A importância da diversificaçÃo das matérias primas cerâmicas do pólo de santa gertrudes



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Anais do 44º Congresso Brasileiro de Cerâmica 0670

31 de maio a 4 de junho de 2000 - São Pedro – S.P.



A IMPORTÂNCIA DA DIVERSIFICAÇÃO DAS MATÉRIAS PRIMAS CERÂMICAS DO PÓLO DE SANTA GERTRUDES, Estado de São Paulo

M.H.O. Souza.; L.A. Gaspar Jr.; J.V. Valarelli; M.M.T. Moreno

R. 2, 2268-Centro. CEP: 13500-153. Rio Claro-SP

E-mail: manticore@zipmail.com.br

IGCE/UNESP

RESUMO



A utilização racional da matéria prima é fundamental em qualquer setor industrial, incluindo o setor cerâmico. Porém, para esta utilização racional ser efetuada com êxito, deve-se conhecer profundamente as características da matéria prima disponível, suas qualidades e deficiências e mesmo introduzir novas matérias primas no processo de fabricação. Este conceito é muito pertinente no Pólo Cerâmico de Santa Gertrudes, que tem se destacado nesta década como o pólo de maior crescimento em nível nacional e até mesmo continental. Tal crescimento foi possível graças à matéria prima que as indústrias do pólo aproveitam, as argilas da Formação Corumbataí, cujas características mineralógicas e químicas são ideais para este fim. No entanto, o aproveitamento destas argilas vem ocorrendo de forma indiscriminada. Torna-se, portanto, necessário um estudo destas argilas para não ocorrer desperdícios e também para uma possível implantação de novos aditivos, para prolongar o tempo de vida útil das jazidas.
Palavras-chaves: aditivos, diversificação, cerâmica
INTRODUÇÃO E OBJETIVOS
Atualmente, a idéia de reciclagem e de reaproveitamento de matérias primas tem sido dominante em qualquer setor industrial, com o objetivo de diminuir custos e aumentar a produtividade. No entanto, também deve-se ter em mente outro conceito primordial: o bom aproveitamento e a utilização racional da matéria prima, para que as perdas no final do processo produtivo sejam mínimas. Infelizmente, este segundo conceito ainda não está difundido em todos os setores industriais, particularmente no setor cerâmico. Alguns ceramistas ainda acreditam que sua matéria prima é inesgotável e pode ser aproveitada e explorada sem critério algum. É portanto, este o objetivo deste trabalho: conscientizar o ceramista de que sua matéria prima não é um bem inesgotável e renovável, e sugerir critérios de utilização racional das matérias primas cerâmicas, incluindo a implantação de aditivos quando as circunstâncias assim exigirem.
METODOLOGIA
Para a comprovação da qualidade da matéria prima, incialmente efetua-se uma criteriosa coleta de amostras argilosas; para tal fim, são discriminados diferentes níveis argilosos em uma jazida de acordo com o conceito de fácies estratigráficas (neste ponto o trabalho deve se concentrar exclusivamente nas mãos do geólogo). Discriminados os níveis argilosos, coletam-se as amostras de forma que as mesmas representem com a maior fidelidade possível os níveis da jazida. A melhor maneira de coleta de amostras é a de calha, já que não se está coletando apenas de um ponto, melhorando desta forma a representatividade da coleta(1).

Concluída a coleta de amostras, controla-se a qualidade de cada uma delas. Para este fim, lança-se mão de algumas análises tradicionalmente utilizadas (como, por exemplo, ensaios cerâmicos tecnológicos, tais como a resistência mecânica e absorção de água) e sobretudo análises de caráter mineralógico, químico e textural, que devem ser utilizados anteriormente aos ensaios tecnológicos (Difração de Raios-X, Fluorescência por Raios-X, Carbono Orgânico, Análises Térmicas)(1), (2). Quando todas as análises supracitadas tiverem sido efetuadas, é possível verificar a qualidade e as eventuais deficiências dos níveis argilosos. Caso as deficiências tornem inviável o aproveitamento de um nível isolado, são levantadas hipóteses acerca da mistura de níveis argilosos de uma mesma jazida, níveis argilosos de jazidas diferentes ou mesmo a adição de minerais não argilosos (os chamados aditivos naturais) para que seja aproveitado o máximo de matéria prima possível de uma jazida.


PRINCIPAIS DEFICIÊNCIAS DAS MATÉRIAS PRIMAS CERÂMICAS
Com os estudos efetuados pelo grupo de estudos “Qualidade em Cerâmica Vermelha”, do IGCE/UNESP, campus de Rio Claro, observou-se que as principais deficiências das argilas utilizadas como matéria prima cerâmica do Pólo de Santa Gertrudes são:


  • Excesso de Expansão por Umidade (EPU): Um dos mais freqüentes problemas que se tem observado nos produtos cerâmicos do Pólo de Santa Gertrudes é a sua excessiva expansão por umidade, que ocasiona gretamentos e principalmente problemas de ajuste entre os pisos, já que, com a umidade, a tendência é de encavalamento dos pisos.

  • Excesso de Absorção de Água: Não é um problema tão acentuado quanto o da EPU (de modo geral, a absorção de água varia de 8 a 10%), mas é uma propriedade a ser melhorada nos pisos do Pólo de Santa Gertrudes, para conquistar maior aceitação no mercado e também enobrecer o produto.

  • Excesso de matéria orgânica: Característica que ocasiona o fenômeno conhecido como “coração negro”, que são pontos ou faixas escuras presentes na superfície ou no interior dos pisos e que propiciam desigualdade na distribuição de cargas, gerando pontos de maior e de menor resistência mecânica em uma mesma peça.

  • Dilatação Térmica Linear (DTL): Não é um problema especificamente da matéria prima (as argilas do Pólo de Santa Gertrudes apresentam coeficientes de dilatação entre 65 e 75, ideais para a confecção de pisos cerâmicos), mas sim do esmalte utilizado por grande parte das indústrias (o esmalte possui um coeficiente de dilatação próximo de 70). Portanto, as argilas devem Ter coeficiente de dilatação superior a 70, para evitar problemas de acoplamento com o esmalte; porém, acima de 80, a peça torna-se muito suscetível a choques térmicos, inviabilizando o seu uso.

Além destes problemas, existem também os problemas referentes ao processo industrial, como o caso do esmalte utilizado, e também a ausência de um controle granulométrico. Poucas empresas fazem uso de granulador para uniformizarem a granulometria da argila, e isto acarreta problemas durante a conformação da peça, gerando foliações e deformações no produto final.

Problemas referentes à matéria prima podem ser corrigidos através da busca de uma maior diversidade das matérias primas cerâmicas. Muitas deficiências podem ser sanadas se for efetuada criteriosamente uma mistura de diferentes níveis argilosos devidamente caracterizados, provenientes ou não de uma mesma jazida, ou por meio de adição de outras matérias primas, como quartzo, feldspato, carbonatos, talco e filito, entre outras. Infelizmente, ainda existe uma falsa idéia de que processos de fabricação de pisos por via seca não devem empregar aditivos. Apesar da água sempre auxiliar na homogeinização dos materiais, é perfeitamente possível empregar aditivos em processos por via seca, tomando-se os cuidados necessários.


MISTURA DE NÍVEIS ARGILOSOS
Nem sempre uma jazida de argila pode ser aproveitada integralmente. Na maioria das vezes, apenas um ou dois níveis são utilizados e os níveis restantes são considerados como rejeito. Este pode ser um procedimento errado, uma vez que os níveis rejeitados podem ser misturados em pequenas quantidades aos níveis aproveitados. Para que isto ocorra, a caracterização de todos os níveis da jazida deve ser efetuada. Conhecendo-se as características individuais de cada nível, não apenas estes podem ser adicionados aos níveis aproveitáveis, mas também pode-se misturar com sucesso apenas níveis rejeitados, de modo que se possibilite a utilização integral ou quase integral da jazida.
QUARTZO
O quartzo é empregado em casos de excesso de argilominerais expansivos (como os argilominerais do grupo da esmectita) como desplastificante, ou em argilas com baixo coeficiente de dilatação térmica linear (a adição de quartzo favorece o aumento do referido coeficiente). Porém, não se deve adicionar quartzo em argilas que apresentem baixa resistência mecânica, pois o quartzo tende a abaixar ainda mais esta propriedade física(3).

Não é necessário utilizar apenas quartzo puro; pode-se também utilizar areia, que tradicionalmente contém alto teor de quartzo. Na região de Santa Gertrudes, além das argilas provenientes da Formação Corumbataí, também são abundantes as areias da Formação Pirambóia, do Subgrupo Itararé e, em menor escala, da Formação Tatuí, que atualmente não são utilizadas pelas indústrias do pólo; porém, já existem estudos acerca de uma possível utilização destes materiais.


FELDSPATO
O feldspato contribui para o aumento do poder fundente da matéria prima (devido à introdução de Na, K ou Ca, dependendo do tipo do feldspato)e para a diminuição da porosidade e, conseqüentemente, da absorção de água (por aumento da fase vítrea)(3). Infelizmente, o feldspato puro é um aditivo caro (a alternativa seria usar os arcósios, ou seja, areias com alto teor de feldspato, provenientes do Subgrupo Itararé), e só deve ser usado quando a temperatura de queima ultrapassar os 1250ºC (praticamente nenhuma indústria do Pólo de Santa Gertrudes trabalha com temperaturas superiores a 1200ºC).
CARBONATOS
Assim como o feldspato, os carbonatos aumentam o poder fundente (devido à adição de Ca e Mg), diminuem a retração linear, favorecem a formação de fase cristalina (tendência de formar wollastonita, o que aumenta a resistência mecânica da peça) e favorecem o embranquecimento da massa cerâmica, o que enobrece o produto, além de solucionarem um problema capital: o da Expansão por Umidade (os carbonatos são extremamente eficazes na diminuição da EPU). Em contrapartida, aumentam a porosidade e, por conseqüência, a absorção de água(3).

Ainda deve-se levar em conta três fatores primordiais para a adição de carbonatos em uma massa cerâmica: granulometria, que deve ser a mais fina possível (passante em peneira ABNT 270 ou mais), temperatura (sempre acima de 1100ºC, para que ocorra a formação de wollastonita) e tempo do ciclo de queima (que deve ser mais longo que o tempo normalmente gasto pelas indústrias do pólo, de cerca de 40 minutos, para que ocorra a formação de wollastonita, em especial na faixa de 800ºC, quando começa a ocorrer a descarbonatação)(4).


TALCO

O talco possui as seguintes vantagens: aumenta a brancura da massa cerâmica; reduz a expansão por umidade e a contração linear; e aumenta o coeficiente de dilatação térmica linear. Porém, aumenta a absorção de água e geralmente possui pirita associada, o que favorece o surgimento de bolhas na peça(3), além de ser caro (por razões de custo, é melhor utilizar carbonatos do que talco, no caso das argilas do pólo de Santa Gertrudes).


FILITO
O filito possui a vantagem de aumentar o poder fundente da amostra (sendo uma alternativa mais barata ao uso do feldspato, por exemplo) e de aumentar a brancura da massa cerâmica. Porém, deve conter um teor muito baixo de impurezas, em especial matéria orgânica, para não prejudicar o desempenho do produto final.

Estudos sobre o uso de filito como possível aditivo às argilas da Formação Corumbataí estão sendo iniciados dentro do grupo “Qualidade em Cerâmica Vermelha”, do IGCE/UNESP, campus de Rio Claro.


CONCLUSÕES
Pode-se concluir que:

  • Muitos ceramistas podem estar rejeitando uma matéria prima que pode lhes ser muito útil, se aproveitada racionalmente;

  • Mesmo o processo de pisos cerâmicos por via seca pode se servir de aditivos naturais, tomando-se apenas as precauções necessárias a respeito da homogeinização da massa cerâmica;

  • Deve-se investir no controle de qualidade e também no reaproveitamento da matéria prima cerâmica, a fim de se utilizar melhor o material disponível, reduzir custos e incrementar a qualidade do produto final.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS




  1. M.H.O. Souza, L.A. Gaspar Jr., J.V. Valarelli, M.M.T. Moreno, Anais do 42º Congresso Brasileiro de Cerâmica, Poços de Caldas, MG, Junho de 1998, Vol. 1, pp. 137-140.

  2. L.A. Gaspar Jr., S.R. Christofoletti, M.H.O. Souza, J.V. Valarelli, M.M.T. Moreno, Anais do 41º Congresso Brasileiro de Cerâmica, São Paulo, SP, Junho de 1997, Vol. 2, pp. 696-699.

  3. A. Barba, V. Beltrán, C. Feliu, J. Garcia, F. Ginés, E. Sánchez, V. Sanz, Materias primas para la fabricación de soportes de baldosas cerámicas, ITC-AICE, Castellón, España, (1997), 292p.

  4. M.H.O. Souza, Caracterização das Rochas Sedimentares da Formação Irati e seus Produtos Intempéricos para Utilização como Aditivo no Pólo Cerâmico de Santa Gertrudes (SP), Dissertação de Mestrado, IGCE/UNESP, campus de Rio Claro, (1999), 121p.


THE IMPORTANCE OF THE DIVERSITY OF THE RAW MATERIALS FROM SANTA GERTRUDE’S CERAMIC POLE
ABSTRACT
The rational use of the raw material is fundamental on any industrial sector, including Ceramics. However, for this rational use to be made successfully, it's important to know deeply the characteristics of the raw material available, its qualities and deficiencies and even to introduce new raw materials into the production process. This concept is very pertinent in Santa Gertrudes's Ceramic Pole, the highlight of this decade as the pole of the largest growth in national and even continental levels. Such growth was possible thanks to the raw material applied by the industries of the pole, the clays from Formação Corumbataí, whose mineralogical and chemical characteristics are appropriate for this use. However, the use of these clays has been occuring in an indiscriminated way. Therefore, it becomes necessary a deepened study of these clays in order to avoid wastes and also for a possible setting of new additives, in order to prolong the useful life of the mines.
Keywords: additive, diversity, ceramic

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