METODOS PARA EL CONTROL DE GASES EMITIDOS DURANTE LA COCCIÓN DE CERÁMICOS DE ORIGEN CAOLINICO.

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Para que se lleve a cabo el proceso de cocción y vitrificación de los materiales arcillosos previamente moldeados, deben ser llevados a hornos de tipo industriales en los cuales se debe fijar la cantidad de tiempo, el nivel de fuego y los picos más altos y más bajos para que el material sea vitrificado correctamente, en muchos casos los materiales vienen con impurezas haciendo que en el momento de la cocción se consuman arrojando contaminantes a la atmósfera. En la industria cerámica, se entiende por cocción el proceso físico - químico de calentamiento, de acuerdo con un plan preestablecido, de las piezas crudas moldeadas, seguido de un enfriamiento según un plan igualmente bien definido. En él las arcillas se transforman en silicatos de aluminio cristalinos sin hidratar.

No se conoce exactamente la influencia de algunos factores que intervienen en la cocción, no bastando con elevar la temperatura, pues cada tipo de producto necesita una determinada en función de su composición química, sus dimensiones y sobre todo del espesor si la cocción se hace lentamente, se mejora la calidad, pero con ello aumentan los costos. Industrialmente se estudian las curvas de temperatura-tiempo de cada horno para conseguir el equilibrio del sistema.

Mediante el aporte de calor se produce un proceso de transformaciones físico-químicas que modifican la estructura química y cristalina de las arcillas de forma irreversible, adquiriendo consistencia pétrea y obteniéndose finalmente los productos cerámicos. [4]

La cocción de materias primas cerámicas lleva implícita la destrucción de un gran número de minerales y la formación de nuevas fases de mayor resistencia mecánica. En este proceso puede producirse liberación y emisión de elementos y compuestos volátiles que contaminen la atmósfera como pueden ser flúor, cloro, boro, plomo, bromo, óxidos de nitrógeno, y óxidos de azufre, entre otros.

En general, se ha comprobado que en función de las distintas fases que se siguen en la producción cerámica (preparación de la materia prima, secado, y cocción), la cantidad de polvo, plomo y flúor emitidas varían sustancialmente (Tabla I). Además, el problema será distinto dependiendo del tipo de producto que se fabrique (ladrillos, azulejos, porcelana, sanitarios, refractarios, etc).

Esta complejidad ha condicionado que la revisión se centre exclusivamente en la industria ladrillera y en alguno de los contaminantes más perjudiciales (F, Cl y S). No obstante, es aconsejable que la investigación se extienda en un futuro a otro tipo de fábricas cerámicas y/o que utilicen aditivos y esmaltes en la elaboración de sus productos, así como al conjunto de posibles contaminantes producidos.

Palmonari, C, y Timellini, G. (1980). Quanto inquina Vindustria cerámica. La Cerámica 33/5,1-9.

Recopilación de los principales contaminantes que se producen durante las fases de elaboración de cerámica tomado de palmonari & tlmellini, 1980) Tabla 1

Fase de elaboración

g por cada Kg de producto acabado

Temperatura de los humos (°C)

Polvo

Pb

F

Preparación de la materia prima del soporte y modelado

2

--

--

25

Preparación de la materia prima

1 del esmalte

0.2

0.08

0.08

500

Esmalte

1

0.2

--

25

Secado y cocción del bizcocho

0.05

--

0.12

180

Cocción del vidriado (esmalte y barnizado)

0.1

0.01

0.015

120

Monococción

0.1

0.015

0.16

180

Los factores que controlan de forma preferente las emisiones son:

a) la concentración de los elementos contaminantes en la materia prima

b) la cantidad de estos elementos cedidos durante el proceso industrial de cocción.

En el primer factor resulta obvio que, con independencia del proceso de fabricación, el riesgo de contaminación será mayor para contenidos más elevados de flúor, cloro y azufre en las materias primas. Además, dada la gran variedad y el bajo precio que tienen las materias primas que se utilizan en la industria ladrillera, es realmente difícil cualquier intento de modelización o control de este parámetro.

El segundo factor está condicionado por la composición mineralógica, temperatura y tiempo de cocción y tipo de combustible. [5]

Los gases que más contamina están presentes en las materias primas por lo tanto es importante que al momento de la elección de estas sea elegida la que tenga menor nivel de elementos contaminantes.

Los datos bibliográficos revisados indican que el mayor contenido en flúor suele estar relacionado con el porcentaje de illi-ta en las arcillas cerámicas. Este mineral puede contener cantidades importantes de F sustituyendo al OH' en su estructura, en el caso de minerales trioctaédricos la sustitución puede llegar a ser importante [6,7]. También puede estar relacionado con la montmorillonita, caolinita, interestratificados y apatito [8], [9], [10].

Los contenidos de cloro en las materias primas estarán en función de los porcentajes en sales solubles (especialmente balita) y