Materias primas pre-procesadas térmicamente

En cerámica se utilizan una serie de materias primas que ya han sido sometidas a procesos térmicos que se mezclan con materias primas “crudas” como silicatos y compuestos minerales o rocas del tipo “no silicatos”.

Estas materias primas pre-procesadas térmicamente pueden ser sólidos vítreos (como la chamota o el vidrio pulverizado) o sólidos cristalinos pulverizados (fritas, pigmentos, cenizas, alúmina calcinada, etc…). En ambos casos, las partículas de estas materias primas ya han sufrido ciertas transformaciones térmicas, es decir, ya han pasado por el horno, llegando hasta la calcinación, o hasta la vitrificación, o incluso hasta la fusión.

Las materias primas calcinadas han sido calentadas hasta una temperatura elevada, de forma que sus componentes se han descompuesto, liberando gases, y se han transformado física y químicamente. Los compuestos calcinados mantienen su estructura cristalina, ya que en la calcinación no se alcanza la transformación vítrea,

Las chamotas son partículas de cerámica pulverizada, por lo que sus partículas son pequeños trozos de red vítrea, es decir, la chamota no es cristalina. Estas partículas de chamota, mezcladas en las pastas, se mantienen como partículas refractarias (por su contenido en alúmina) en el horno, y se unen al resto de la pasta por sinterización, ya que en ningún momento llegan a la fusión. El rango de fusión de la chamota es igual al de la cerámica y es muy superior a las temperaturas de la pasta cruda porque los fundentes no pueden actuar. Durante la vitrificación , tan solo la superficie de la chamota se verá afectada por los fundentes y fases líquidas de la pasta cruda, provocando así la sinterización y la unión de la chamota al resto del cuerpo cerámico. 

Las chamotas, cuando se añaden a una pasta plástica, son anti-plásticas y mejoran el proceso de secado porque no se contraen, dotando a la pasta cruda de una “estructura”, evitando la formación de grietas. Por eso son muy útiles a la hora de modelar piezas grandes o de paredes gruesas. Los objetos cerámicos con chamota suelen tener la textura que aportan las partículas no fundidas de chamota , las cuales conservan su forma original tras la cocción, y disminuyen su coeficiente de dilatación térmica.

Dependiendo del tamaño de las partículas de chamota, se la clasifica en imperceptible, pequeña, mediana o grande. La llamada moloquita o meta-caolín es caolín cocido a 1500ºC  o chamota de caolín. La arlita es arcilla expandida muy porosa que también actúa como chamota. 

El vidrio pulverizado, es otra materia prima cuya estructura es vítrea en lugar de cristalina. Se trata de vidrio, en muchos casos coloreado que se pulveriza. El vidrio, a diferencia de la cerámica, no lleva alúmina, por lo que el polvo de vidrio no es refractario como la chamota y al meterlo en el horno se fusiona con bastante rapidez, dependiendo de la composición del vidrio. El vidrio pulverizado se usa en pastas y en vidriados y se comporta como una frita en la que suele haber abundantes fundentes alcalinos o plomo y colorantes. 

En cerámica se suelen utilizar mucho las cenizas vegetales para realizar vidriados. Habitualmente las cenizas vegetales tienen alto contenido en óxidos de sodio, potasio, magnesio y calcio en una combinación desconocida que depende de su origen vegetal. También se utilizan las cenizas de huesos calcinados que llevan en su composición el Fosfato tricálcico que se descompone en P2O5 (formador de vidrio) y CaO (fundente).

La alúmina calcinada, así como ciertas arcillas calcinadas son las materias primas, calentadas por encima de 600ºC, perdiendo el agua química. La alúmina calcinada es Ɣ-Alúmina.   Cuando el vidriado contiene una cantidad elevada de arcilla, suele introducirse una parte de ésta calcinada para mejorar el acoplamiento sobre el soporte. Sirven ambas también como materia prima de alúmina.

El cemento es un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse después de ponerse en contacto con el agua. También se puede utilizar cemento en la composición de algunos vidriados.

Se denomina frita al proceso de calcinación mediante el cual se hacen insolubles materias primas solubles en agua. Una frita es generalmente un compuesto de óxidos o minerales calentado hasta su fusión y enfriado bruscamente con el objeto de reducirlo a fragmentos pequeños y facilitar su molienda posterior. Las fritas son útiles porque (a) reducen la toxicidad, como por ejemplo los compuestos con plomo, (b) hacen que desaparezca la solubilidad, por ejemplo en compuestos de Na, K y B y (c) dan resultados fiables. Se usan habitualmente en baja temperatura ya que en alta temperatura se llegan a fundir y solo aportan la comodidad de su uso.

Las fritas siempre reducen la temperatura de fusión de un vidriado.

Por ejemplo, si juntamos sin fritar 1 PbO + 1 SiO2 la mezcla funde a 900ºC. Si hacemos una frita de bisilicato de plomo de fórmula PbO·2SiO2 funde a 900º (a pesar de tener más SiO2). Si juntamos sin fritar 1 PbO + 2SiO2 la mezcla funde a 1100ºC.

Si hacemos nosotros las fritas, es importante tener en cuenta su pérdida en peso debida a la pérdida del agua química durante la calcinación. Para realizar una frita, el K2O se suele introducir mediante feldespato potásico, pero también puede utilizarse salitre K2O·Na2O. El Na2O se introduce utilizando bórax o carbonato de sosa, aunque también puede utilizarse albita o nefelina sienita. El boro se introduce utilizando ácido bórico cristalizado o con bórax (si el vidriado también lleva Na2O). Con el caolín se introduce la alúmina.

Para hacer una frita en un taller artesano, una vez preparados los componentes, se introducen en un crisol (de 100 gr o 200 gr) que se introduce en un horno especial de gas con aire forzado hasta obtener la fusión de los materiales. Se saca el crisol del horno al rojo vivo y el contenido se echa sobre agua provocando un enfriamiento súbito que hace que la masa cristalina quede resquebrajada y quebradiza. Se pulveriza después. Se deja secar, se prensa y se machaca.

De esta forma se obtiene un vidriado pre-fundido o frita que suele usarse con algún añadido de caolín o arcilla para hacer las labores de suspensivo además de aportar alúmina y sílice a la fórmula, y si es necesario adiciones de cuarzo y de carbonato cálcico.

Las fritas comerciales son un elemento muy útil y pueden adquirirse en tiendas especializadas en cerámica. Dependiendo del país podemos encontrar fritas de distintos fabricantes, Es muy habitual leer artículos en los que se mencionan fritas de las marcas Ferro, Prodesco, Degussa, Reimbold & Strick, Mondré & Manz, Th. Goldschmidt A.G., etc..

Los pigmentos usados en cerámica son mezclas calcinadas de los óxidos colorantes (hierro, cobre, cromo, manganeso, cobalto, níquel, etc), acompañados a veces con elementos que actúan como modificadores del color (óxidos de cinc, calcio, estaño, titanio, etc.). A éstos se le agregan otros elementos que actúan como estabilizadores del color a la vez que añaden refractariedad, como la alúmina (óxido de aluminio), el cuarzo y el óxido de zirconio. También se suelen agregar óxidos fundentes que actúan como modificadores de los tonos, al mismo tiempo que rebajan la temperatura de calcinación, como el minio (óxido de plomo rojo) el bórax y el ácido bórico. 

Los pigmentos se preparan industrialmente siguiendo fórmulas muy exactas: se pesan cuidadosamente los componentes, se los muele para lograr una mezcla íntima, y se calcinan luego a elevada temperatura, generalmente entre 1000º y 1200º C, según el tipo y color deseado. Luego se los lava repetidas veces para eliminar restos de elementos solubles y se los muele hasta que pasan por una malla muy fina. Quedan entonces de un color ya definido que, a diferencia de lo que pasa con los óxidos colorantes, no variará tras la cocción.

Tanto las fritas como los pigmentos (fritas colorantes) son productos de elaboración industrial, aunque se pueden fabricar en un taller. Sin embargo, las ventajas de estos productos industriales hacen que la fabricación en talleres artesanos de fritas sea prácticamente inexistente. 

Un comentario en “Materias primas pre-procesadas térmicamente

Deja una respuesta

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Salir /  Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Salir /  Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Salir /  Cambiar )

Conectando a %s

A %d blogueros les gusta esto: