Caracterización de materiales arcillosos y su potencial aplicación en la industria cerámica

El Área Metropolitana de Cúcuta se encuentra privilegiada por poseer formaciones arcillosas de excelente calidad, lo que ha permitido dar origen a uno de los sectores más significativos de la región: la industria cerámica, dedicada a la fabricación de productos a base de arcilla, de los que se destacan los materiales de la construcción. Los depósitos de minerales arcillosos en el departamento de Norte de Santander son aproximadamente de 2196 km2 lo que corresponden al 10,1 % de la extensión departamental. Otro factor significativo en esta industria es la mano de obra cualificada que tienen las empresas, este arte ha sido tradición de las familias Nortesantandereanas, el conocimiento se ha transmitido por generaciones y se ha ido fortaleciendo a través de capacitaciones generadas por diferentes instituciones. Ésta industria tiene en la actualidad 27 empresas asociadas en Induarcillas , lo que la convierte en una de las principales alternativas económicas para la región, la participación que ocupa en las exportaciones realizadas por el departamento de Norte de Santander ha ido variando debido a los problemas propios que se presentan en la frontera. El hecho de que se tengan problemas económicos y sociales en la frontera, ha obligado en la actualidad a las empresas a conquistar nuevos mercados con productos de excelente calidad y con valores agregados, debido a ésta necesidad se requiere aprovechar al máximo las propiedades que tienen las arcillas de la región, pero para lograr este objetivo se necesita adquirir conocimiento en la estructura, composición y comportamiento de estas materias primas, las investigaciones que se han venido realizando en la región en esta área buscan aportar a lograr este objetivo. En este trabajo se caracterizó física, química, térmica, mineralógica y tecnológicamente tres materiales arcillosos provenientes de la Formación Guayabo, León y Carbonera del Área Metropolitana de Cúcuta, para ello se seleccionó una mina de cada formación. La caracterización mineralógica se realizó mediante difracción de rayos (DRX) y espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FTIR), para la composición química se aplicó la técnica de fluorescencia de rayos X (FRX), el comportamiento térmico se analizó a través de dilatometría, calorimetría diferencial de barrido (DSC) y análisis termogravimétrico (TGA) y la potencial aplicación en cerámica se evaluó con base en las propiedades físico-cerámicas y tecnológicas, para esto se conformaron probetas por el proceso de extrusión, pasando por las diferentes etapas a nivel de laboratorio: secado y cocción en condiciones constantes, tratando de simular el proceso industrial de fabricación de un producto cerámico tradicional. El análisis mineralógico determinó que las principales fases cristalinas en las muestras fueron cuarzo, caolinita, moscovita y hematita, lo que indican que son arcillas illitas – caolinitas. Así mismo, el análisis químico indicó la presencia principalmente de Si, Al, Fe y K. Los resultados por espectroscopia infrarroja confirmaron la presencia de los grupos funcionales de los minerales, tales como, cuarzo, hematita, caolinita y de los aluminosilicatos. Los análisis térmicos indicaron las transformaciones químicas y físicas que sufren los materiales arcillosos cuando son sometidos a un proceso de calentamiento, como deshidrataciones de agua absorbida y adsorbida, deshidroxilaciones de los minerales arcillosos, descomposición de materia orgánica y formación de nuevas fases como la mullita. Con la información obtenida de DRX y FTIR se determinó que la caolinita contenida en la muestra estaba estructuralmente ordenada. Los análisis físico-cerámicos indicaron que las muestras eran de plasticidad media, excepto la muestra de la Formación León, la cual era altamente plástica; esto se vio evidenciado en las perdidas de masa y en la contracción lineal. En los análisis tecnológicos las muestras cocidas bajo los parámetros de la curva de cocción presentaron mejores propiedades en comparación a las muestras cocidas bajo los parámetros de la curva de cocción sugerida por el CIMAC. Las muestras de la Formación Guayabo y Formación carbonera son aptas para elaborar baldosas del grupo AII, mientras que la muestra de la Formación León es apta para elaborar baldosas de baja absorción de agua (grupo AI) como los soportes del porcelanato. Es importante resaltar que todas las muestras cocidas bajo los parámetros de la curva de cocción diseñada presentaron la fase mullita, que no suele ser muy común en los productos de arcilla roja, y es un indicador que demuestra que se llevó a cabo un buen proceso de cocción. La información obtenida en esta investigación permitió conocer las propiedades físicocerámicas, tecnológicas, el comportamiento térmico y la composición química y mineralógica de forma general del material arcilloso de la región, ya que se analizaron diferentes muestras del Área Metropolitana de Cúcuta , lo que permite ser un precedente para futuras investigaciones con el fin de optimizar los procesos de fabricación de productos cerámicos para la construcción y de esta manera darle valor agregado, y a su vez permita evaluar su aptitud de uso en los diferentes campos de utilización de este material tan valioso.

• Autores: Cáceres, Vivianne Isel; Chaparro, Amanda; Sanchez Molina, Jorge
• Tipo de recurso: Book
• Fecha de publicación: 2021
• Institución: Universidad Francisco de Paula Santander
• Repositorio: Repositorio Digital UFPS
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.ufps.edu.co:ufps/6398
• Acceso en línea: http://repositorio.ufps.edu.co/handle/ufps/6398
• Palabra clave: Material arcilloso; Caracterización físico-cerámico; Dilatometría.
• Rights: openAccess
• License: http://purl.org/coar/access_right/c_abf2