Estudio de los efectos térmicos en velocidad y tiempo durante la etapa de cocción de las arcillas en San José de Cúcuta para estudiar los requerimientos energéticos

Abstract

En la industria cerámica, la cocción de las arcillas generalmente se lleva a cabo de forma empírica, razón por la cual este proceso no cuenta con estándares de operación que permitan obtener mejores características físicas, mecánicas, y estéticas del producto final; motivo por el cual esta industria posee grandes perdidas de energía, tiempos innecesarios de operación, altos costos y propiedades deficientes Este trabajo contribuyo a mejorar el conocimiento del proceso cerámico, determinando cuan factible podría resultar llevar a cabo una cocción mas rápida, para lo cual se estudió la importancia de tres variables significativas en esta fase como son temperatura de cocción, tiempo de residencia a determinada temperatura y velocidad de calentamiento, observando la influencia de estas en la estructura cristalina del material y en consecuencia en sus propiedades físico Œ mecánicas. La metodología que se utilizó para realizar este trabajo comenzó con la caracterización física, mineralógica y térmica de la muestra de arcilla, seguida de una búsqueda de dos hornos mufla que tuvieran diferentes velocidades de calentamiento a la utilizada en una ladrillera. Posteriormente para la fabricación de las probetas, la arcilla se sometió al siguiente proceso: primero un mezclado manual con 18% de agua determinado a través del límite plástico de Atterberg, en segunda instancia se procedió a moldear las piezas manualmente y luego se sometieron a una presión de aproximadamente 150 bar, finalmente las piezas se dejaron secar inicialmente al aire libre por un periodo de 24 horas a continuación las probetas se llevaron a una estufa a 40ºC donde permanecieron un día y en último lugar fueron sometidas a una temperatura de 110ºC durante un periodo de tiempo igual. Para llevara cabo el proceso de cocción se plantearon dos diseños factoriales de experimentos 23 para estudiar dos de los principales cambios producidos durante esta etapa; el primero entre los 450-550 ºC y el segundo entre los 850-990ºC, los factores de respuesta medidos fueron resistencias al impacto, resistencia a la flexión y absorción de agua Este trabajo comprobó que se pueden disminuir las velocidades de calentamiento si se manejan los tiempos de reacción adecuados para que se generen los compuestos que benefician las diferentes propiedades físico-mecánicas del producto