Aparentemente invisible. La química en la cerámica.

La plasticidad de la mezclas es un aspecto clave dentro del proceso productivo cerámico.

Un factor que influye significativamente en las decisiones que los fabricantes de cerámica deben tomar en función de los valores que caracterizan las arcillas que utilizan. 

Arcillas que, junto con otras materias primas mezcladas con agua, conforman la mezcla.  

En términos generales, el uso de arcillas con altos valores de plasticidad suele ser sinónimo de una gestión más sencilla de los procesos.

Sin embargo, no siempre se dispone de arcillas de alto rendimiento y, en cualquier caso, es fundamental considerar otros parámetros productivos y encontrar un equilibrio adecuado (o un compromiso) para garantizar que incluso las fases posteriores a la conformación inicial del soporte cerámico se desarrollen sin problemas significativos.  

Tras una primera definición de esta sorprendente propiedad física, el episodio ofrece una visión general del tema aplicado al sector cerámico. No solo en relación con la producción de baldosas.

El Microscopio Electrónico de Barrido (MEB) es una sofisticada herramienta utilizada en muchos campos de la investigación científica, incluso en la cerámica.

El uso de un haz de electrones en lugar de luz permite obtener no solo extraordinarias imágenes de alta resolución, sino también información detallada sobre la composición de la muestra.

La información es tan precisa y exhaustiva que ofrece a los fabricantes soluciones claras o, al menos, sugerencias sobre las medidas que deben tomarse para resolver adecuadamente los problemas de producción.

¿Cómo funciona la herramienta y cuáles son sus funciones más importantes para apoyar a la industria cerámica?

El silicato sódico es una sustancia inorgánica que a temperatura ambiente se encuentra en estado sólido.

Es un compuesto químico utilizado en varios ámbitos de la producción industrial.
En cerámica, el silicato sódico es muy eficaz dentro de las mezclas cerámicas.

Entre los diversos efectos que produce, desempeña un papel muy importante en términos de fluidificación.

El episodio trata de la función que desempeña esta sustancia, destacando sus diversas propiedades y los beneficios que promueve, con especial atención a la defloculación de las mezclas cerámicas.

Las emisiones contaminantes y olorosas son dos importantes retos a los que los productores prestan mucha atención desde hace tiempo. 

Se trata de un problema que aparece en la fase final del ciclo de producción cerámica, en el interior de los hornos, pero cuyo origen se encuentra en los procesos previos de aplicación que, en su mayoría, tienen lugar a lo largo de la línea de esmaltado.

Los escenarios pueden ser diferentes, pero las emisiones se producen mayoritariamente por el uso de colas y tintas digitales que, por su particular quimismo, pueden considerarse el núcleo del problema.

¿Qué debemos saber al respecto?

Entre los diversos problemas que pueden surgir en la línea de esmaltado, la formación excesiva de espuma en las suspensiones de esmalte es uno de los más frecuentes y problemáticos.

El fenómeno ya es visible en la superficie del esmalte dentro de los sistemas de agitación, pero las consecuencias pueden persistir incluso después del final de la producción, es decir, después del ciclo de cocción.

Desde el punto de vista químico, ¿qué es la espuma? ¿Cuáles son las causas de su presencia y qué debemos saber para evitar su formación o para eliminarla en caso de fenómenos inesperados?

Hablando de aplicaciones de esmaltado cerámico y defectos técnicos, uno de los más extraños e interesantes es el «efecto TV».

Consiste en una migración preferencial del esmalte hacia los perímetros de la baldosa que produce en esas zonas un engrosamiento del esmalte.

El resultado antiestético es un hinchamiento bastante regular de la superficie a lo largo del borde del material cerámico.

Un resultado que recuerda a los antiguos televisores de rayos catódicos y que puede ser visible incluso después del ciclo de cocción.

¿Qué es exactamente el efecto TV?

¿Cómo se manifiesta y cuáles son las causas?

¿Qué podemos hacer finalmente para evitar el problema?

La viscosidad (o coeficiente de fricción viscosa) mide la actitud de una sustancia al generar fricción entre sus capas.

En otras palabras, define la resistencia del fluido a fluir correctamente.

Los valores de viscosidad de la barbotina -es decir, la suspensión de materias primas inorgánicas, agua y dispersantes que, tras el proceso de atomización, formará el soporte cerámico bajo el peso de las prensas - a veces pueden cambiar rápida y repentinamente, y crecer.

En caso de aumento excesivo o fuera de norma, pueden producirse muchos problemas críticos, que comprometen el uso del sistema acuoso o incluso obligan a los productores a detener repetidamente la línea de producción.

¿Cuáles son las principales causas que pueden afectar significativamente a los valores de viscosidad de la barbotina y qué necesitamos saber para actuar con prontitud, evitando los peores escenarios?

Todas las aguas de proceso que intervienen en la producción cerámica, tanto las del grifo como las de pozo, suelen contener bacterias.

Y lo mismo ocurre con las materias primas inorgánicas utilizadas en el proceso de molienda para producir los productos semiacabados que se aplicarán posteriormente a lo largo de la línea de esmaltado: fritas, arcillas, feldespato, nefelina, etc.

Debido a la enorme cantidad de agua utilizada, los departamentos de molienda de esmaltes y engobes pueden verse a veces atacados por importantes proliferaciones bacterianas.

La actividad de los microorganismos (especialmente la de las bacterias) es capaz de disminuir o incluso anular la acción de los productos químicos que deben dotar a las suspensiones de las características adecuadas para desarrollar una aplicación correcta, garantizando además unos resultados técnicos y estéticos sobresalientes.

En esta perspectiva, ¿cuáles son las principales consecuencias de las degradaciones bacterianas?

Gracias a la digitalización de algunos de sus procesos, la industria cerámica ha evolucionado bastante en los últimos años, y en esta perspectiva el sistema de impresión digital desempeña uno de los papeles más importantes.

De hecho, el uso de tintas digitales ha permitido sustituir casi totalmente los antiguos sistemas de decoración. Su formulación y, por tanto, su producción es muy delicada y compleja, ya que debe cumplir estrictamente unos parámetros específicos.

¿Qué son las tintas digitales?

¿Cuáles son sus componentes y sus propiedades más importantes?

Este episodio trata de dar respuestas sencillas a esas preguntas, ofreciendo un breve identikit de esta importante categoría de productos.

La tensión superficial es la tendencia de las superficies líquidas en reposo a contraerse en la mínima superficie posible.

En general, para conseguir una correcta aplicación del esmalte, siempre es importante trabajar sobre la tensión superficial del fluido disminuyéndola o, más generalmente, ajustándola, hasta alcanzar los valores adecuados según el sistema de aplicación elegido (spray, vela o campana).

Para ello, existen en el mercado varios productos químicos que, según su naturaleza química y su formulación, son capaces de afectar a la tensión superficial actuando -por ejemplo- como agentes niveladores (tensioactivos y humectantes), antiespumantes (antiespumantes) o compatibilizantes (en caso de fenómenos de repelencia), resolviendo muchos problemas.

¿Cómo actúan estos productos químicos y, más en general, qué debemos saber sobre el tema?