Reología de suspensiones

En cerámica la reología se refiere al conjunto de propiedades que exhiben las suspensiones y los líquidos.

Las propiedades reológicas de las suspensiones son aplicables a los coloides utilizados en los procesos cerámicos (pastas cerámicas plásticas, coladas, barbotinas, engobes, vidriados, suspensiones de óxidos y pigmentos).

Las propiedades reológicas de los líquidos son aplicables a los materiales fundidos durante la cocción, es decir, a los vidriados en su estado de fusión.

Las propiedades reológicas más importantes de las suspensiones antes de entrar en el horno son:

  • densidad relativa
  • estabilidad
  • tixotropía y gelación
  • plasticidad
  • viscosidad
  • contracción en el secado

Densidad relativa

La densidad relativa es una comparación de la densidad de una sustancia con la densidad del agua que se toma como referencia: ambas densidades se expresan en las mismas unidades y en iguales condiciones de temperatura y presión. La densidad relativa es adimensional (sin unidades), ya que queda definida como el cociente de dos densidades.

A veces se le llama densidad específica o gravedad específica (del inglés specific density and specific gravity) especialmente en los países con fuerte influencia anglosajona. Tal denominación es incorrecta, por cuanto que en ciencia el término «específico» significa «por unidad de masa». De todas maneras es importante indicar que el término «Densidad específica» ya ha sido aceptado por múltiples autores de libros, aunque si se toma textualmente según lo indicado por la Real Academia Española, esto sería un error. ​

La densidad relativa (ρr) está definida como el cociente entre la densidad propia de una sustancia (ρ) y la de otra sustancia tomada como referencia ( ρ0), es decir: ρr = ρ / ρ0

Para los líquidos y los sólidos, la densidad de referencia ρ0 es la del agua líquida. Matemáticamente se puede demostrar que dividir dos densidades de dos sustancias es equivalente a dividir los pesos de volúmenes iguales de dichas sustancias.

En un vidriado o en un engobe, por tanto, hablamos de la comparación de su peso con el peso del agua para un volumen igual de ambas sustancias. Un vidriado con densidad relativa de 1,8 significa que pesa 1,8 veces más que el agua. 

La mejor manera de medir la densidad relativa es buscar un contenedor y pesarlo, supongamos que pesa 250 gramos. Después llenar el contenedor con agua y anotar el peso del contenedor lleno de agua, supongamos que pesa 530 gramos. Después llenar el contenedor con el vidriado o el engobe  y volverlo a pesar. Supongamos que ahora el peso del contenedor con el vidriado/engobe es de 600 gramos. Quitamos el peso del contenedor y dividimos lo que pesa entre lo que pesa el agua. Es decir el agua pesa 530-250= 280 gramos y el vidriado/engobe pesa 600-250= 350 gramos, por lo que la densidad relativa del vidriado o engobe será de 350/280=1,25.

También se puede emplear un densímetro o picnómetro. Entre los densímetros comerciales, el mejor es un cilindro que se llena de vidriado (o engobe) sin dejar burbujas (para ello lleva la tapa un agujero para que rebose el líquido). Pesando el cilindro lleno de líquido y descontando el peso del cilindro (la tara  suele ser 200gr), obtenemos la densidad relativa del líquido, ya que el volumen es de 100cm3. Estos densímetros son de precisión y tienen un precio elevado. Una alternativa más barata y un poco más inexacta es utilizar una probeta graduada de 100 cm3 y llenarla justo hasta esa medida.

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La densidad relativa es muy importante cuando preparamos engobes, ya que siempre buscaremos mezclar con el mínimo posible de agua. Obtener engobes de 1,75 es un buen dato para un engobe preparado a mano y se puede obtener utilizando defloculantes (los engobes industriales llegan a 1,8). Si un engobe no funciona bien lo primero que hay que hacer es medir la densidad para ajustar la cantidad de agua o la cantidad de defloculante.

Los vidriados no tienen una densidad relativa que podamos llamar correcta, al contrario que los engobes. Un vidriado para aplicar con pincel suele tener entre 1,3 y 1,55 pero podemos encontrar vidriados que alcanzan entre 1,75 y 2. Si un vidriado tiene alta densidad, por ejemplo 1,6, puede ocurrir que se concentre en la parte baja de la pieza donde le aplicamos. Esto puede evitarse añadiendo vinagre o agua. En general podemos decir que un vidriado debería estar entre 1,45 y 1,5 aunque como ya hemos dicho no hay una densidad relativa establecida para vidriados.

Estabilidad

Una suspensión acuosa es una mezcla de agua y de sólidos no solubles en ella. Según el comportamiento de las partículas, pueden considerarse dos tipos de suspensiones 

  1. Suspensiones de partículas no atractivas: En ellas no existen fuerzas de atracción entre las partículas y pueden considerarse como fluidos con comportamiento newtoniano incluso en altas concentraciones. 
  2. Suspensiones de partículas atractivas: En ellas existen fuerzas de atracción entre las partículas. La presencia de estas fuerzas afecta profundamente el comportamiento de la suspensión ya que las partículas, al aglomerarse, forman estructuras con mayor o menor grado de rigidez, con lo que la viscosidad de este tipo de suspensiones depende del grado de formación de estas estructuras. Por otra parte, si las fuerzas atractivas son lo suficientemente débiles para poder destruirse mediante aplicación de fuerzas de cizalla (agitación), la viscosidad de las suspensiones dependerá también de su estado de agitación y del tiempo que necesiten las partículas para aglomerarse, por lo que las suspensiones de partículas atractivas no seguirán la ley de Newton de la viscosidad. 

Las suspensiones de materiales cerámicos (barbotinas para atomización, barbotinas para colado, vidriados, engobes y tintas) son suspensiones de partículas atractivas y presentan por lo tanto comportamientos reológicos complejos no newtonianos, que no pueden caracterizarse simplemente mediante la medida de la viscosidad (que por otra parte al depender de factores como la fuerza de cizalla o el tiempo, no puede determinarse sin fijar estos). 

La estabilidad física de las suspensiones puede definirse como una condición en la cual las partículas no se agregan y permanecen distribuidas de forma homogénea en la suspensión. Las partículas sólidas en el seno de una suspensión tienen tendencia a sedimentar, es decir, a desplazarse hacia la parte inferior del recipiente. Para que una suspensión sea estable, las partículas deben permanecer en suspensión y por tanto evitar su desplazamiento o, al menos, minimizar la velocidad de sedimentación.

Según las características reológicas de las suspensiones existen dos tipos de sedimentación:

  1. Sedimentación defloculada. Cuando predominan las fuerzas de repulsión entre las partículas de una suspensión, es decir en estado defloculado, se forma un sedimento muy compacto y con poco volumen, que no se deshace al agitar la mezcla. El agua queda turbia debido a la presencia de partículas de pequeño tamaño. La velocidad de sedimentación es baja.
  2. Sedimentación floculada. Cuando las fuerzas predominantes entre las partículas son de tipo atractivo, estas se reagrupan en unidades de mayores dimensiones, denominadas “flóculos”. La sedimentación es de mucho volumen, con sedimentos esponjosos que retienen agua y que se deshacen al agitar la mezcla. El agua queda muy limpia, sin apenas presencia de partículas. 

Los suspensivos son aditivos que tienen la función de ralentizar, o anular, la sedimentación de las partículas sólidas que componen el vidriado. Los suspensivos tienen partículas muy pequeñas (mucha superficie) y no afectan a las propiedades de la suspensión ni modifican su color tras la cocción. Los suspensivos tan solo aumentan la carga iónica de la suspensión. Los suspensivos más utilizados son: 

  • Sales e iones floculantes. Especialmente NaCl. Se añade en proporciones que oscilan entre el 0,05 % y el 0,1 % en peso.
  • Polímeros solubles en agua de alto peso molecular, como CMC. 
  • Arcillas, ya que aportan gran cantidad de partículas coloidales (especialmente la bentonita, la arcilla de bola y con menor efectividad el caolín).

Una cantidad excesiva de suspensivos aumenta la plasticidad del vidriado provocando problemas de aplicación y de secado.

Tixotropía y gelación

Un gel es un sistema coloidal donde la fase continua es sólida y la dispersa es líquida. Los geles presentan una densidad similar a los líquidos, sin embargo su estructura se asemeja más a la de un sólido. ​El ejemplo más común de gel es la gelatina comestible. El proceso por el cual se forma un gel se denomina gelación.

Ciertos geles presentan la capacidad de pasar de un estado coloidal a otro, es decir, permanecen fluidos cuando son agitados y se solidifican cuando permanecen inmóviles. Esta característica se denomina tixotropía

Los vidriados preparados para su aplicación  pueden gelificarse si contienen materiales solubles que floculan la suspensión. 

La gelación puede ser una característica buscada o puede ser un problema. Si vamos a aplicar el vidriado por vertido o inmersión, la gelación es un problema  ya que el vidriado no se vierte correctamente, las piezas no se pueden sumergir sin obtener una capa excesivamente gruesa y el vidriado no se escurre en la superficie para formar una capa uniforme. Cuando se agrega agua para diluir el vidriado gelificado, aumenta la contracción por secado y el vidriado se agrieta durante el secado. Además, si dejamos el vidriado preparado almacenado, se puede volver a gelificar y se necesitan más adiciones de agua cuando lo queramos volver a usar.

Los vidriados con mucho borato son los más conocidos por este problema (aunque otros materiales ligeramente solubles como Nefelina Sienita pueden causarlo). Las recetas comunes que emplean 50% o más de borato se convertirán en una suspensión que en minutos pueden convertirse en un gel. Los vidriados gelificados a menudo se deshidratan o secan muy lentamente, creando problemas.

Por otro lado, si queremos aplicar con pincel el vidriado, su gelación puede ayudar y ser muy útil ya que podría ser aplicado de forma más homogénea y evitaremos el goteo. El gel no se pega al contenedor donde lo almacenamos. Para lograr el estado de gel de un vidriado se necesita una densidad relativa menor que la normal y añadir floculante para obtener de nuevo una consistencia cremosa. En muchos vidriados parcialmente fritados la gelación se alcanza con densidad relativa de 1,43 a 1,45. 

Añadiendo sales de epsom, también llamada sal inglesa  (se trata de sulfato magnésico de fórmula  MgSO4·7H2O) o vinagre al vidriado se produce la gelación y se adquiere la propiedad de tixotropía.

Plasticidad

Una suspensión es elástica cuando, al aplicarle una fuerza se estira, y al retirar dicha fuerza vuelve a la posición inicial. Un material es plástico cuando al retirarle la fuerza continúa deformado. 

La plasticidad es una propiedad necesaria en las pastas cerámicas para poder modelar con ellas. Los engobes pueden necesitar cierta plasticidad si queremos que realicen texturas y los vidriados no necesitan ser plásticos. Al modelar la arcilla, la plasticidad es la responsable de que se conserve la forma que le hemos dado. La plasticidad depende de la estructura laminar de las partículas de arcilla y de su capacidad de deslizamiento debido al agua añadida entre láminas.

Las pastas plásticas también son llamadas pastas grasas, y por eso a ciertos compuestos (como el Carbonato de Calcio) que bajan el nivel de plasticidad se les denomina desgrasantes.

Hay muchos materiales que se vuelven plásticos cuando cambia la temperatura o la presión. Por ejemplo el vidrio, la cera y el lacre se vuelven plásticos al aplicarles calor y subir la temperatura. El caucho funciona al revés y es plástico hasta que se calienta y se hace rígido.

En las sustancias heterogéneas, como las pastas cerámicas hidratadas, conviven componentes líquidos y sólidos, de forma que la fase líquida (agua) hace de lubricante y aglutinante de la fase sólida produciendo así la plasticidad. Las partículas sólidas son rodeadas por delgadas películas de agua que forman una cubierta viscosa. El espesor de la envoltura acuosa debe ser el suficiente para permitir a las partículas deslizarse entre sí (lubricación) y a la vez impidiendo que se separen demasiado las partículas sólidas entre sí (aglutinación). Esa plasticidad se pierde progresivamente según se evapora el agua durante el proceso del secado, manteniendo la forma adquirida. 

Para comprobar la plasticidad de una pasta se modela un rollo a partir de una bola, y se hace un pequeño arco que debe quedar liso en su superficie. Si aparecen grietas significa que es poco plástica y será necesario mezclarla con alguna arcilla más plástica. La plasticidad aumentará si el agua se reparte bien recubriendo todas las partes sólidas y esto se logra con un buen amasado y dejando que repose la mezcla con la humedad adecuada.

El proceso químico que provoca la plasticidad es  la atracción entre cargas eléctricas de distinto signo. Como las partículas de arcilla  tienen enlaces rotos y cargas eléctricas negativas sin neutralizar, tienen tendencia a atraer cationes dispersos en la película acuosa. El espesor de esta capa adherida dependerá del número de cationes, de su tamaño, de su carga y de su grado de hidratación. Además, los líquidos con naturaleza polar (como el agua) ejercen una atracción más fuerte sobre sus partículas, aumentando así la plasticidad.

Los distintos factores que influyen en la plasticidad se describen a continuación: 

  • Contenido en agua: Si hay suficiente agua entre las capas de arcilla, éstas estarán más separadas aumentando el volumen de la pasta y tendrán más movilidad, por lo que obtendremos más plasticidad. Si hay agua en exceso, las capas de arcilla perderán los enlaces entre ellas y su adherencia, obteniendo una pasta blanda y pegajosa, sin plasticidad; en este caso, tendremos que esperar a que parte del agua se evapore para recuperar la plasticidad ya que, con menos agua, las partículas de arcilla se aproximan y aumenta su cohesión. Si  tenemos demasiada poca agua, se acaba rompiendo la película líquida que rodea las partículas y desaparece la plasticidad.

Otro dato importante es la presión que se ejerza para dar forma a la pasta. Si empleamos métodos de extrusión o prensas para dar forma a la pasta será necesaria menos agua porque se necesitará que las partículas estén más juntas y cohesionadas. Si usamos torno deberá haber algo más de agua en la pasta. Si modelamos a mano necesitaremos todavía más plasticidad y por tanto más agua en la suspensión..

La cantidad de agua añadida no es un valor crítico porque las arcillas mantienen su plasticidad en un intervalo bastante amplio. Cada arcilla es un mundo, pero podemos decir a modo general, que mantienen su plasticidad añadiendo  entre el 15% y el 35 % de agua. 

  • Tamaño y la forma de las partículas: La superficie de la arcilla que es recubierta por el agua es otro factor importante. Cuanto mayor es la superficie a cubrir necesitaremos más agua y obtendremos más plasticidad. 

La superficie total de las partículas de arcilla que cubrirá el agua depende de dos cosas: tamaño y forma de las partículas.

La superficie total de las partículas de arcilla es mayor cuanto más pequeñas son las partículas y por tanto el tamaño de las partículas de arcilla es determinante para que la pasta sea más o menos plástica. De hecho, si cogemos materiales que no son plásticos podemos conseguir pastas con algo de plasticidad si somos capaces de molerlos en partículas muy finas. Las pastas silíceas como la “pasta egipcia” es un ejemplo de material no plástico que puede llegar a ser conformado si se trituran lo suficiente (200 mallas) la sílice, la caliza y el resto de sus componentes. Sin embargo, estas pastas son difíciles de modelar y se desmoronan al secarse porque no hay cohesión entre sus componentes.

Por otro lado, la forma de las partículas de arcilla es laminar, lo cual facilita que se produzca la plasticidad. De hecho, también pueden conseguirse pastas plásticas con otros compuestos laminares, como algunos carbonatos y sulfatos. Los materiales que no tienen una estructura en láminas, como el cuarzo o el feldespato, no obtienen plasticidad en sus pastas.

El motivo es que la superficie de una lámina es superior a la superficie de otras formas geométricas. Para un mismo volumen, la esfera es la forma con menor superficie. Los cubos con paredes cuadradas tienen también una superficie bastante pequeña. Sin embargo, si construimos un prisma en forma de lámina obtendremos una superficie 7 veces mayor que la obtenida para una esfera o un cubo (para un mismo volumen de las tres formas). Si el prisma lo alargamos para formar una especie de aguja la superficie para albergar el mismo volumen llegará a ser casi 14 veces superior a la superficie de la esfera. 

Por tanto, sustancias con partículas en forma de lámina o en forma de acículas tendrán más superficie,  adherirán más agua a su superficie, y serán más plásticas.

  • Compactación de las partículas: Tendremos una compactación mayor de partículas de arcilla cuando mezclemos granos de distintos tamaños, cuando orientemos las láminas de las partículas y cuando eliminemos las burbujas de aire que hay entre ellas. Estos tres factores aumentan la compactación y favorecen la plasticidad.

Experimentalmente se demuestra que las pastas que contienen una mezcla de partículas de distintos tamaños son más plásticas que las pastas que solo contienen partículas de grano fino o las que solo contienen partículas de grano grueso, debido a que se alcanza una mayor compactación de las partículas.

Además, como la arcilla es laminar, si orientásemos las láminas de forma que estuviesen apiladas en paralelo unas sobre otras obtendríamos mucha plasticidad al desplazar las láminas horizontalmente pero muy poca plasticidad al intentar desplazarnos verticalmente. Lo normal es que las láminas estén distribuidas al azar presentando una plasticidad media en todos los sentidos de desplazamiento, pero con un buen amasado se consigue una cierta reorientación de las láminas, logrando una mayor plasticidad.

El aire atrapado en la masa de arcilla resulta perjudicial para la plasticidad, ya que las pequeñas burbujas de gas disminuyen la cohesión de las partículas. Lo mejor para eliminar este aire es hacer pasar la pasta por una amasadora de vacío y realizar un buen amasado manualmente antes de modelar.

  • Electrolitos y floculantes: La mayor o menor presencia de iones cargados en la suspensión de la pasta altera la plasticidad. Si tenemos sales solubles en una arcilla o en el agua, los iones procedentes de estas sales, al disolverse en agua y disociarse, alterarán la atracción y repulsión entre las partículas variando la distancia interlaminar y modificando la plasticidad. Por ejemplo, las arcillas con calcio necesitan más agua que las arcillas con sodio para alcanzar el mismo nivel de plasticidad, o dicho de otra forma, para una misma cantidad de agua, las arcillas cálcicas necesitarán más presión y muestran una mayor resistencia y una menor deformación que las arcillas sódicas. 
  • Materia orgánica: Los compuestos orgánicos (tanino, lignina, humus, etc.), presentes en la arcilla, actúan como coloides protectores alrededor de las partículas arcillosas mejorando sus propiedades plásticas. 
    Siempre se ha sabido que dejar una pasta en reposo y con humedad durante meses hace que aumente su plasticidad debido al crecimiento de las materias orgánicas.  Esta maduración orgánica produce un incremento de la plasticidad distinto en cada tipo de arcilla. En pastas con caolín aumenta un 50 %, pero en algunas arcillas se consigue mejorar hasta en un 200 %.

Contracción en secado

Las distintas suspensiones cerámicas, tras ser utilizadas deben secarse, es decir, deben perder el agua añadida antes de ser introducidas en el horno. Este proceso se realiza de forma natural por evaporación del agua al contacto con el medio ambiente, aunque, a veces, se utilizan métodos que aceleran el secado como el uso de hornos o calentadores. 

De todas las suspensiones cerámicas, las pastas son las suspensiones cuyo proceso de secado es más crítico. Tras estar en su forma plástica, las pastas comienzan a secarse para llegar al estado de “dureza de cuero” en el que apenas tienen ya plasticidad, pero su superficie puede ser modelada, al igual que ocurre con el cuero. Posteriormente sigue el proceso de secado hasta alcanzar un estado en el que la pasta habrá perdido el 95% del agua añadida para realizar la suspensión. En ese estado, la pasta es extremadamente frágil. 

El secado de la arcilla se produce a una velocidad controlada por la humedad de la atmósfera que la rodea. Cuando la humedad es del 100% nada se seca. Pero si la humedad del aire que la rodea es menor del 100%, el agua abandona la arcilla como vapor. Cuando la superficie de la masa de arcilla está ligeramente seca, sale afuera más agua del interior de la masa por atracción capilar.

Cuando la pieza está totalmente seca, su color es más claro, y adquiere mayor dureza y fragilidad. Cuando la arcilla plástica se seca se contrae alrededor de un 5%. Algunas arcillas muy plásticas llegan a contraerse hasta un 8% o más. A medida que la película entre las partículas de agua se pierde por evaporación, las partículas se acercan más entre sí cerrando el espacio que había sido ocupado por el agua. El efecto acumulativo de cada partícula acercándose a su vecina es la contracción de toda la masa. La cantidad de esta contracción de secado dependerá del tamaño de las partículas de arcilla y de la cantidad de agua que las separaba. Las arcillas que tienen un tamaño de partículas muy fino se contraen más.
La contracción y el secado están casi siempre relacionados con la estructura del grano de la arcilla y, por ello, también con la plasticidad.

Durante el secado el principal problema que puede surgir es la aparición de grietas las cuales pueden producirse por los motivos siguientes: .

  • Secado muy rápido o no uniforme. No todas las arcillas se pueden dejar secar de la misma manera. Los barros rojos y algunos ball clay deben secarse en forma lenta, ya sea cubiertos parcialmente o en cuartos cerrados sin corrientes de aire, y ni mucho menos exponerlas al sol. Si una parte del objeto de arcilla se seca más rápidamente que otra, la contracción desigual entre las dos partes puede causar alabeo o agrietamiento. Esto ocurre sobre todo en los objetos de gran tamaño o que tienen paredes gruesas o que el grosor de las paredes es distinto y tiende a secarse más rápidamente las partes delgadas que las gruesas. 
  • Arcilla  demasiado grasa y encogimiento brusco. Si esto nos ocurriese podremos corregirlo desengrasando la arcilla añadiendo chamota, aunque esto nos daría una arcilla algo más gruesa. La chamota  no sufre contracción y la adición de chamota a la pasta de arcilla disminuye la contracción total. Su uso es común cuando los objetos deben hacerse con paredes o secciones gruesas.

Para arreglar las grietas se puede utilizar bicarbonato de sodio, bórax y arcilla seca del mismo tipo que la que se ha usado en la pieza, mezclando con vinagre y haciendo una pasta modelable. Si la grieta es muy profunda agregar chamota o arena de grano más grueso y hacer así una pasta. Humedecer el área con vinagre y rellenar la grieta. En los dos casos, después de realizar la intervención, cubrir con un trozo de plástico para evitar que se seque rápido.  

Por tanto, con el fin de evitar grietas, se debe cubrir el objeto con un paño húmedo o mejor con unos plásticos ajustados, los cuales iremos abriendo y retirando con la finalidad de conseguir un secado homogéneo. Las piezas a secar no deben situarse en un lugar demasiado caliente.
Cuando el agua se ha evaporado de entre las partículas y todas las partículas están en contacto, la contracción de secado se termina. Las partículas de arcilla en sí mismas todavía pueden contener agua que no se eliminará hasta alcanzar la temperatura de ebullición, sin embargo, ya no se producirá más contracción por secado.

Cuando la fase de modelado es larga, para mantener una pieza húmeda, se debe rociar la pieza con un aspersor, envolverla con un trapo de algodón mojado y bien exprimido y envolver todo con una bolsa plástica ajustada a la pieza. Así puede permanecer la pieza en estado plástico durante meses, repitiendo la aspersión cada cierto tiempo.

Los efectos de la eliminación de agua son, además de la pérdida de volumen y agua de las piezas por la evaporación del agua, un cambio en el color de la pasta, mayor rigidez y un incremento en su resistencia mecánica. 

Las pastas de arcilla secas varían grandemente en resistencia en seco. Un objeto hecho de arcilla plástica puede ser 6 o 7 veces más fuerte que otro hecho de caolín. La propiedad de resistencia en seco está directamente relacionada con el tamaño de partículas y, en consecuencia, con la plasticidad. Cuanto más plástica sea una arcilla, más resistencia desarrollará en estado seco.

Las suspensiones de engobes tienen una contracción alta, similar a la de las pastas cerámicas. Si se aplican sobre pasta cruda o en dureza de cuero suelen tener pocos problemas si se han realizado correctamente y la pasta base utilizada tiene la misma contracción que el soporte.

Las suspensiones de los vidriados, cuando se aplican sobre el soporte (pasta bizcochada o cruda) también sufren la contracción por secado, especialmente si en la composición del vidriado hay muchas sustancias que absorben agua como arcillas, caolines, sepiolita, óxido de zinc o bentonita. Por el contrario, si en la suspensión hay mucho cuarzo, feldespatos y carbonatos de alcalinotérreos, la contracción de secado será muy pequeña. 

Los vidriados suelen aplicarse sobre bizcocho, por lo que su contracción puede ser un problema ya que el soporte no se altera. Se aplican mejor los vidriados magros, es decir, pobres en arcillas plásticas, por tener una contracción menor. Los vidriados de arcilla (muy grasos) necesitan ser aplicados en capa fina para que no se separen del soporte bizcochado en el secado. Si el vidriado es de monococción debe ajustarse a las propiedades de la pasta y a su estado plástico (normalmente dureza de cuero). Si la aplicación del vidriado se realiza por aerografía, no suele haber problemas asociados a la contracción en el secado.

Viscosidad

El término viscosidad se usa para referirse al grado de fluidez de la suspensión. La viscosidad consiste en la fricción que hay entre las capas de partículas o entre las moléculas del líquido, que produce resistencia a movimientos de desplazamiento lateral entre ellas.

Las suspensiones de pastas plásticas tienen alta viscosidad, mientras que las suspensiones líquidas tienen una viscosidad más baja.

En las suspensiones la viscosidad aumenta cuanto más partículas sólidas están presentes, y disminuye cuanto más agua añadimos a la suspensión. Pero también influyen mucho en la viscosidad la presencia de ciertos componentes que se caracterizan por su capacidad de absorber agua, como son el óxido de zinc, arcillas, sepiolita y bentonita, aunque estos componentes absorbentes producen mucha contracción durante el secado de la suspensión. Estos componentes suspensivos aumentan la viscosidad y evitan la decantación.

Otro factor que influye en la viscosidad es la presencia de iones alcalinos en el agua (defloculación). Si entre los compuestos tenemos feldespatos o fritas alcalinas, pasarán al agua por hidrólisis iones alcalinos que producirán mayor fluidez (menor viscosidad y mayor decantación aunque la densidad se mantiene igual) en la suspensión.

Cuanto mayor es la viscosidad, se evita más la sedimentación de componentes de la suspensión. Se aumenta la viscosidad con la adición de un floculante que gelifique la suspensión (si su densidad relativa es lo suficientemente alta), o añadiendo aglutinantes y suspensivos. 

Controlar la viscosidad de las barbotinas y en las coladas es fundamental para que desarrollen bien su papel, pero primero debe lograrse la densidad relativa correcta, y después veremos si se necesita añadir más o menos floculante o defloculante para ajustar la viscosidad.

La viscosidad necesaria depende de la forma de aplicación de la suspensión e influye directamente en el espesor de capa que se obtiene. Esto es especialmente cierto cuando queremos hacer una aplicación con pincel, ya que una suspensión demasiado viscosa no correrá bien y no cubrirá el soporte adecuadamente al carecer de fluidez. La aplicación por inmersión o vertido producirá una capa más gruesa cuanto mayor sea la viscosidad de la suspensión.

La viscosidad de las suspensiones puede medirse con instrumentos de laboratorio que se llaman viscosímetros y expresan el resultado en una unidad llamada “Poise”. Los valores de poise más altos significan una suspensión más viscosa. Sin embargo, podemos utilizar dispositivos mucho más simples que también pueden ser prácticos para el control de la viscosidad. Por ejemplo, una “Copa Ford” utilizada para pintura simplemente mide el tiempo de drenaje de un líquido a través de un pequeño orificio que tiene en la parte inferior; cuanto más tiempo tarde en vaciarse la Copa Ford tendremos una viscosidad más alta. 

Una suspensión debe ser lo suficientemente delgada para verterse y drenar fácilmente, pero debe ser lo suficientemente tixotrópica para formar un gel después de un tiempo para que no decante.

La viscosidad debe considerarse junto a la densidad relativa (y tixotropía). Por ejemplo, si tenemos bizcocho como soporte, el vidriado en suspensión debería tener una densidad relativa de 1,45 y una vez conseguido este parámetro, si apreciamos que es muy fluido, podemos agregar vinagre o sales de Epsom para aumentar la viscosidad y facilitar su aplicación sobre el soporte (por ejemplo para aplicar una capa de vidriado uniforme realizando una inmersión rápida del soporte en él). 


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