTRIALI7ACION DEL PROCESO.OBTENCIÓN DE CERÁMICOS"n este primer grupo de los m*todos del procesamiento de los cerámicos se da

%orma empleando diversos m*todos y luego se ornea para darle resistencia.


3/20

• L$ &0-#!(!4- or r"8"%+!!"-+o: "s un m*todo interesante y casi 8nico encuento una suspensi#n de arcilla en agua se vierte en un molde.9eneralmente el molde se ace de yeso, con porosidad controlada, de modoque parte de agua de la suspensi#n entre en la pared del molde. / medidaque el contenido de agua en la supercie disminuye, se %orma un s#lidosuave. "l liquido sobrante se elimina y la %orma ueca se retira del molde. La

uni#n en este punto es arcilla2 agua.

• L$ (o-&or$(!4- )/%+!($ "- 9"#o: Se e%ect8a por medios diversos."n unos de los casos se apisona un re%ractario 8medo en un molde y luegose lo destruye para que salga en una %orma determinada. La masa plástica se%uerza a trabes de un troquel para producir una %orma alargada que luego secorta a longitud deseada. !or otra parte, cuando se desea %ormar gurascirculares tales como platos, se coloca una masa de arcilla 8meda en unarueda rotativa, y se la con%orma con una erramienta.

• Pr"-%$#o (o- o)8o %"(o: "sto se consigue rellenando un troquel con

polvo y luego prensándolo. 9eneralmente el polvo contiene alg8n lubricante,tal como ácido, esteárico o cera. :espu*s de aberse llevado a cabocualquiera de los procesos anteriores, la pieza %resca o verde se somete alorneado. ;ientras se calienta, se elimina el agua y los gigantes volátiles.

• E) r"-%$#o "- ($)!"-+":


4/20

RECEPCIÓN Y ALMACENAMIENTO DE MATERIAS PRIMAS:

La mayor$a de empresas dedicadas al sector cerámico obtienen la materia primade canteras cercanas al emplazamiento donde se encuentran ubicadas (ya seanpropias o aenas). "sta arcilla sin tratar es transportada mediante camiones astael emplazamiento donde se descarga y se almacena asta su posterior uso.

"l transporte de las arcillas en el interior de la planta se realiza mediante cintastransportadoras que pueden ser de tres tipos, de acero, de goma o de escamas.3abe destacar que durante el transporte de las arcillas dentro de la instalaci#npuede e0istir la emisi#n de part$culas al aire y desprendimientos de materia primaque podrán convertirse posteriormente en residuos.

MOLIENDA

"n el proceso de molienda se realiza la trituraci#n de la arcilla sin tratar que

provenga directamente de la cantera, y se obtiene la materia prima con lagranulometr$a y te0tura necesarias para su posterior con%ormado. !uede llevarse acabo de dos %ormas distintas, por v$a seca o por v$a semi28meda.

Las arcillas secas y duras se preparan meor en instalaciones por v$a seca. "ste tipode sistema asegura la obtenci#n de un porcentae importante de part$culas nasque se umectan con más %acilidad y rapidez, obteni*ndose una masa muyomog*nea y de mayor plasticidad. 3omo consecuencia obtenemos un meoracabado y una mayor resistencia mecánica, tanto del material seco como delproducto cocido.

!or otro lado, tambi*n puede llevarse a cabo este proceso por v$a semi28meda,donde el proceso de umectaci#n de la arcilla puede comenzar desde el mismoleco de omogeneizaci#n. "n estas condiciones el agua queda %uertemente ligadaal cristal arcilloso, dando como resultado un aumento de la plasticidad y coesi#nde la masa arcillosa, as$ como un aumento de su resistencia a las tensiones delsecado.

"n algunos casos, la arcilla molida puede ser mezclada con distintos aditivos seg8nlos requerimientos de calidad del producto nal.

"0isten distintos tipos de maquinaria para llevar a cabo este proceso seg8n el tipo

de molienda que se realice.

!ara la rotura de la arcilla en v$a semi28meda se utiliza el molino de martillo omuelas.

Si la trituraci#n se realiza en la mina o cantera, se utiliza la desmenuzadora, queadmite desde mineral seco asta una umedad má0ima del 4=7.

!ara el proceso de mezcla es además usual la utilizaci#n del rallador alimentadorrotativo, que permite obtener una per%ecta mezcla entre los aditivos y la arcilla.


5/20

CONFORMADO:

$= A$%$#o:

La arcilla debe estar lo bastante 8meda (en general entre valores de >4 a >?7 deumedad) para que se pueda mantener unida cuando se trabaa. "n el amasado seregula el contenido de agua de la mezcla de la arcilla mediante la adici#n de aguao vapor (el vapor puede provenir de una caldera au0iliar).

!ara el amasado de la arcilla, en las %ábricas de cerámica se utiliza la amasadora,máquina especialmente diseñada para la omogeneizaci#n de una mezcla dearcilla y la incorporaci#n de más agua o de colorantes y aditivos.

"n este proceso se produce un consumo de energ$a el*ctrica debido al propio

%uncionamiento de la maquinaria, por otro lado la umedad que se debe conseguiren la arcilla se puede proporcionar por dos caminos, adici#n directa de agua en lapasta, o mediante el vapor producido por una caldera au0iliar.

= Mo)#"o:

/unque la importancia energ*tica del moldeo en el proceso de %abricaci#n depiezas cerámicas es muy pequeña, su in1uencia sobre el consumo energ*tico esconsiderable, ya que determina la cantidad agua en las piezas moldeadas y portanto el consumo energ*tico del secado.

"n el caso del moldeo el proceso puede di%erir en %unci#n del material a %abricar.Los sistemas de moldeo más empleados en la industria cerámica son&

• ;oldeo manual& 3erámica art$stica, ladrillera.• -ornos cerámicos& 3erámica art$stica, vaillas.• 3olada& Loza sanitaria.• "0trusi#n& Ladrillera.• !rensado en semi2seco& @aldosas y azuleos.• !rensado en seco& /zuleos, baldosas, re%ractarios, vaillas y piezas especiales.

SECADO:

"l obetivo del secado es la reducci#n del contenido de umedad de las piezasantes de su cocci#n, es una operaci#n complea en la que convergen m8ltiples%actores& naturaleza de la arcilla, grado de preparaci#n y omogeneizaci#n,tensiones que pueden aber tenido lugar durante el moldeo, diseño y %ormato de lapieza, uni%ormidad o desuni%ormidad de secado, etc.

"l tipo de secado que se lleve a cabo in1uirá en la resistencia y calidad nal de lapieza despu*s de su cocci#n. "l secado de una pieza cerámica de cualquier tipo

transcurre en dos %ases&


6/20

• "liminaci#n del agua de moado a velocidad constante manteni*ndose 8meda lasupercie de la pieza. "n esta etapa se produce una contracci#n en la pieza igual alagua eliminada.

• La velocidad de eliminaci#n del agua decrece manteni*ndose seca la supercie dela pieza. La contracci#n de esta etapa es muy pequeña.

"l problema %undamental del secado es evitar que la contracci#n que su%re la piezaorigine agrietamientos y roturas. "ste condicionante controla la velocidad desecado ya que un secado e0cesivamente rápido puede agrietar la pieza. !araeliminar estos de%ectos en las piezas ay que evitar que los gradientes deumedad en la pieza sean e0cesivamente elevados.

COCCIÓN:

La cocci#n es la %ase más importante y delicada del proceso de %abricaci#n deproductos cerámicos.

"n este proceso se conere a la pieza las propiedades deseadas, al mismo tiempoque se muestra si las %ases precedentes (amasado, moldeo y secado) se anllevado a cabo correctamente o no. Las piezas se cuecen en ornos, a unatemperatura que va desde AB?C 3 asta algo más de >===C3.

PREPARACIÓN Y ALMACENAMIENTO DE PRODUCTO:

Las piezas, ya terminadas, se depositan apiladas encima de pellets de madera o de

las propias piezas y pueden envolverse con plástico retráctil y 1ee para %acilitar suposterior distribuci#n.

!or otro lado, en algunas empresas se umecta el material terminado para aportarla consistencia requerida por el cliente, este proceso se lleva a cabo de dosmaneras distintas en %unci#n de cada instalaci#n.


7/20

>. DIAGRAMA DE BLOQUES


8/20

?. REACCIONES QU@MICAS QUE IDENTIFICAN AL PROCESO ELEGIDOLa %ormula te#rica de la caolinita es Si4/l4D?(DE)F %recuentemente e0presada como/l4D6G4SiD4G4E4D.

Formación

Se %orman por descomposici#n de rocas %eldespáticas en procesos geol#gicos+n eemplo es la reacci#n a partir del %eldespato potásico

Si no se elimina adecuadamente el potasio durante el proceso se %orman arcillas!)'+!($%.R"$((!o-"% "- ") ro("%o #" (o((!4-

/ apro0imadamente ??= C3 se produce la desidro0ilaci#n de los

gruposidro0ilos que contiene la caolinita, %ormando metacaolinita. "steproceso es endot*rmico

1. CONDICIONES DE PROCESO

"0isten di%erentes tecnolog$as o procedimientos para la cocci#n de piezas

cerámicas seg8n se realice (a) una primera cocci#n del bizcoco sin la capa de

vidriado seguido de una posterior cocci#n a una temperatura in%erior del conunto

soporte cocido H vidriado o (b) una 8nica cocci#n del conunto soporte cocido H

vidriado. -ambi*n seg8n la temperatura que se trabae y el tipo de bizcoco

utilizado podemos distinguir entre&

2@icocci#n -radicional&+tilizaba ornos t8neles con ciclos de 4624I oras y temperaturas má0imas de

trabao de J==C3.

2@icocci#n Kápida&

3iclos de 6=2?? minutos y -Cma0 de >===2>=I= C3.

2;onococci#n !orosa&


9/20

Soporte rico en carbonatos (necesita un palier de desgasicaci#n importante),

ciclos de 6?2?? minutos y -Cma0. :e >=A=2>>?=C3.

2;onococci#n 9res&

Soporte pobre en carbonatos, ciclos de 6?2?? minutos y -Cma0.de >>==2>>A=C3.

2;onococci#n 9res !orcelánico&

Soporte muy pobre en carbonatos, muy blanco y más re%ractarios, ciclos de F?2

I= minutos y -Cma0. :e >>A=2>46=C3.

12. PURIFICACIÓN DEL PROCESO DE REACCIÓN

"n los productos cocidos, la cristobalita se trans%orma reversiblemente en la

variedad , entre 4F= y >B= M3, con una variaci#n de volumen comprendida entre

el 6 y el B7. :e estas trans%ormaciones se deriva la baa resistencia al coquet*rmico de los productos re%ractarios a base de s$lice.

"ntre los %en#menos qu$micos que se pueden producir se pueden citar,

esencialmente, los que conciernen a los silicatos y silico 2 aluminatos, compuestos

%undamentales de las materias primas cerámicas, y los que conciernen a los

compuestos denominados impurezas, presentes en las mismas.

:e modo general, los di%erentes constituyentes pueden entrar en reacci#n y dar

nuevos componentes seg8n la atm#s%era del orno.

Transformaciones que se presentan en los silicatos y silico – aluminatos

;ucos de los silicatos y silico 2 aluminatos que constituyen las materias primas

naturales contienen agua bao di%erentes %ormas, seg8n el tipo de uni#n qu$mica

presente en estos silicatos. Se pueden distinguir di%erentes tipos de agua l$gala& el

agua libre (umedad), el agua ligada por adsorci#n, el agua zeolitica y el agua de

constituci#n.

:espu*s de la desidrataci#n tiene lugar la destrucci#n del ret$culo cristalino y la

%ormaci#n de nuevas %ases cristalinas y v$treas.

Transformaciones que presentan las impurezas

:escomposici#n de carbonatos, que tiene lugar entre A== y J== M3. "n las pastas a

base de silicatos de aluminio se nota que su descomposici#n se acelera y se %orma

progresivamente Nollastonita, gelenita y anortita en las pastas cálcicas y di#psido

en las dolomiticas.


10/20

• Los carbonatos %errosos se descomponen a #0ido %*rrico sobre los 6B= M3 y a alta

temperatura se %orma magnetita (e6DF).• Los idr#0idos de aluminio idratados pasan a #0idos sobre los 6== M3.• La presencia de materia orgánica produce una descomposici#n gradual, en

atm#s%era o0idante, entre los6== y J== M3.•

"l sul%ato de cal es estable asta los >>== M3 y el sul%ato de magnesio descomponeantes de los >=== M3.

!or tanto, el proceso esquematizado es el siguiente&

DE A 6:

S" "L


11/20

13. TERMODINÁMICA DEL PROCESO:

La raz#n de ser de la cerámica, as$ como su importancia econ#mica, sebasan en el eco de que la cocci#n de las pastas previamentemoldeadas provoca una modicaci#n %undamental en sus propiedades,dando lugar a un material duro de consistencia p*trea e inalterabilidad de%orma, elevándose su dureza y resistencia mecánica, resistente al agua ya los productos qu$micos y que posee, además, caracter$sticas e0celentesy muy diversicadas.

La cocci#n de los productos cerámicos constituye, en consecuencia, laetapa más importante del proceso de %abricaci#n. "n esta %ase se pone demaniesto si las operaciones o etapas de %abricaci#n anteriores se andesarrollado convenientemente y si el producto cocido a adquirido laspropiedades y caracter$sticas deseadas adas por las normas.

"n la industria cerámica, se entiende por cocci#n el proceso %$sico 2qu$mico de calentamiento, de acuerdo con un plan preestablecido, de laspiezas crudas moldeadas, seguido de un en%riamiento seg8n un planigualmente bien denido. "n *l las arcillas se trans%orman en silicatos dealuminio cristalinos sin idratar.

Oo se conoce e0actamente la in1uencia de algunos %actores queintervienen en la cocci#n, no bastando con elevar la temperatura, puescada tipo de producto necesita una determinada en %unci#n de sucomposici#n qu$mica, sus dimensiones y sobre todo del espesor. Si lacocci#n se ace lentamente, se meora la calidad, pero con ello aumentanlos costos.


12/20

importante tener en cuenta que las piezas cocidas a8n calientes act8an,durante un cierto tiempo, como acumuladores de calor.

:urante el proceso, se genera una movilidad at#mica que conduce a launi#n de las part$culas y a la disminuci#n de la porosidad. La variaci#n de

dimensiones que se produce modica la porosidad, dependiendo delproceso de %abricaci#n y del grado de cocci#n. Si las variaciones devolumen no se producen de modo regular durante el proceso de cocci#n,las piezas presentarán %alta de uni%ormidad y tensiones. "s necesario,pues, controlar la velocidad de cocci#n ya que una contracci#n rápidapuede llevar a tensiones y provocar la rotura.

"n la cocci#n de productos cerámicos preparados con materias primasarcillosas, es importante considerar el intervalo de cocci#n, es decir, elrango de temperatura entre el inicio de la vitricaci#n (%ormaci#n de %ase

v$trea) y el inicio de la de%ormaci#n.

"ste intervalo depende de las caracter$sticas de la pasta y debe ser lomás amplio posible, debiendo estar la temperatura #ptima de cocci#ndentro de dico intervalo, no demasiado cerca del inicio de la vitricaci#npara que el material no sea demasiado poroso, y no demasiado cerca delinicio de la de%ormaci#n para que la pieza no quede de%ormada.

3on un intervalo de cocci#n demasiado corto, cualquier pequeña

di%erencia de temperatura del orno ace que el producto pase de poco ademasiado cocido.

Dtro %actor importante es el tiempo de cocci#n a la má0ima temperatura,que depende de las dimensiones del producto ya que es necesario untiempo que permita que las partes centrales del producto alcancen latemperatura requerida

EL IMPACTO MEDIOAMBIENTAL DEL SECTOR CERÁMICO"l principal impacto medioambiental del sector se centra en las emisionesatmos%*ricas, generadas %undamentalmente en los procesos de %usi#n de las %ritas,cocci#n y esmaltado, elevado consumo energ$a y generaci#n de residuos."n el presente ep$gra%e se e%ect8a un breve análisis del impacto medioambientalde la actividad del sector cerámico. !ara ello se an analizado los aspectosmedioambientales del sector.>F.4. 3onsumo de materias primas en el sector cerámicoLas baldosas cerámicas (gres esmaltado, gres porcelánico y azuleo) son piezas queestán constituidas normalmente por un soporte de naturaleza arcillosa y porosidadvariable con o sin un recubrimiento de naturaleza esencialmente v$trea.

/tendiendo a la constituci#n de dicos productos, las materias primas utilizadasen el proceso de %abricaci#n de baldosas cerámicas se pueden dividir en dosgrandes grupos& ;aterias primas del soporte cerámico& "n este caso se parte de

una mezcla de materias primas, denominadas com8nmente pasta, la cual su%re


13/20

diversas trans%ormaciones %$sico2qu$micas asta alcanzar las propiedadesrequeridas para el producto acabado.

D"%(r!(!4- #") /!+o #" $(+!8!#$#

"l ámbito de actividad V3erámica na y de construcci#nV comprende los ramosindustriales siguientes&

C"r/!($ #" (o-%+r0((!4-: Ladrillos, teas, gres, arcilla e0pandida, azuleos ybaldosas, material re%ractario

C"r/!($ -$: !roductos de al%arer$a, loza, gres no, porcelana, electroporcelana,loza sanitaria, muelas y cuerpos abrasivos

C"r/!($ +5(-!($.

La mayor parte de las empresas de la industria de cerámica de construcci#n y naestán ubicadas en las inmediaciones de yacimientos de arcilla. (La e0tracci#n delas materias primas s#lo se aborda supercialmente en este cap$tulo' los detalles

pueden consultarse en el cap$tulo V;iner$a a cielo abiertoV). Las instrucciones parala preparaci#n y transporte de las materias primas guran tambi*n en elcorrespondiente cap$tulo. /s$ como el tamaño de las instalaciones cerámicas puedevariar muco, su producci#n diaria 1uct8a entre varios Wilogramos en cerámicat*cnica, >= a ?= t5d$a normalmente en cerámica na y, como má0imo, F?= t5d$a enla industria del ladrillo. :ado que mucas empresas operan en sectores deproducci#n variados, la producci#n total de las %ábricas es a menudo mayor que laproducci#n diaria t$pica para un producto determinado.

Las industrias de cerámica na y de construcci#n utilizan como materia primabásica todo tipo de arcillas y caolines, as$ como camota (arcilla cocida),

%eldespatos y arenas. La industria de materiales re%ractarios y de abrasivos y lacerámica t*cnica utilizan, además, otros mucos #0idos resistentes a altastemperaturas o a la abrasi#n, por eemplo, corind#n (/l4D6), #0ido de circonio(rD4) o carburo de silicio (Si3).

Las empresas tienden cada vez más a utilizar no s#lo sus propias materias primas,cercanas a la empresa, sino tambi*n a comprarlas ya preparadas, sobre todo paraproductos re%ractarios, abrasivos y cerámica t*cnica, as$ como las materias primasnecesarias para el vidriado y %ritado.

E(o%!%+"$%

+n deterioro del paisae y una alteraci#n de la supercie acompañan a lae0tracci#n de materias primas. :ado que el consumo de materias primas por%ábrica no es muy grande, las zonas de e0plotaci#n aisladas suelen sertambi*n relativamente pequeñas. "n cualquier mina de arcilla aparecen arcillasmuy variadas. ;ediante procedimientos de preparaci#n ecaces, en los 8ltimosaños se a conseguido tambi*n utilizar arcillas de calidad mediana, abi*ndosepodido reducir as$ la carga de escombros en la zona de las minas de arcilla.

/ la ora de elegir el emplazamiento de una %ábrica de cerámica ay que tener

presentes tambi*n los aspectos ecol#gicos. Si se instala una %ábrica en


14/20

una zona asta entonces de uso agr$cola, debe comprobarsequ* alternativas e0isten para obtener ingresos, sobre todo para las mueresa%ectadas. /demás del cumplimiento de las normas correspondientes para gas deescape, polvo, ruido y agua, ay que e0aminar las condiciones del subsuelo, laintegraci#n en el paisae y la in%raestructura del emplazamiento.

La in%raestructura comprende, por eemplo, suministro y posibilidades de viviendapara personal %emenino y masculino, sistemas y volumen de tráco,industrializaci#n e0istente y planicada de la zona.

:ado que la incidencia sobre el medio ambiente no se limita a la zona de la %ábrica,los grupos de poblaci#n a%ectados, sobre todo mueres y niños, deben tenerdereco a atenci#n m*dica.

Kesulta di%$cil una recuperaci#n (reciclado) de bienes de consumo de cerámica nadespu*s del uso en, o dentro de, edicios o en el ogar, dada

la diversidad y pequeña cantidad e0istente en los respectivos lugares de consumo.!or el contrario, en la industria de materiales re%ractarios, sobre todo en las%ábricas de acero, más del 6=7 de los productos re%ractarios se sometena recuperaci#n.

1. APLICACIÓN Y FINES DE LA CERÁMICA:

Pro#0(+o% * $)!($(!o-"% !-#0%+r!$)"% "- ("r/!($

Las caracter$sticas espec$cas de cada una de las cerámicas acen de ella unmaterial id#neo para una aplicaci#n determinada.

La gran dureza que e0iben las convierte, por eemplo, en un material muyrecomendable para usos antidesgaste. Si a esto añadimos la buena resistencia a1e0i#n que alguna de ellas presenta resulta que tenemos un gran materialantidesgaste que tambi*n puede soportar condiciones de trabao de e0tremadadureza.

Su estabilidad qu$mica les permite trabaar en presencia de ácidos y álcalis sinsu%rir corrosi#n, incluso a altas temperaturas. "sto posibilita la %abricaci#n decomponentes capaces de trabaar en ambientes donde otros materiales no podr$anresistir.

La capacidad que tienen las cerámicas de soportar altas temperaturas lasconvierten en e0celentes re%ractarios, pudiendo algunas soportar cargas a8n porencima de los >?== C3.


15/20

"stas y otras propiedades de los nuevos materiales cerámicos permiten multitud deaplicaciones, que van desde los discos de al8mina de los gri%os de nuestras casas,asta los revestimientos de las naves espaciales. /s$ es, las nuevas cerámicas sean convertido en uno de los materiales más versátiles que actualmente seconocen.

A)!($(!o-"% T"(-o)4!($%&Son las nacientes aplicaciones potenciales de la cerámica avanzada las que loscient$cos e ingenieros buscan en mucos campos, mirando acia el %uturo. "n estal$nea, las cerámicas se están incorporando aora a los motores de combusti#ninterna. Los principales benecios que pueden derivarse de su incorporaci#n sonaltas temperaturas de %uncionamiento y un menor peso total del motor, lo cual setraduce en un mayor rendimiento. /demás, y debido a su e0celente resistencia aldesgaste, los componentes cerámicos no requieren una lubricaci#n e0austiva.

La empresa Oissan de moto2res, industria aponesa del sector automovil$stico, a

introducido ya un ve$culo con un motor turbo de nitruro de silicio en su motor. Laempresa 3ummins a esta doprobando un motor diesel para camiones con cabezasde pist#n, coinetes y camisas de cilindros cerámicos que permiten el%uncionamiento sin un sistema de re%rigeraci#n. Uarias rmas estadounidensesestán desarrollando motores con turbina de gas cerámica para auto2m#viles, y laKollsKoyce está e0perimentando con motores similares para elic#pteros.

Los avances en la ciencia e ingenier$a de materiales estimulan el crecimiento demucos sectores dela econom$a. Los nuevos materiales y procesos, am*n desatis%acer las necesidades de las industrias e0istentes, crean nuevas tecnolog$as.

1;. IDENTIFICACIÓN DE PROBLEMAS EN LA INDUSTRIA

Aire

G$%"% #" "%($"H$%"% #" (o0%+!4-

"n la obtenci#n, preparaci#n y modelado de productos cerámicos apenas seoriginan gases de escape. +na e0cepci#n es la e0pulsi#n de la umedad en la torre

de pulverizaci#n, por eemplo en la %abricaci#n de baldosas, y en las instalacionesde molienda en seco durante la preparaci#n de la arcilla, donde siempre sedesprende vapor de agua inocuo.

:urante el proceso de vidriado es preciso impedir que los vapores producidos, quea veces contienen metales pesados y otras sustancias t#0icas, pasen al medioambiente o sean inalados por los operarios. !or tanto, s#lo deben autorizarseinstalaciones de vidriado que dispongan de los dispositivos necesarios deaspiraci#n y de tratamiento de aguas residuales. Los operarios que realizantrabaos de servicio o reparaci#n necesarios en este sector, an de protegerseutilizando ltros de respiraci#n. :urante el secado de los productos vidriados sedesprende vapor de agua en principio inocuo.


16/20

La contaminaci#n por gas de combusti#n durante la cocura depende tanto de laemisi#n del producto a cocer como del tipo de combustible utilizado. /qu$ sedesprenden a veces componentes volátiles de la pasta y del combustible.

Los e%ectos negativos de las emisiones de 18or de la industria cerámica sobre elmedio ambiente an sido reconocidos como graves, sobre todo en los 8ltimos años,

a causa de los daños surgidos en las pro0imidades de las %ábricas de cerámica(s$ntomas patol#gicos en animales y plantas). Los 1uoruros están contenidos entodas las materias primas cerámicas y durante la cocura a veces en el gas deescape. Sobre la base de este conocimiento, en "uropa la emisi#n de 18or debeser in%erior a ? mg5mX normales en instalaciones nuevas.

:ado que el %uncionamiento de las instalaciones de cocci#n de cerámica escontinuo, a veces se utilizan, como complementos combustibles, materialesresiduales de otros sectores de producci#n, por eemplo, aceites vieos ycomponentes orgánicos procedentes de instalaciones acondicionadoras de agua.

Las instalaciones que usan tales materiales están sometidas a normasespeciales, pues a trav*s de los materiales residuales se pueden incorporar #0idospeligrosos, que se emiten a su vez a trav*s del gas de combusti#n.

/parentemente la emisi#n de #0ido de nitr#geno durante la cocci#n no esproblemática en la mayor parte de las plantas que operan a temperaturasrelativamente baas. !or el contrario, en las instalaciones de cocci#n a altatemperatura de laindustria de materiales re%ractarios es precisoencontrar soluciones especiales para desnitricar los gases de escape.

!or lo general no se producen gases de escape durante la clasicaci#n, el embalae

y el transporte interno, ni tampoco durante la elaboraci#n o acabado. Ynicamenteen muy contados casos, por eemplo en la !-+0r$ o "%+$$#o posteriores,puede aber contaminaci#n por gases de escape. "stos problemas debenresolverse caso por caso.

Polvo

"l polvo constituye un riesgo latente, sobre todo para los obreros de las %ábricas decerámica na y de construcci#n. "l polvo no de cuarzo puede provocar a%eccionessilic#ticas.

"n %unci#n de las condiciones geol#gicas y meteorol#gicas, durante la e0tracci#nde las materias primas puede producirse en las minas una carga de polvo, que esposible reducir por riego y con m*todos de e0plotaci#n y transporte espec$cos.

;ientras que en el medio 8medo de los procesos plásticos no se produce apenaspolvo, en la preparaci#n, modelado y secado se adoptan numerosas medidas, entreellas la limpieza continua de las plantas, el ormigonado y a veces barnizado de lossuelos, captaciones de polvo ecaces, liado en 8medo de la porcelana yproductos sanitarios, a n de limitar en lo posible el desprendimiento de polvo.


17/20

:urante la cocci#n no se produce generalmente más que una pequeñacontaminaci#n de polvo. "n la actualidad se incorporan %recuentemente ltrossecos a los ornos y, con menor %recuencia, equipos de separaci#n en 8medo. Losequipos de absorci#n en seco pueden contaminar con polvo. !or ello, cuando seutilizan estos equipos ay que procurar que la cantidad de polvo má0ima en el gasde combusti#n no sobrepase los ?= mg5OmX. Las condiciones de %uncionamiento de

estos equipos requieren un mantenimiento peri#dico.

Ruido

"n la mayor parte de los procesos de producci#n de la industria cerámica ayuna emisi#n de ruido que generalmente no sobrepasa A? d@(/).

"n la e0tracci#n de materias primas pueden producirse breves impactos sonoros acausa de e0plosiones, y las consiguientes sacudidas, que a veces causan gravesmolestias a la vecindad. !ero mediante m*todos de detonaci#n adecuados se

pueden reducir considerablemente tales molestias por ruido.Las máquinas utilizadas oy para la e0tracci#n cuentan con una insonorizaci#n quesatis%ace las e0igencias de la protecci#n contra el ruido.

"n la preparaci#n se originan ruidos molestos producidos, por eemplo, porquebrantadoras de impacto y por molinos para la trituraci#n de materiales duros."stas instalaciones de trituraci#n y las de preparaci#n a ellas asociadas sepueden encapsular o insonorizar para proteger el entorno %rente a e%ectos sonorosgraves.

"n las %ases de trabao de secado y cocci#n es preciso usar ventiladores, que

pueden producir niveles de ruido superiores a A? d@(/). "stas %uentes sonoras ande instalarse %uera de los puestos de trabao permanentes. "n procesos de%abricaci#n especiales de cerámica de construcci#n y na, por eemplo, en laescisi#n de baldosas endidas y en el uso de plancas, bastidores o paletasmetálicas destinadas a sistemas de transporte internos, surgen problemas de ruidot$picos. /doptando medidas adecuadas, por eemplo, encapsulaci#n de puestos detrabao permanentes y amortiguaci#n de los sistemas de transporte m#viles concauco, pueden reducirse tales cargas sonoras.

!ara evitar las molestias por ruido, los valores de inmisi#n de las zonas

abitadas pr#0imas a los talleres de producci#n cerámicos no deben sobrepasar ?=2 I= d@(/) de d$a y 6? 2 F? d@(/) de noce. Las %ábricas de cerámica deben estar auna distancia m$nima de ?== m de las zonas urbanizadas.

Agua

/ n de no superar los valores vigentes, el agua brotada en la zona de la minadebe pasar por tanques de reposo, si %uera necesario añadiendo agentes desedimentaci#n. "l agua supercial surgida en el recinto de la mina a de evacuarsepor separado.


18/20

"l consumo de agua %resca es reducido en las %ábricas de cerámica modernas, yaque el agua requerida para el proceso pasa al circuito interno. +na parte del aguautilizada se desprende como vapor de agua durante la preparaci#n de losgranulados en la torre de rociado, o durante el secado de los productos. Las aguasresiduales resultantes contienen arcilla, %undentes y otras materiasprimas cerámicas, que se precipitan y retornan al proceso a trav*s

del circuito interno.

"l agua sanitaria producida en las %ábricas de cerámica na y de construcci#n debeser conducida y eliminada por separado.

Suelo

/ctualmente se utilizan con %recuencia las minas de arcilla' una vez nalizada lae0tracci#n, dada su relativamente escasa permeabilidad al agua, parael almacenamiento de productos de deseco de todo tipo. "l deterioro del suelo por

erosiones y acumulaciones de agua no puede evitarse en las minas antiguas, puesnormalmente en la *poca de e0plotaci#n la conducci#n de agua no se ac$a deacuerdo con las normas actuales de protecci#n ecol#gica.

"l escombro de las %ábricas de cerámica apenas contamina el suelo, puesto que laspiezas rotas durante la producci#n se vuelven a utilizar en la propia %abricaci#n oen otras %ábricas de cerámica, y s#lo con una gesti#n irracional del trabao puedenoriginarse escombreras. La e0cepci#n son pequeñas cantidades de yeso queresultan de la %abricaci#n de porcelana, arte%actos sanitarios y teas, que ande deponerse correctamente.

Puesto de Trabajo

"n zonas de trabao especiales, el personal de las plantas cerámicas puede correrriesgos de salud o su%rir molestias debido al ruido, al polvo y al calor.

"s preciso proteger los puestos de trabao permanentes en zona de %uentessonoras intensas adoptando medidas de insonorizaci#n. Si a pesar de estasmedidas el nivel es de A? d@(/), ay que disponer de protector de o$dos, que sellevará obligatoriamente a partir de J= d@(/) para impedir los consiguientes dañosal o$do. -ambi*n durante una corta permanencia en zonas con ruido intenso tiene

que llevarse protector de o$dos.

"n las %ábricas modernas, la carga de temperatura a la que se ven e0puestos losoperarios durante la cocci#n en ornos de los tipos de t8nel, de empue, con solerade rodillos o de alimentaci#n por carro es relativamente moderada. "n %ábricas conornos antiguos de cámara individual y anulares se producen durante la colocaci#ny retirada de la mercanc$a altas cargas de calor. "n casos especiales, por eemplodesplome de un carro de orno t8nel, ay que e%ectuar durante breve tiempotrabaos bao má0ima carga de temperatura. "n esos casos ay que observarrigurosas medidas de protecci#n, como llevar traes antit*rmicos. /demás, talestrabaos deben estar sometidos a un control adecuado.


19/20

"n %ábricas de cerámica na, sobre todo en la industria de la porcelana y desilicatos (re%ractarios), la contaminaci#n permanente con polvo de cuarzo puedeser causa de riesgo para los operarios. /qu$ es indispensable, además delas medidas t*cnicas, una revisi#n m*dica peri#dica, con la que se puedandescubrir a tiempo alteraciones br#ticas (alteraciones de los alv*olos pulmonares)para preservar al operario de daños permanentes, cambiándole de puesto de

trabao.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS


20/20

• -*cnicas de 3onservaci#n "nerg*tica en la

Fabricación Industrial de La Cerámica

Documents

Transcript of Fabricación Industrial de La Cerámica