Material antigo, cunca nova
2002/01/01 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia | Agote, Iñigo Iturria: Elhuyar aldizkaria
Este marco de traballo non é completamente novo. En Alemaña traballáronse sobre todo con porcelana reciclada. Con todo, existen moitos tipos de porcelanas e é necesario investigar paira deseñar un proceso que se adapte a cada tipo; en Alemaña investigouse a reciclaxe de Bone-Chinesa porcelanas e, da mesma maneira, o centro tecnolóxico INASMET e a empresa Porcelanas Bidasoa colaboraron no desenvolvemento dun proceso de reciclaxe de porcelanas duras.
![](images/A172033.jpg)
Como xa se indicou, trátase dunha reciclaxe enfocada ás fábricas. Moitas das pezas xeradas nelas presentan defectos que impiden a súa venda ou utilización. Por outra banda, ás veces é conveniente reutilizar pezas ben feitas por diversos motivos. A reciclaxe é un proceso económico e ambientalmente interesante.
No entanto, trátase unicamente dun proxecto de laboratorio, paira poder iniciar o proceso é necesario probar previamente en planta piloto. Ademais, hai algúns pasos que encarecen demasiado todo o proceso, polo que aínda hai que facer esforzos paira melloralo economicamente.
Triturar e pegar
O proceso de reciclaxe das porcelanas ten só dous pasos. En primeiro lugar se tritura completamente o envase ou prato antigo ata que se pulverice, posteriormente procédese á recollida e compactación do po obtido na nova forma desexada.
Pero esta metodoloxía é complexa desde o principio. Segundo o método de trituración a reciclar, obtéñense diferentes tipos de po. O obxectivo deste proceso é obter as propiedades granulométricas adecuadas, é dicir, poder controlar o tamaño das partículas de po, a porosidad, etc. Neste caso empregouse un método húmido de trituración da porcelana cunha solución acuosa. O po de boa calidade que se obtén a continuación sécase con sprays, co que o material está listo paira comezar a formar a nova peza.
Pero o segundo paso do proceso tampouco é fácil, paira darlle una nova forma hai que inxectala nun molde e despois cohesionarla. O po triturado non está en condicións de ser utilizado, xa que a inyectora só traballa con fluídos viscosos.
O equipo de enxeñeiros de Bidasoa, INASMET e Porcelanas, propuxo una metodoloxía polimérica que pode servir como sustancia ligante. Os polímeros son compostos sintéticos con propiedades moi curiosas e a súa mestura con po de porcelana non lles altera as súas propiedades. Dependendo do método de síntese e do que se anada, poden formarse polímeros de viscosidad determinada. Desta forma pódese pasar a mestura pola inyectora paira metela nun molde e formar a peza.
No proxecto de INASMET utilizouse un polímero comercial denominado BAYCERAM, multicomponente. Por unha banda, ten cadeas de polímeros de alto peso molecular que lle confiren dureza; por outro, o composto que converte a mestura en surfactante (un dos ácidos esteáricos) e, por último, a cera para que non sexa demasiado viscosa. Por suposto, todos eles deben ser miscibles.
O prezo destas sustancias é una das claves do custo do proceso. O seu elevado prezo fai que se queira desenvolver un procedemento que requira a menor cantidade posible. Ademais da procura de compoñentes baratos, a investigación céntrase no tamaño das partículas de po. A experiencia demostrou que o mellor é obter partículas de diferentes tamaños. Desta forma créanse os poros adecuados paira a eliminación do polímero e, ademais, una vez terminado, obtense a consistencia mínima imprescindible.
![](images/A172033-a.jpg)
Inxección e conformado
A inxección da mestura realízase en catro pasos. Primeiro mestúrase o polímero coa porcelana. Despois inxéctase a máquina no molde e fórmase a peza nova. A peza xa ten a forma adecuada, pero está feita dunha mestura. O polímero cumpriu a súa función, polo que antes de continuar é necesario eliminar este polímero.
O terceiro paso é por tanto a eliminación do ligante. Este paso é crítico porque require moito tempo. A peza quéntase e os compoñentes deste BAYCERAM comezan a saír dos poros da porcelana a unha temperatura determinada. Esta é a vantaxe de utilizar una mestura polimérica multicomponente. Finalmente compáctase a peza de porcelana. Paira iso métese no forno e sométese a tratamento térmico a peza, é dicir, se sinteriza a peza. Os poros péchanse e prodúcese o proceso de vitrificación, como na produción das porcelanas tradicionais.
Cuncas bonitas
![](images/A172033-b.jpg)
Deste xeito, o material adquiriu xa una forma de "katilina" ou "xerra". Aparentemente estas pezas fabricadas co proceso de reciclaxe non presentan diferenzas significativas coas fabricadas con métodos convencionais. Por tanto, cumpriuse o obxectivo principal, xa que ademais de bo aspecto e suavidade, á porcelana reciclada non se lle esixen características mecánicas especiais.
Dependendo da forma desexada, o proceso de reciclaxe encarécese ou diminúe. Os produtos geométricamente máis complexos son os máis caros, pero a reciclaxe das formas máis sinxelas adoita ser máis caro que o dos métodos convencionais, aínda que o prezo non depende unicamente da inxección, xa que entre todos os compoñentes que interveñen no proceso o BAYCERAM é o máis caro. Precisamente, una liña de investigación neste campo pretende abaratar este produto enlazante. Paira iso estanse probando, entre outras cousas, sustancias con base acuosa. A elevada proporción de auga destas sustancias, en torno ao 90%, fai que a eliminación do polímero sexa máis económica e rápida. De feito, a eliminación do polímero é a etapa máis tardía, polo que a duración de todo o proceso de reciclaxe depende deste paso.
Da terra á cociña
Cerámicas
As cuncas de barro facíanse tamén en culturas antigas. Foi una das primeiras tecnoloxías desenvolvidas polo home. A arxila húmida pódese dar con facilidade de forma; se se deixa secar, as cuncas aguantan esta forma. É máis, ao quentarse no forno, a peza adquire una gran dureza.
![](images/A172033-c.jpg)
Porcelanas
A cerámica chinesa ha tido una gran fama a partir de certa época, xa que desenvolveron un material que non se fabricaba en ningún outro lugar: a porcelana. Paira facer un material que imita a Jade na dinastía Han (a. C.) 206-C. 220) mesturouse o cuarzo, o feldespato e a arxila branca chamada caolín e metéronse no forno. O resultado foi sorprendente, pero houbo que pasar séculos ata que puideron facer una verdadeira porcelana.
Paira a época da dinastía Tang (618-907) tiñan ben desenvolvidos os fornos que podían controlar a velocidade de subida da temperatura. Ademais, os compoñentes da porcelana podían obterse nesta época con gran pureza. Por tanto, o realizado entón considerouse como a primeira porcelana da historia. A partir de entón, a mellor porcelana desenvolveuse durante séculos en China.
A cerámica máis famosa
A porcelana é una cerámica branca e translúcida. Segundo a súa composición hai moitos tipos, pero ten tres compoñentes básicos: cuarzo, arxila e feldespato. O cuarzo confírelle una capacidade de vitrificación máis sinxela; o caolín é una arxila que tinta de cor branca e o feldespato é o que fai fluída esta mestura. Con todo, ás porcelanas actuais engádense moitos outros produtos en función da súa función.
![](images/A172033-d.jpg)
A porcelana utilizada en hostalaría e a que se vende paira os fogares non sempre teñen a mesma composición. Na maioría dos bares ou restaurantes, ao estar en mans de moitas persoas, búscase a maior resistencia mecánica posible. Adoitan ser pezas máis grosas e pesadas que as dos fogares. Paira conseguilo xógase non só co tamaño, senón tamén coa composición do material. Por exemplo, esta porcelana pode substituír o cuarzo por alúmina na mestura inicial, un compoñente máis caro, pero que adoita ser a peza final máis dura.
En xeral, a porcelana fabrícase no forno seguindo dous pasos coa mestura inicial. O primeiro é un quecemento a temperaturas non moi altas (800-1000 ºC). Despois a peza está endurecida (pódese pintar, por exemplo), pero o material é poroso e lixeiro. Este tipo de material denomínase bizcocho. Por un segundo quecemento a 1.400 ºC compáctase o bizcocho e se vitrifica toda a peza, é dicir, fórmase a porcelana.
Conseguir una sustancia ligante adecuada non é fácil. Durante a inxección, este e a porcelana deben estar ben mesturados. En caso contrario, pode haber risco de dividirse en dúas fases. Cando isto ocorre prodúcense tres consecuencias. Por unha banda, o po como abrasivo pode danar a inyectora, por outro, pode afectar á viscosidad da mestura e por último, acumular o po á entrada do inyector impedindo a inxección. Búscase una viscosidad baixa. Isto implica a inxección en quente. Con todo, un aumento excesivo da temperatura pode provocar una degradación do polímero. Por outra banda, a velocidade de inxección tamén inflúe na viscosidad da mestura e, en definitiva, na eficiencia do proceso. O control de todas estas variables requiriu numerosos estudos. Isto débese a que a inxección se realiza sen xerar burbullas no obxectivo, eliminando facilmente o polímero e, ao mesmo tempo, tendo en conta a duración do molde paira moitas inxeccións. |
![](https://elia.eus/static/elhuyar/img/elia_RGB.png)
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia