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CAPTULO 1

EL DESARROLLO DEL LADRILLO EN LA HISTORIA

El ladrillo es uno de los materiales de construccin ms antiguos, y su historia se remonta a los orgenes de la civilizacin. El ladrillo de barro o adobe se invent entre el ao 10000 y el 8000 a. C.; el moldeado se desarroll ms tarde, en Mesopotamia, alrededor del 5000 a. C. Pero el mayor hito fue la invencin del ladrillo cocido, aproximadamente en el ao 3500 a. C., que permiti la construccin de estructuras permanentes en zonas donde anteriormente no haba sido posible. La coccin le dio al ladrillo la resistencia de la piedra, pero con la ventaja aadida de que se le poda dar forma con ms facilidad y ofreca la posibilidad de realizar infinitas reproducciones de diseos ornamentales.El ladrillo ha sido un pilar fundamental de la arquitectura desde hace ya 5000 aos a. C., desde la antigua ciudad de Babilonia, su uso en el antiguo Egipto, pasando por las grandes Termas y baslicas de la antigua Roma, por el gtico alemn, los majes- tuosos templos de Pagn y las mezquitas mongoles en Irn, la Gran Muralla China; hasta su renacimiento en la actualidad, utilizado por grandes maestros modernos como Louis Kahn, Alvar Aalto, Renzo Piano, Eladio Diesta, Rogelio Salmona, Solano Bentez entre otros, que usan el ladrillo como punto de partida para su proyecto arquitectnico.

UNIVERSIDAD DE CUENCAFacultad de arquitectura y urbanismoSon innegables las ventajas prcticas conseguidas a travs de su larga historia, por su increble versatilidad y propiedad de adaptarse y dar origen a varias formas, tanto curvas como rectas, su caracterstica de modular le ha permitido su uso en puentes, viviendas, coliseos, catedrales etc., permitiendo que se mantenga como uno de los elementos ms utilizados y pre- feridos por el hombre al momento de empezar una construccin.Estudiar al ladrillo es estudiar a la arcilla, como principal materia prima para su elaboracin; sta posee una caracterstica bien definida: su plasticidad, sin embargo se la puede modificar con la intervencin del calor, su facilidad de manejo y su difcil uso posterior a la prdida de humedad, stas y otras caractersticas como otros usos y clasificaciones referidas a este material tan antiguo como moderno se estudiar en el presente captulo.

22manuel pichazaca / pal saldaa


FIG. 001 Runas de Jeric - Uso del ladrillo en el Periodo Neoltico.

FIG. 002 Murales de la tumba de Rekh-mi-Re, muestran la fabricacin del ladrillo

CRDITOS FOTOGRFICOS:

FIG.001 http://www.sedin.org/propesp/Jerico.htmFIG.002 http://ancientneareastdotorg.files.wordpress.com/2012/10/rekhmiretomb_bricks.jpg1.2 DESARROLLO DEL LADRILLO EN LA HISTORIA

1.2.1 CIVILIZACIONES ANTIGUAS 10000 - 500a. C .1.2.1.1 LOS INICIOS: FABRICACIN DEL LADRILLO EN ELNEOLTICOEl asentamiento ms importante es el de Jrico, a orillas del ro Jordn que se creen que perteneca al Neoltico o a la Edad de Piedra, perodos anteriores a la alfarera o a la edad de los metales. En las ruinas de Jeric se encontraron dos tipos de ladrillos. Los ms antiguos datan del perodo que segn el arqueologo Kathleen Kenyon calific como Neoltico Precermico A(hacia el 8300 - 7600 a. C); variaban el tamao y median aproximadamente 260 x 100 x 100 mm, amasandoles hasta darles una forma ms o menos rectangular. El segundo tipo de ladrillo que se encontr en Jrico era ms trabajado. Conocido como ladrillo de caa, data del Neoltico Precermico B (7600-6600 a.C). (FIG.001)Los dos ladrillos anteriores se secaban al sol (adobe), y una vez secos se empleaban para construir gruesas paredes colocandolas en hileras y usando barro como mortero. Las ventajas de estos ladrillos era que se podan transportar con facilidad respecto a otros materiales como la piedra, desde el lugar en donde se obtena el producto hasta donde se iba a construir.Las paredes de ladrillo eran ms resistentes y en tercer lugar no haba necesidad de un encofrado para construir las paredes puesto que stas soportaban por gravedad mientras se levantaba la pared. La mayor desventaja que presentaban estos ladrillos moldeados a mano era que no encajaban bien unos con otros, pues su forma y tamao no eran uniformes. Dichos ladrillos dependan de unas juntas muy gruesas de mortero de barro, que inevitablemente eran ms frgiles que el propio ladrillo.1.2.1.2 EL ANTIGUO EGIPTO: EL PERFECCIONAMIENTO DELLADRILLOEl ladrillo mejor considerablemente con el uso de moldes para su elaboracin. Este proceso por moldes facilit producir varios ladrillos idnticos y rectangulares por da que eran secadas al sol.El uso que le dieron los egipcios a este mdulo de ladrillo que se obtena por moldes fue en la arquitectura de arcos y bvedas de ladrillo paralelamente al uso de la piedra. Los ladrillos eran rectangulares y variaban en tamao. Los que se construan en edificios pblicos eran ms largos que los utilizados en las viviendas.Las medidas eran 280-320 x 150-160 x 75 - 100 mm, hasta360 x 180 x 115 mm. Los ms grandes pesaban 18 - 22 kg y requeran de varios hombres para levantarlos, aunque otros no eran ms grandes que el ladrillo actual y la mayora estaban diseados para levantarlos con las manos. Se usaba el mortero de barro para unirlos. (FIG.002)A pesar que los egipcios perfeccionaron el uso del ladrillo de barro, mostraron muy poco inters por el ladrillo cocido. Su empleo fue poco comn hasta la llegada de los romanos. No se necesitaba de ladrillo cocido, dado que conta- ban con un importante abastecimiento de piedra en sus construcciones.

1.2.1.3 EL LADRILLO COCIDO EN MESOPOTAMIA

UNIVERSIDAD DE CUENCAFacultad de arquitectura y urbanismoSe encontraba en la zona frtil situada entre los ros Tigris y Eufrates entre los aos 4000 y 3000 a.C. se desarrollaron ciudades como Uruk y Ur. Con frecuencia, las paredes ex- teriores se realizaban con aparejo de soga. Muchas de las juntas que se utilizaban como la junta inglesa resultan muy familiares para el albail de hoy en da como otros diseos como el sardinel que en la actualidad no est muy extendi- do. En este periodo se empieza a usar el ladrillo cocido mar-

UNIVERSIDAD DE CUENCAFacultad de arquitectura y urbanismocado y con grabados, y se lo esculpa antes de cocerlos. Estos ladrillos se empleaba para construir pilares de seccin circular y relieves decorativos que datan del siglo XII a.C. Un ejemplo de la aplicacin de este ladrillo fue en el templo de Isusinak, Susa.El rey necesitaba un palacio y un templo, y ambos se ha- llaban ntimamente ligados; por lo que se construyo el zi- gurat, que era una pirmide escalonada similar a las del antiguo Egipto, que era un escenario utilizado para rituales de renovacin y prosperidad al inicio de cada ao.El ladrillo parece haber sido usado como unidad de medida den las construcciones. Eran colocados con mortero de bitumen.

1.2.1.4 EL LADRILLO EN BABILONIAFue fundada como capital de provincia en la Dinasta III de Ur (2111 - 2003 a. C) y despus paso a ser la capital de Me- sopotamia gobernada por Hammurabi (1792 - 1750 a. C.). La ciudad alcanz su esplendor arquitectnico bajo el rey Nabucodonosor II quin rein desde el ao 604 al 562 a. C. En Babilonia, la ciudad de los jardines colgantes , se consi- der durante mucho tiempo que se encontraba la torre de Babel descrita en la Biblia. (FIG.003)El ladrillo se perfeccion dndole relieve, que se los fabri- caba a mano esculpidos en arcilla hmeda y se los mon- taba antes en hiladas para comprobar que encajarn entre ellos. Se los dejaba secar al sol antes de cocerlos y a continuacin se les aplicaba un esmalte de colores, pro- bablemente con un lquido acuoso que se vitrificaba con la coccin.

1.2.2 EL MUNDO CLSICO 500a. C. - 1000d. C. Comprendido entre el 500 a. C. al 1000 d. C. con el auge de Grecia. En Grecia las paredes eran de ladrillo de barro,

y el ladrillo cocido se lo utilizaba en la fabricacin de tejas. En el ao 274 a. C. los romanos conquistaron la mayor parte de la pennsula Itlica as como a Grecia. El ladrillo semi cocido lo usaban en las murallas de las ciudades en el siglo I a. C., con medidas comprendidas entre 440x 290x140 mm. Los primeros ladrillos cocidos tenan una medida de 470 - 450x320 - 300x50 - 65 mm cuidadosamente colocados con juntas de 10 - 15 mm en los tiempos de Julio Csar (49 - 44a. C.).

1.2.2.1 IMPERIO ROMANOLos Romanos ya utilizaron el hormign, usando cal y arena mezclado con guijarros, casquillo de ladrillo y piedra de desechos. A esta mezcla se la denominaba opus caemen- ticium y se empleaba como relleno o mortero en mampos- teras de ladrillo o de piedra. Con lo que se construyeron edificios slidos, de grandes dimensiones y econmicos debido a que la estructura se hacia ms porosa y en consecuencia menos pesada.Los ladrillos utilizados tenan diferentes formatos: de forma paralelapipeda con un rea de 443 mm2 y un espesor de 50 mm conocidos como Sesquipedalis, hasta otros de rea 590 mm2 - 750 mm2 con un espesor de 60 mm conocidos como Bipedales , usados en pavimentos, arcos, aparejos y subdivisiones en tringulos para su empleo en muros. Tam- bin se usaba un ladrillo rectangular de dimensiones 400 x280x40 mm para lo que son aparejos conocido como ly- dion.Los ladrillos se los usaba en la obra civil de puentes, termas y acueductos; adems lo usaron en arcos abovedados que fue una innovacin tcnica para ese momento, debido a que anteriormente se lo construa en estructura de piedra. (FIG.004)Los arcos romanos de ladrillo se solan construir con ladrillos

FIG.003 Jardines Colgantes de Babilonia.

FIG. 004 Coliseo Romano - Uso del ladrillo de forma estructural.


FIG.003 https://www.flickr.com/photos/trevelez/1015839349FIG.004 https://www.flickr.com/photos/traveblog1979/4152733550/sizes/z/

UNIVERSIDAD DE CUENCAFacultad de arquitectura y urbanismo

FIG. 005 Desarrollo del ladrillo en China

FIG. 006 Magoki Attari, la ornamentacin es de yeso y ladrillos cortados


FIG.005 James, W.,&Will, P.. (2004). Ladrillo, Historia Universal. Barcelona, Espaa: BLUME. FIG.006 http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Magoki-Attari.JPG

de 60 cm de largo (bipedales) y se le daba cambiando el tamao de las juntas. En ocasiones se utilizaba un anillo de ladrillos, pero por lo general se empleaban dos o incluso ms anillos para aportar una mayor resistencia. El Coliseo Romano que se empez a construir en el ao 70 d. C., por el emperador Vespasiano y lo complet su hijo Tito en el ao 80 d. C. El ncleo del edificio lo formaba un sinfn de arcos y bvedas que transferan las cargas al suelo.La Baslica de Santa Sofa comenzada en el 532 d. C., es un claro ejemplo del uso del ladrillo en las cpulas. Estos ladrillos tienen 50 mm de grosor colocados con un mortero de cal con polvo de ladrillo y pequeos fragmentos de ladrillo, de esta forma el polvo de ladrillo actuaba como un agente puzolnico, mientras que con las pequeas piedras de ladrillo se evitaban el empleo de arena. Las juntas de 50 - 60 mm de grosor, era ms gruesos que los propios ladrillos, de ah que el mortero desempee un significativo papel en la resistencia de la pared.

1.2.2.2 EL LADRILLO EN CHINAChina desarrollo una sofisticada industria del ladrillo entre los aos 500 a. C. al 1000 d. C. Se construyen paredes hue- cas con una gran diversidad de aparejos muy ingeniosos, adems se utilizaba ladrillos de lengeta, estriados,mortaja y espiga para construir bvedas, mientras para las cpulas, se usaba el mtodo de repisa.Los tamaos tenan medidas entre 400x200x100 mm y 250x120x60 mm que equivalen a una proporcin de los lados 4:2:1 que se aproxima a la del ladrillo moderno. Los chinos tambin hicieron grandes ladrillos planos con una proporcin de 6:3:1 y de 8:4:1.Los ladrillos chinos son posteriores al descubrimiento de los ladrillos en Mesopotamia. Adems los fabricantes de ladrillos chinos experimentaron de una forma mucho ms ima-

ginativa que los de occidente, creando una arquitectura con cermica de diferentes tamaos y formas. Las principales pagodas se ubicaron especialmente en: Shanghai, Hangzhou, Suzhou, Nanjing y Pekn. (FIG.005)

1.2.2.3 EL LADRILLO ISLMICODesarrollada desde el ao 620 - 1000 . Se sigui las prcticas sasnidas y bizantinas. Los ladrillos eran de base cuadrada y se los usaba para muros gruesos. Los edificios eran de- corados con motivos ornamentales que se los realizaba en moldes de yeso o en escayola de cal. Otra tcnica utili- zada era utilizar ladrillos modelados o cortados para orna- mentar las fachadas.(FIG.006)

1.2.3 PERIODO DE LA EDAD MEDIA 1000 - 1450La iglesia catlica tuvo gran influencia y poder en este perodo que provoc cierto estancamiento de las ciencias, pues todo lo que se descubra se interpretaba como oscu- rantismo y por lo tanto exista un alto riesgo de muerte por las persecuciones de la Inquisicin.La construccin en ladrillo se efecta de la misma manera; los trabajos, las trabas, eran iguales por generaciones de al- bailes. Los grandes edificios se mantenan por pura masa. En esta poca todava existe un desinters por analizar y clasificar las fuerzas en el accionar de un edificio o la resistencia de materiales. Los trabajos estaban guiados por las experiencias, las supersticiones o los ritos que fueron ocu- pando el lugar.A fines de la Edad Media surge un nuevo estilo constructivo que modifica, innova y marca un hito en la historia de la arquitectura y de la ingeniera monumentalista; es el Gtico. La arquitectura en este perodo se basa en las miles de pruebas y errores que permiti a los constructores de- sarrollar la tcnica y estilo, que no era difundida entre la

UNIVERSIDAD DE CUENCAFacultad de arquitectura y urbanismosociedad, sino se mantena secreta y solo difundida entre sociedades como la masonera ocasionado por la fuerte vigilancia de la iglesia.Los ladrillos se usaban en las murallas de las ciudades y los castillos. Los ladrillos largos y delgados colocados dejando juntas muy gruesas se usaban hasta bien avanzada la Edad Media. Debido al poder que tena la iglesia en esta poca se construyeron grandes catedrales en forma de fortaleza. Los muros eran de gran grosor, para defenderse de los ata- ques enemigos. El enladrillado es de aparejo a soga y el ladrillo de la fachada mide 200 - 210 x 50 - 55 mm, con unas juntas de 20 mm.En la Edad Media, la expansin del Islam desde la pennsula Ibrica hasta la India, trajo consigo el uso del ladrillo en sus construcciones. Se usaban ladrillos de barro para las construcciones corrientes, mientras que se usaban ladrillo cocido slo para edificios importantes. Los ladrillos median 180 - 310 mm de longitud (la mayora eran de 200 - 220 mm) y 40 - 70 mm de grosor (la mayora eran de 45 - 50 mm).Los ladrillos se colocaban con mortero de yeso (escaloya de Pars, llamada goch en Persia), que se obtena calci- nando Sulfato de Calcio hidratado en pequeos hornos de piedra. Este mortero se fraguaba con rapidez cuando se le aade agua y para retrasar el proceso el mortero se mezclaba con arcilla, arena, grava fina y barro. Por otro lado, el hecho de que se secara tan rpidamente ofreca grandes ventajas a la hora de construir mnsulas, cpulas y bvedas.Un avance que se dio en este periodo fue el relieve que se aplicaba al ladrillo y los azulejos de cermica vidriada de vivos colores. Los vidriados multicolores se hacan sobre los azulejos sin cocer aadindoles carbn vegetal en polvo. Los diseos y las divisiones entre los colores se perfilaban con magnesio de color prpura, o bien se grababan en

relieve con un esmalte transparente. Tras este proceso, los azulejos se cocan y se dejaban enfriar, tras lo cual se aplicaba un segundo esmalte de estao antes de someterlos a una segunda coccin.Las superficies de ladrillo se revestan con azulejo, usando mortero de yeso. Un mtodo alternativo para revestir las superficies con diseos decorativos vidriados era el mosaico. Algunas de las bvedas se construyeron empleando un enladrillado decorativo, pero la mayora muestra una complicada decoracin de yeso al que se le daba color ase lo decoraba con azulejos. (FIG.007)

1.2.4 PERIODO DEL RENACIMIENTO 1450 - 1650Con la llegada en el siglo XV del inters por el arte, la litera- tura y los misterios naturales de la antigedad grecolatina clsica dando ms valor al ser humano que a la divinidad. En la construccin de la gran cpula de la catedral de Santa Mara del Fiore (1294, en Florencia por Brunelleschi), el ladrillo fue empleado como autoportante para recibir las cargas de la cpula y transmitir las fuerzas provocadas sobre la estructura hacia el tambor, hecho que represento una gran innovacin en este periodo. (FIG.008)Los ladrillos estaban colocados de manera que actuaran como dovelas de un arco gigante.Los ladrillos se asentaban sobre una base ortogonal com- puesta por dos cascarones paralelos que permiten aligerar el peso de la cpula. Tanto el cascarn interior como el exterior son apuntados. La cpula esta formada por 24 nervios de ladrillos dispuestos en forma de espina de pez. Los 8 nervios que recorren los vrtices de la cpula recogen el peso de la estructura y las transmiten con los otros nervios restantes los esfuerzos de la cpula al tambor.Los 8 nervios de piedra y mrmol que se ven en el exterior son decorativos y no cumplen ninguna funcin estructural,

FIG.007 Pequeo mausoleo en Sultaniya, Irn, de fecha desconocida

FIG. 008 Cpula de Santa Mara del Fiore - La ms grande del mundo


FIG.007 James, W.,&Will, P.. (2004). Ladrillo, Historia Universal. Barcelona, Espaa: BLUME. FIG.008 https://www.flickr.com/photos/miguelcalleja/9032589419/sizes/l


FIG. 009 Desarrollo del ladrillo en China

FIG. 010 Casa Robie, vivienda envuelta en ladrillo romano y piedra caliza


FIG.009 https://www.flickr.com/photos/cie_xyz/15034668582 FIG.010 https://www.flickr.com/photos/pwitterholt/13918273659

ya que los nervios que aguantan la cpula no se ven ni desde afuera ni desde adentro. La construccin se la hizo sin usar cimbras de madera.

1.2.4.2 LA GRAN MURALLA CHINASe la construyo con el propsito de proteger el Norte de China de las invasiones de Mongolia. Las primeras murallas se construyeron en los siglos VII y VI a. C., que ms tarde se unieron a la Gran Muralla de 5000 km de longitud en el 259 al 210 a. C.Los ladrillos utilizados son de variadas medidas que van desde: 600x240x120 mm, pero tambin se utilizan ladrillos ms convencionales, de 440x210x160 mm, 450x220x220 mm y 370x180x100 mm y colocados con juntas de 20 mm. Estos ladrillos eran empleados para la parte exterior de la muralla mientras que la interior se rellenaba con grava o tierra api- sonada. (FIG.009)

1.2.5 MECANIZACIN E INDUSTRIALIZACIN 1800 - 1900 El pasaje del conocimiento cientfico a la industria dio nacimiento a la Revolucin industrial que provoc tambin movimientos intensos y profundos en la socie- dad y poltica de su tiempo. La revolucin industrial crea excesos de mercadera a la espera de la distribucin y venta. Los perfiles metlicos normalizados y la aparicin tmida del hormign armado hacen surgir a las discipli- nas de la Arquitectura y la Ingeniera en el orden civil. Antes lo eran solo en lo militar.En esta poca se destaca la mecanizacin del ladrillo en las fases de preparacin de la arcilla, el moldeo y la coccin en diferentes tipos de hornos. Adems se empieza a usar el cemento Portland en el mortero, envs del mortero cal - arena usado anteriormente o el mortero de cemento usado por los romanos en obras de canales de agua.1.2.5.1 GAUD Y LA BSQUEDA DE LO ORGNICOGaud estaba convencido de que la arquitectura tena que ser el reflejo de la naturaleza, que ha su vez era el reflejo de Dios. Usaba los ladrillos para crear ornamentos con diseos muy originales con numerosos relieves que sobresalen de la superficie de la fachada.La cubierta en los pabellones Gell se las resuelven mediante bvedas de ladrillos. La superficie superior y las juntas se cubren con mortero de yeso y con una segunda capa de mosaico girado 45 C respecto de la primera. El uso del mortero de yeso, permite que el mosaico pueda colocarse en su sitio con un simple puntal de madera y a mano.La parbola usada por Gaud en sus obras es la forma ms eficiente para un arco y Gaud los construa sin el uso de cimbras. Mezcl los materiales a su antojo, utiliz la piedra y el ladrillo juntos con restos de escoria quemada procedentes de la fundicin de hierro de la zona para las paredes, as como una combinacin de arcos y bvedas tabicadas.

1.2.5.2 FRANK LLOYD WRIGHTSu influencia en las casas del siglo XX fue decisivo. Los ladrillos empleados miden 295x100x42 mm,y fue la forma en que se colocaron con juntas horizontales de 15 mm y 5mm de tizn, para resaltar la horizontalidad en las fachadas. (FIG.010)

1.2.6 PERIODO MODERNO 1900 - 2000En este periodo existes varios autores que sobresalen con el uso del ladrillo en sus obras, sin embargo se estudia a tres maestros que han usado el ladrillo de la forma ms rstica como el caso de Alvar Aalto, pasando por la combinacin de materialidad entre hormign, vidrio y ladrillo de Khan y del uso del ladrillo sin mortero en caso de Piano.

1.2.6.1 UNIVERSIDAD DE CUENCAFacultad de arquitectura y urbanismoALVAR AALTOUna obra realizada con ladrillo por este arquitecto finlands fue la casa Experimental en la isla de Muuratsalo (Finlandia, 1952-1953). La vivienda en forma de L enmarca un peque- o patio cuadrado en cuya parte central se encuentra un espacio para la barbacoa, que constituye un lugar de en- cuentro y las habitaciones se desarrollan alrededor de l. En este proyecto de arquitectura nrdica se encuentra li- gado a la naturaleza del lugar. Lo curioso del proyecto es que se convirti en un estudio experimental de materiali- dades como la madera, hierro, mortero en las juntas y por supuesto el uso de ladrillos que se pueden apreciar en las paredes y piso del patio central, donde hay ladrillos de di- ferente tonalidad (ms de cincuenta tipos), yeso y pieza cermicas que estn dispuestos en varios patrones, apro- vechando la libertad constructiva que se consigue usando este material. (FIG.011)

1.2.6.2 LOUIS KHANKhan utilizaba al ladrillo de muchas maneras: como cerra- mientos en estructuras de hormign o como paredes de carga de fbrica. Utiliza arcos de descarga en los muros y arcos curvados en los tambores. Un ejemplo del uso de arcos de medio punto es en la Biblioteca de Philips Exete. El aparejo del muro del edificio es aparejo ingls, con una hilada de tizn por cada siete de soga. Los ladrillos son hechos a mano y miden 190x85x55 mm. Las variaciones de color y textura resultantes proporcionaron dinamismo a la fachada de ladrillos.Kahn da al ladrillo un enfoque de monumentalidad y sobre todo estructural, combinando con el hormign, la madera y el vidrio claro.1.2.6.3 RENZO PIANOAplica una estructura que sostiene al revestimiento, de modo que el diseo se limita a elegir la estructura y la piel ms adecuadas para cada ocasin.Una de sus obras es el Anexo del IRCAM, donde los ladrillos de terracota estn colocados en armazones metlicos que dividen la fachada en mltiples paneles. Cada ladrillo, de 275x50x50 mm, est perforado y va sujeto al armazn por medio de tres tornillos insertados en otros tantos agujeros. As mismo, los ladrillos van separados entre s por medio de unas arandelas, dando lugar as a unas junturas vacas. Esta pantalla de ladrillo esta convenientemente impermeabili- zada con una capa de hormign bituminoso. Los elementos de terracota suelen ser ligeros y huecos, y se encuentran en una amplia gama de dimensiones, en funcin de cada necesidad. El aumento de tamao trae consigo diversos problemas asociados (frgiles y se estropean con facilidad).El uso del ladrillo terracota provoca una sensacin de regularidad y permite una carpintera modulada.

1.2.7 FUTURO DEL LADRILLOLuego de obtener coladas continuas de hierro y del uso combinado de barras de acero con hormign, se produce una notable reduccin de los costos de la construccin. Surge as una aceleracin no solo en la cantidad de edificios y puentes sino en la magnitud, en el tamao y en los diseos.La fabricacin del ladrillo relacionadas al moldeado ma- nual cambian por la fabricacin mediante sistemas de au- tomatizacin y debido al descubrimiento de nuevos materiales, han permitido que aparezcan las nuevas fachadas ligeras conocidas como pieles cermicas. En diferentes formatos y que pueden ser colocados en armazones metlicos.

FIG.011 Casa Experimental en la isla de Muuratsalo (Finlandia)

FIG. 012 IRCAM - El uso del ladrillo en la modernidad.


FIG.011 http://s.libertaddigital.com/fotos/galerias/las-casas-mas-raras-del-mundo/aalto.jpg FIG.012 https://www.flickr.com/photos/fadb/5100310965/sizes/l


1.2.8 LNEA DEL TIEMPO

010203040506070809101112131415

CIVILIZACIN ANTIGUA10000 - 500 a.CMUNDO CLSICO500 a.C - 1000 d.CEDAD MEDIA1000 - 1450PERIODO DEL RENACIMIENTO1450 - 1650MECANIZACIN E INDUSTRIALIZACIN1800 - 1900PERIODO MODERNO1900 - 2000

1. Elaboracin de ladrillos en Ejipto2. Elaboracin de ladrillos en Mesopotamia3. Jardines Colgantes de Babilonia4. Coliseo Romano5. Desarrollo del ladrillo en China6. Magoki Attari7. Cpula de Santa Sofa8. Mausoleo en Sultaniya9. Cpula de Santa Mara de Fiore10. Muralla China11. Casa Battlo12. Casa Robie13. Residencia estudiantil Baker14. Biblioteca Philips Exeter15. IRCAM


FIG.07 https://www.flickr.com/photos/miguelcalleja/2314638928/sizes/z/ FIG.11 https://www.flickr.com/photos/artiephotography/13053718503/sizes/l FIG.12 https://www.flickr.com/photos/dicapua_franco/8301257196/sizes/l FIG.13 http://www.mimoa.eu/images/8442_l.jpgFIG.01-FIG.02-FIG.03-FIG.04-FIG.05-FIG.06-FIG.08-FIG.09-FIG.10-FIG.14-FIG.15 citado antes

LNEA DEL TIEMPO:Autores

UNIVERSIDAD DE CUENCAFacultad de arquitectura y urbanismo1.3 MATERIALES CERMICOSEl trmino cermica proviene de la palabra griega Kera- meicos, que significa de barro. Los productos cermicos son objetos hechos por el hombre, que han sido moldeados usando un amplio nmero de minerales y rocas, y luego permanentemente endurecidos por el calor, cada produc- to cermico a sido desarrollado ampliamente a lo largo de la historia no slo en cantidad sino en la variedad de productos, algunos de ellos, de importancia trascendental para las tecnologas modernas.Surge la fabricacin de ladrillos en aquellas zonas en que escasea la piedra y abunda la arcilla. Se entiende por material cermico el producto de diversas materias primas, (principalmente arcillas) fabricndose en estado pulveru- lento o pastoso (para comunicarles fcilmente la forma) y adquiriendo la consistencia ptrea por procesos fsico-qumicos al cocer esas tierras arcillosas.Se dividen en dos ramas: La Tejera: elabora materiales de construccin (ladrillos, tejas, tubos, etc.) (FIG.013) La Alfarera: elabora cermica fina (loza, porcelana) (FIG.014)Las materias primas para la obtencin de estos productosson: Arcillas, Desgrasantes, Fundantes y Agua.

1.4 MATERIA PRIMALas materias primas cermicas son los materiales de partida con los que se fabrica el producto cermico. Los productos cermicos clsicos, que constituyen la cermica tradicional, estn preparados con materias primas naturales, que de acuerdo con su funcin pueden ser plsticas o no plsticas. Las primeras son esencialmente arcillas. Las no plsticas pueden tener una funcin de desgrasantes (materiales que reducen la plasticidad permitiendo una

mejor trabajabilidad y facilitando el secado), o son elementos fundentes (que facilitan una coccin a menor temperatura e introducen los elementos necesarios para la formacin de nuevas fases). Son cermicas tradicionales la cermica estructural (ladrillos, tejas, bovedillas, termoarci- lla, clinkers y otros), la loza, la porcelana de mesa y artstica, la cermica sanitaria, los pavimentos y revestimientos, los esmaltes y fritas, y los refractarios.

1.4.1 ARCILLASLa arcilla es la principal materia prima para la fabricacin de ladrillos, tejas, piezas especiales, etc. Es una roca procedente de la desintegracin de las gneas que contienen feldespatos, tras diversos procesos de sedimentacin mecnica. Las arcillas se componen de silicatos de almina deshidratados, con diversidad en la estructura interna, en la proporcin de slice-almina y de agua de hidratacin. Adems, pueden contener otros componentes secunda- rios, considerados generalmente como impurezas: xidos de hierro y magnesio, carbonato clcico, hidrxido de hierro, limonita, mica, arena, humus orgnico, etc.A veces entre las arcillas se encuentran fragmentos de la roca de procedencia; otras veces se hallan minerales o rocas que entraron en contacto con la arcilla durante su transporte hasta el lugar de sedimentacin. Con frecuencia se ven alteradas por acciones (temperatura, presin, etc.), ejercidas sobre ellas durante la consolidacin. Puede comprenderse por ello que la variedad de arcillas es muy grande y con una gran gama de coloraciones, plasticida- des, composicin qumica, etc.En general no se encuentran arcillas puras de cada tipo, sino mezcladas, aunque predomine un mineral determinado. Las arcillas ms puras son las caolinticas, las cuales, por presentar un elevado porcentaje de almina y, por lo tan-

FIG.013 La Tejera

FIG. 014 La Alfarera


FIG.013 https://www.flickr.com/photos/w_vga/5391744809FIG.014 https://www.flickr.com/photos/quinoal/6244040088/sizes/l




FIG. 015 Arcilla .

FIG. 016 Composicin de los suelos - localizacin de la arcilla en la corteza.


FIG.015 AutoresFIG.016 http://aracelifloresg104e5.blogspot.com/2012/01/componentes-fase-inorgani- ca-del-suelo.html

to, un elevado punto de fusin, tienen despus de cocidas propiedades refractarias. Las arcillas montmorillonticas son las menos empleadas en cermica.Las ilticas son las ms utilizadas, por ser las ms abundantes. Una de las principales caractersticas de las arcillas es la plasticidad. Se entiende por tal la propiedad de un cuerpo que puede deformarse bajo la accin de un esfuerzo y que permanece deformado despus de retirada la causa que ha producido dicho cambio. La plasticidad depende de muchas propiedades de las arcillas, y una de ellas es el contenido en agua. Si la arcilla est totalmente seca, no es plstica. (FIG.015)Si se le aade agua, se observa un incremento de la plasticidad, que llegar a un mximo para un contenido de agua determinado. Si seguimos aadiendo agua, se obtiene un lquido ms o menos viscoso pero toda idea de plasticidad habr desaparecido. La estructura laminar de la arcilla y el pequesimo tamao de las partculas tambin influyen en la plasticidad. Hay un cierto contenido de agua mnimo por debajo del cul la arcilla deja de comportarse como una masa plstica y se convierte en un material friable.A ste contenido de agua se le denomina lmite plstico de la arcilla. Como se ha dicho, al aumentar la cantidad de agua la arcilla se convierte en un material plstico hasta un contenido de agua determinado para el cul la arcilla comienza a fluir como un lquido espeso. A este otro contenido de agua se le llama lmite lquido. La diferencia entre ambos lmites recibe el nombre de ndice de plasticidad. La accin del calor sobre las arcillas es la base de la industria cermica.Cuando un cuerpo moldeado en arcilla se somete a la accin del calor experimenta una serie de cambios que lo transforman en un elemento til con una resistencia mecnica apreciable, una determinada impermeabilidad, una

cierta resistencia al fuego, etc. Unos cambios son de naturaleza fsica (variaciones en la densidad, porosidad, fragi- lidad, plasticidad, resistencia a la compresin, color, etc.) y otros son de naturaleza qumica (deshidrataciones, des- composiciones, formacin de nuevos compuestos, etc.)En la prctica las arcillas pierden el agua en dos fases: en la primera, llamada secado, no pierden ms que el agua de amasado (agua que se aade a la arcilla para amasarla y moldearla), en tanto que en la segunda fase, durante el proceso de coccin, pierden el agua zeoltica (molculas de agua intercaladas en los vacos de la red cristalina) y el de constitucin. Cuando se produce la eliminacin del agua de constitucin se rompe la estructura de la arcilla y el fenmeno deja de ser reversible perdiendo definitiva- mente la posibilidad de ser plstica.Sustancialmente est formada de slice, almina y agua, y cantidades variables de hierro y otros materiales alcalinos. Las partculas de materiales son capaces de absorber hi- groscpicamente hasta el 70% en peso de agua. Debido a esa caracterstica, la arcilla, que al estado seco se presenta con aspecto de tierra, cuando est hidratada adquiere la plasticidad necesaria para ser moldeada. Durante la fase de endurecimiento (por secado o coccin), el material ar- cilloso adquiere caractersticas de notable solidez con una disminucin de masa (de alrededor de 5% a 15%) en proporcin a su plasticidad inicial.Las arcillas en su mayora, se encuentran situados en el manto superficial, esto es entre el humus y el limo, por lo que su extraccin resulta ser fcil. (FIG.016)

1.4.1.1 UNIVERSIDAD DE CUENCAFacultad de arquitectura y urbanismoPROPIEDAD DE LAS ARCILLASA continuacin se describen las principales propiedades que hemos considerado esenciales para el desarrollo de la presente investigacin.

1.4.1.1.1 Capacidad de absorcinAlgunas arcillas encuentran su principal campo de aplicacin en el sector de los absorbentes ya que pueden absorber agua u otras molculas en el espacio interlaminar (esmectitas) o en los canales estructurales (sepiolita y pa- ligorskita). La capacidad de absorcin est directamente relacionada con las caractersticas texturales (superficie especfica y porosidad) y se puede hablar de dos tipos de procesos que difcilmente se dan de forma aislada: absorcin (cuando se trata fundamentalmente de procesos fsicos como la retencin por capilaridad) y absorcin (cuando existe una interaccin de tipo qumico entre el absorbente, en este caso la arcilla, y el lquido o gas absor- bido, denominado absorbato).La capacidad de absorcin se expresa en porcentaje de absorbato con respecto a la masa y depende, para una misma arcilla, de la sustancia de que se trate. La absorcin de agua de arcillas absorbentes es mayor del 100% con respecto al peso.

1.4.1.1.2 Tamao de la partculaLa estructura laminar y el tamao inferior a las dos micras de los granos de los minerales arcillosos tienen gran influencia en la plasticidad ya que se produce un fenmeno fsico de retencin de agua con aumento de volumen que ac- ta como lubricante haciendo resbalar las partculas entre s, este aumento de volumen puede llegar a ser del 200 % . Debido a su gran finura, las arcillas se pueden mantener en suspensin en el agua un cierto tiempo an estando esta

en reposo (Fluidificacin). Posteriormente se depositan en estratos del mismo modo en que se form la roca original. (FIG.017)

1.4.1.1.3 PlasticidadLa caracterstica fsica ms significativa de las arcillas es la plasticidad, que es la capacidad de deformarse ante un esfuerzo mecnico conservando la deformacin al retirar- se la carga. En las arcillas depende fundamentalmente del contenido de agua, si est seca no es plstica, se disgrega, y con exceso de agua se separan las lminas. Depende tambin del tamao de partcula y de la estructura laminar. Cuando esta convenientemente humedecida puede adoptar cualquier forma.Esta propiedad se debe a que el agua forma una envol- tura sobre las partculas laminares, produciendo un efecto lubricante que facilita el deslizamiento de unas partculas sobre otras cuando se ejerce un esfuerzo sobre ellas. La elevada plasticidad de las arcillas es consecuencia de su morfologa laminar, tamao de partcula extremadamente pequeo (elevada rea superficial) y alta capacidad de hinchamiento. En general, cuanto ms pequeas son las partculas y ms imperfecta su estructura, ms plstico es el material.Las arcillas de acuerdo al grado de plasticidad se clasifican en magras y grasas (FIG.018). Las arcillas grasas son las que poseen una gran plasticidad, incluso para pequeas hu- medades. Presentan en su constitucin una gran concentracin de minerales arcillosos y una baja concentracin en arenas silceas. Se moldean con facilidad, pero su gran adherencia impide el desmoldeo correcto del producto moldeado.Por su parte, las arcillas magras son las poseen una baja plasticidad. Esta plasticidad se puede aumentar con hi-

MATERIALCARACTERSTICASTAMAO mm

PIEDRA-------------------Mayor de 70 mm

GRAVAGruesa30 a 70

Media5 a 30

Fina2 a 5

ARENAGruesa1 a 2

Media0.2 a 1

Fina0.1 a 0.2

POLVOGrueso0.05 a 0.1

Fino0.02 a 0.05

LIMOGrueso0.006 a 0.02

Fino0.002 a 0.006

ARCILLAGrueso0.0006 a 0.002

Fina0.0002 a 0.0006

ULTRA-ARCILLA-------------------0.00002 a 0.0002

FIG.017 Tamao de la partcula - estado natural

FIG. 018 Plasticidad de la arcilla, caracterstica principal del material.


FIG.017 Badillo, J.&Rodrguez, R.. (2005). Fundamentos de la Mecnica de Suelos. Mxico:Limusa.FIG.018 http://www.ceramicatrespiedras.com/wp-content/uploads/prueba-de-plasticidad.jpg




ZONA: ASPIRACION DE HUMO ZONA: PRECALENTAMIENTO ZONA: DE TIROZONA: ENFRIAMIENTO DIRECTOENFRIAMIENTO FINALT1230 C1200 C1000 C600 C500 C500 C300 C100 C13%38%47% 53% 55%67%80%100 %

FIG. 019 Variacin de calor en el horno.

FIG. 020 Polvo de ladrillo, utilizado como un desgrasante.


FIG.019 http-//www6.uniovi.es/usr/fblanco/Leccion7.COCCION FIG.020 Autores

drxido, carbonato o silicato sdico, con cal, oxalato y humus. La misma se puede reducir con la utilizacin de desgrasantes.

1.4.1.1.4 Transformacin por efecto del calorDurante el secado y la coccin de la masa, el incremen- to progresivo de la temperatura, produce consecuencias fsico-qumicas, siendo sta una de las propiedades ms importantes que hemos tenido en cuenta para aprovechar y dar uso a los residuos cermicos, la transformacin de la materia por la accin del calor es la gran diferencia que existe entre la arcilla en estado natural y la calcinada.Los ndices de transformacin de la materia se da de acuerdo al incremento de la temperatura, y se da segn los siguientes valores:

1. Hasta los 100 o 150C se produce la desecacin, con prdida total del agua de inhibicin, contenida en la porosidad capilar y la adsorbida por tensin superficial en la superficie de las partculas arcillosas.

2. Hasta los 300 o 400C se desprende el agua zeoltica, que algunos minerales poseen interpuesta entre sus re- des cristalinas. A su vez, se van quemando las substan- cias orgnicas que impurifican la pasta arcillosa. Hasta aqu solo ha tenido lugar una desecacin profunda de la pasta; aadiendo agua, el material puede adquirir de nuevo su plasticidad.

3. A temperaturas que van de 450 a 600C se forma la metacaolinita anhidra (Al2O3.2SiO2), por deshidrata- cin de la caolinita. Al perder el agua de combinacin, comienza el proceso irreversible de transformacin de la pasta arcillosa en cermica ptrea.4. Entre 700 y 800C tiene lugar la descomposicin de la metacaolinita anhidra. Al seguir aumentando la temperatura, por encima de los 900C, el dixido amorfo de silicio y el xido de aluminio se unen nuevamen- te para formar un mineral artificial llamado mullita (3Al2O3.2SiO2), que es capaz de proporcionar al producto cermico las necesarias resistencias al agua, mecnicas y trmicas. A la vez que se forma la mullita se funden los componentes de fcil fusin de la arcilla, cementando y reforzando el material.5. La cochura de productos cermicos porosos o de alfarera termina usualmente a temperaturas de 950 a 1000C. Hasta aqu se producen la mayora de cambios constitutivos: contraccin volumtrica; reduccin de la porosidad; variacin de color; aumento de la densidad, la dureza, la cohesin, la sonoridad, la fragi- lidad, resistencia a la compresin y al fuego.

6. Al seguir incrementando la temperatura (1200 a 1400C) se intensifica extraordinariamente la formacin y acumulacin de fase lquida (fusin y posterior vitrificacin parcial de componentes), que no solo ce- menta las partculas de arcilla, sino que compacta el material cermico, obteniendo como resultado productos de cermica compacta (gres, porcelana), de baja higroscopia y absorcin de agua.

7. Sobre 1800: fusin del material vitrificando. (FIG.019)

1.4.2 DESGRASANTESSe puede reducir la plasticidad mediante la adiccin de materias no plsticas que reciben el nombre de desgrasantes y que disminuyen la contraccin y facilitan la salida del agua del interior de la masa, plsticas para hacer perder

plasticidad evitando que se adhieran objetos en contacto con ellas y permita el moldeo correcto de los productos Entre los desgrasantes normalmente usados figura el ladrillo molido procedente de los ladrillos rotos y que no debe ser extremadamente fino ni todo del mismo tamao, las ce- nizas que quedan en el horno y con frecuencia arena, la cual debe ser de naturaleza silcea, exenta de granos cali- zos y bastante fina. (FIG.020 pgina anterior)

1.5 PROCESO DE FABRICACIN DE LOS MATE- RIALES CERMICOS Extraccin Preparacin de la pasta Amasado Moldeo Secado Coccin (FIG.021)

EXTRACCIN DE MATERIAPRIMA

TRANSPORTE

PATIOS

1. MOLIENDA

TRANSPORTE A TOLVA

ARCILLA

1.4.3 FUNDENTESSe aaden a la pasta para reducir la temperatura de coccin ya que bajan el punto de fusin del material, abara- tando costos y permitiendo la parcial vitrificacin de las piezas. Los ms utilizados son: Carbonato clcico, que muy frecuentemente es im- pureza de la arcilla, no siendo necesario aadirlo. El aporte calizo es sin embargo perjudicial para la pieza

1.5.1 EXTRACCINLas canteras de arcilla, tambin llamadas barreros, suelen estar cerca de las fbricas, son explotaciones a cielo abierto y la extraccin se realiza por medios mecnicos. Es necesario quitar una capa de material no apto para la fabricacin de ladrillos. (FIG.024)

1.5.2 PREPARACIN DE LA PASTA

2. AMASADO

TAMIZ

AGUA

TOLVA BASCULA

MOLINOSBANDA TRANSPORTADORA

TEJAS

LADRILLOS

y conviene reducirlo o molerlo finamente. El feldespato potsico que da transparencia a las por- celanas y lozas y sirve tambin para fabricar esmaltes cermicos. xidos de hierro. Grafito Alquitrn Serrn

La arcilla extrada en la cantera hay que convertirla en una masa adecuada para la operacin de moldeo en forma de ladrillos, tejas, tubos, bloques. Para proceder al moldeo tiene que cumplir ciertas condiciones: Depuracin: es indispensable que la pasta no tenga piedras redondas, mdulos de cal, sales solubles que puedan producir perturbaciones en los tratamientosposteriores.

MAXALADORAEXTRUSORA3. MOLDEADO

6. ALMACENAMIENTO

ALMACENAMIENTO Y REVISIN Y EMPAQUE

HORNO

TUBOS

SECADORA HORIZONTAL

4. SECADO

COCCIN

1.4.4 AGUAExenta de sales solubles para evitar que las sales quedenen el ladrillo y aparezcan luego en forma de eflorescencias. Homogeneidad de la pasta: las distintas clases de arcillas y desengrasantes han de mezclarse ntimamente. La cantidad de agua: ser la elegida segn el mtodo de moldeo empleado.Para que las pastas renan las condiciones necesarias de

DESPACHO

FIG.021 Proceso de produccin del ladrillo.

CRDITOS FOTOGRFICOS:5. COCCIN

UNIVERSIDAD DE CUENCAFacultad de arquitectura y urbanismotrabajabilidad y calidad, se les puede someter a uno o va-rios de los procesos siguientes:1. Meteorizacin: consiste en someter a las arcillas a laaccin de los elementos atmosfricos. Se dispone en

FIG.021 http://www.construdata.com/BancoMedios/Archivos/diagrama_ladrillo.html


FIG. 022 Mezclador de la materia prima

FIG. 023 Moldeo por extrusin, proceso ms utilizado en la actualidad


FIG.022 Autores FIG.023 Idem.

capas de pequeo espesor adicionando en esta fase los desengrasantes. La meteorizacin mejora las condiciones de moldeo. El agua disuelve y elimina las sales solubles y la helada desintegra los terrones.2. Maduracin: consiste en un reposo. Se realiza en navesy tiene por objeto la reparticin de la humedad.3. Podrido: consiste en conservar la pasta en naves fras, sin circulacin de aire y con poca luz, procurando que la arcilla tenga una humedad constante. Este proceso produce una fermentacin que aumenta la plasticidad y reduce la tendencia al agrietamiento.4. Levigacin: colocacin en balsas de las arcillas donde se deslen en agua para que sedimenten los componentes de mayor densidad eliminando la cal.5. Tamizado: aumenta el valor cermico. Se eliminan partculas sueltas e impurezas. Suele usarse una criba rotativa o tromel (cilindro de paredes de chapa con perforaciones; entra el material por un extremo y sale por el otro como consecuencia del giro y la inclina- cin)6. Lavado: se hace pasar el agua por la criba rotativa otromel a la vez que se le aade agua7. Preparacin mecnica: maquinas que hacen la preparacin de la pasta con menor costo y mayor rapidez

1.5.3 MEZCLADO Y AMASADOConsiste en conseguir una perfecta homogeneizacin de la materia prima, es decir, de las diversas arcillas que se vayan a utilizar, de stas con los desgrasantes y de todos stos elementos slidos con el agua .Para ello disponemos de diversa maquinaria: Mezcladoras amasadoras (FIG.022) Amasadoras de doble eje: puede aumentarse la energa de amasado construyendo la amasadora con dos

ejes paralelos en lugar de uno que gira en sentido con- trario Raspadores Molino de rulos: se usa si la arcilla tiene piedras. Son doscilindros que giran en un eje horizontal. Laminadores1.5.4 MOLDEOLo que se consigue con el moldeo es dar al producto una configuracin externa. El moldeo tiene repercusin en los procesos subsiguientes por lo que debe cuidarse y controlar su correccin. El moldeo se puede realizar de diversas maneras:1.5.4.1 MOLDEO A MANOMtodo rudimentario til para producciones a pequea es- cala o peridica. Su aspecto es ms rugoso y ms esttico. La tierra se prepara en fosas mediante la adicin de agua y un amasado con palas hasta que se suficientemente ho- mognea. En estado muy plstico y con mucho lquido se comprime en una gradilla.

1.5.4.2 MOLDEO POR EXTRUSINConsiste en empujar una masa de arcilla para hacerla pasar a travs de una boquilla formadora, es por tanto, un proceso utilizado para formar piezas que tengan una seccin transversal constante: Se obliga a salir la pasta por una boquilla. (FIG.023)

1.5.4.3 MOLDEO POR PRENSASSi las piezas a fabricar tienen relieves y superficies curvas (por ejemplo, tejas)

1.5.4.4 PRENSADOSe utiliza para obtener un producto de apariencia impe- cable. Tiene la ventaja de que no necesita pasar por el

UNIVERSIDAD DE CUENCAFacultad de arquitectura y urbanismosecadero, pero tiene el inconveniente de la posible falta de homogeneidad debido a la dificultad de conseguirla cuanto ms seca sea la tierra.

1.5.5 SECADOLas piezas recin moldeadas si se cocieran se romperan por la que hay que someterlas al proceso de secado. Con- siste en la eliminacin de la pasta de amasado, hasta re- ducirla a un 5%. Se realiza de forma lenta y gradual, para evitar alabeos y resquebrajamientos. Industrialmente se utilizan cmaras secaderos, que consisten en unos locales en los que se hace pasar aire caliente procedente del calor de recuperacin de los hornos. (FIG.024)

1.5.6 COCCINCuando se cuecen las arcillas a altas temperaturas, se producen unas reacciones que provocan en el material una consistencia ptrea y una durabilidad que las hacen adecuadas para el fin que se las destina. La temperatura en los hornos y el tipo de estos es variable en funcin de producto: Azulejos y tejera. 900 1000 C Loza y gres cermico. 1000 1300 C Porcelana. 1300 1500 C

1.6 CERMICA

1.6.1 INTRODUCCINLa razn de ser de la cermica, as como su importancia econmica, se basan en el hecho de que la coccin de las pastas previamente moldeadas provoca una modificacin fundamental en sus propiedades, dando lugar a un material duro de consistencia ptrea e inalterabilidad de forma, elevndose su dureza y resistencia mecnica, resistente al

agua y a los productos qumicos y que posee adems ca-ractersticas excelentes y muy diversificadas. (FIG.025)La coccin de los productos cermicos constituye, en consecuencia, la etapa ms importante del proceso de fabricacin. En esta fase se pone de manifiesto si las operacio- nes o etapas de fabricacin anteriores se han desarrollado convenientemente y si el producto cocido ha adquirido las propiedades y caractersticas deseadas fijadas por las normas.En la industria cermica, se entiende por coccin el proceso fsico - qumico de calentamiento, de acuerdo con un plan preestablecido, de las piezas crudas moldeadas, seguido de un enfriamiento segn un plan igualmente bien definido. En l las arcillas se transforman en silicatos de aluminio cristalinos sin hidratar.No se conoce exactamente la influencia de algunos facto- res que intervienen en la coccin, no bastando con elevar la temperatura, pues cada tipo de producto necesita una determinada en funcin de su composicin qumica, sus dimensiones y sobre todo del espesor. Si la coccin se hace lentamente, se mejora la calidad, pero con ello aumentan los costos.Mediante el aporte de calor se produce un proceso de transformaciones fsico-qumicas que modifican la estructura qumica y cristalina de las arcillas de forma irreversible, adquiriendo consistencia ptrea y obtenindose finalmente los productos cermicos. Adems de las transformaciones permanentes que experimentan las materias primas durante la coccin, las piezas sufren igualmente un cierto nmero de modificaciones temporales, entre las que cabe destacar la dilatacin que experimentan como consecuencia del calentamiento. Tambin es importante tener en cuenta que las piezas cocidas an calientes actan, durante un cierto tiempo, como acumuladores de calor.

FIG. 024 Secado del ladrillo.

FIG. 025 Variedad de texturas, formatos, color en la cermica.


FIG.024 AutoresFIG.025 https://www.gipom.com/index.php/search/Ceramic%20tile%20manufacturing/images

Precalentamientoemperatura TCoccinTemperaturaUNIVERSIDAD DE CUENCAFacultad de arquitectura y urbanismo

TiempoPrecalentamientoCoccinEnfriamientoTiempoFIG. 026 Ciclo trmico de coccin.

FIG. 027 Tnel de secado de cermica.


FIG.026 http://www.ekosnegocios.com/negocios/verArticuloContenido.aspx?idArt=1666 FIG.027 http://www.tilemachinery.com/product/tunnel-kiln/

Durante el proceso, se genera una movilidad atmica que conduce a la unin de las partculas y a la disminucin de la porosidad. La variacin de dimensiones que se produce modifica la porosidad, dependiendo del proceso de fabricacin y del grado de coccin. Si las variaciones de volumen no se producen de modo regular durante el proceso de coccin, las piezas presentarn falta de uniformidad y tensiones. Es necesario, pues, controlar la velocidad de coccin ya que una contraccin rpida puede llevar a tensiones y provocar la rotura.

EnfriamientoEn la coccin de productos cermicos preparados con materias primas arcillosas, es importante considerar el intervalo de coccin, es decir, el rango de temperatura entre el inicio de la vitrificacin (formacin de fase vtrea) y el inicio de la deformacin. Este intervalo depende de las caractersticas de la pasta y debe ser lo ms amplio posible, debiendo estar la temperatura ptima de coccin dentro de dicho intervalo, no demasiado cerca del inicio de la vitrificacin para que el material no sea demasiado poroso, y no demasiado cerca del inicio de la deformacin para que la pieza no quede deformada. (FIG.026)Con un intervalo de coccin demasiado corto, cualquier pequea diferencia de temperatura del horno hace que el producto pase de poco a demasiado cocido. Otro factor importante es el tiempo de coccin a la mxima temperatura, que depende de las dimensiones del producto ya que es necesario un tiempo que permita que las partes centra- les del producto alcancen la temperatura requerida. Otras condiciones para una buena coccin son:

1.- Uniformidad de la temperatura en el horno lo ms perfecta posible, evitando el contacto directo de la llama con el producto cermico.2.- Control de la curva de coccin incluso durante el calen-

tamiento y enfriamiento, ya que pueden presentarse tensiones que produzcan roturas.3.- Atmsfera del horno controlada. La cuestin es ms complicada para las piezas gruesas, puesto que la superficie se calienta ms rpidamente que el interior, y de este gradiente de temperatura resulta una contraccin exterior ms rpida, que puede tener como resultado la fisuracin del producto. Es esencial que la diferencia de temperatura entre el ncleo y la superficie de la pieza, en el momento del paso por los puntos crticos resulte pequea para que los cambios dimensionales que experimente el material en las citadas zonas sea lo ms parecido posible. Entonces, la curva de coccin deber de establecerse en funcin de las caractersticas de los materiales atendiendo a su forma. La coccin puede considerarse como la fase ms delicada de todo el proceso de fabricacin cermica, porque un gran nmero de defectos del producto cermico se mani- fiestan despus de la misma, aunque su origen est en una etapa anterior del proceso de fabricacin. (FIG.027)

1.6.2 PROCESO DE FABRICACIN DE BALDOSAS CER- MICASLos procesos de fabricacin son similares a los vistos en productos porosos, extrusin, prensado y colada, pero alta- mente mecanizados. La principal diferencia estriba en el vidriado para el que se someten las piezas a doble coccin. El proceso de fabricacin de baldosas cermicas se desa- rrolla en una serie de etapas sucesivas, que pueden resu- mirse del modo siguiente:

1. Preparacin de las materias primas.2. Conformacin y secado en crudo de la pieza.3. Coccin o cocciones, con o sin esmaltado.4. Tratamientos adicionales

5. UNIVERSIDAD DE CUENCAFacultad de arquitectura y urbanismoClasificacin y embalaje.Dependiendo de que el producto a fabricar sea esmaltado o no, de que ste se fabrique por un procedimiento de monococcin, bicoccin o tercer fuego, en un determinado proceso se realizar o no el esmaltado, o se modificar la secuencia de las etapas de esmaltado y de coccin en la forma adecuada.

1.6.2.1 PREPARACIN DE LAS MATERIAS PRIMASEl proceso cermico comienza con la seleccin de las materias primas que deben formar parte de la composicin de la pasta, que son fundamentalmente arcillas, feldespatos, arenas, carbonatos y caolines.En la industria cermica tradicional las materias primas se suelen utilizar, por lo general, tal y como se extraen de la mina o cantera, o despus de someterlas a un mnimo tratamiento. Su procedencia natural exige, en la mayora de los casos, una homogeneizacin previa que asegure la continuidad de sus caractersticas. (FIG.028)En general, la preparacin de pastas cermicas para su uso en el proceso de obtencin de baldosas cermicas, consiste en el mezclado de materias primas en proporcio- nes controladas mediante la dosificacin por pesada, la molienda en va hmeda mediante molinos de bolas y el secado en los atomizadores hasta la obtencin del polvo a una humedad conveniente para la operacin de prensado.Existen dos tipos de pasta, que tienen distinta preparacin.

1.6.2.1.1 Pasta blancaSe utiliza en vidriados transparentes ya que permiten mejor definicin de la decoracin. Son ms permeables al agua y de menor resistencia mecnica. Se componen de cuarzo, feldespato, caliza, caoln y otras arcillas no frricas. Primero

se muelen las materias duras y luego se diluyen en agua las blandas (caoln y arcillas), para posteriormente mezclas ambas, tenerlas en suspensin y tamizarlas para eliminar gruesos. Luego se proceden al atomizado o pulverizacin en gotas por corriente de aire caliente, formndose unas esferas que finalmente se prensan.

1.6.2.1.2 Pasta arcillosa

3Se utiliza en piezas de vidriado opaco dando mayor resistencia mecnica. Se realiza con arcillas margosas muy ricas en Fe y CO Ca. Se procede al desecado por debajo del 5% de agua, luego se trituran en molinos junto con chamota (desechos de piezas cocidas) y finalmente se humidifican de nuevo antes del prensado.

1.6.2.3 CONFORMACIN Y SECADO EN CRUDO DE LA PIEZA

1.6.2.3.1 Conformacin de las piezas Prensado en secoEl procedimiento predominante de conformacin de las piezas pieza es el prensado en seco (5-7% de humedad), mediante el uso de prensas hidrulicas. Este procedimiento de formacin de pieza opera por accin de una compresin mecnica de la pasta en el molde y representa uno de los procedimientos mas econmicos de la fabricacin de productos cermicos de geometra regular.El sistema de prensado se basa en prensas oleodinmicas que realizan el movimiento del pistn contra la matriz por medio de la compresin de aceite y presentan una serie de caractersticas como son: elevada fuerza de compac- tacin, alta productividad, facilidad de regulacin y cons- tancia en el tiempo del ciclo de prensado establecido. Las prensas se han desarrollado mucho en los ltimos aos y son equipos con automatismos muy sofisticados fcilmente

FIG. 028 Homogenizacin, dosificacin de la materia prima.

FIG. 029 Conformacin de piezas cermicas.


FIG.028 http://www.ekosnegocios.com/negocios/verArticuloContenido.aspx?idArt=1666 FIG.029 https://www.flickr.com/photos/bodemorto/4059070082


FIG. 030 Prensado de piezas cermicas.

FIG. 031 Secado de piezas.


FIG.030 https://www.flickr.com/photos/bodemorto/4059071062FIG.031 http://www.ekosnegocios.com/negocios/verArticuloContenido.aspx?idArt=1666

regulables y muy verstiles. (FIG.029) ExtrusinBsicamente el procedimiento de con formacin de pieza por extrusin consiste en hacer pasar una columna de pasta, en estado plstico, a travs de una matriz que forma una pieza de seccin constante. Los equipos que se utilizan constan de tres partes principales: el sistema propulsor, la matriz y la cortadora. El sistema propulsor mas habitual es el sistema de hlice. (FIG.030) Secado de piezas conformadasLa pieza cermica una vez conformada se somete a una etapa de secado, con el fin de reducir el contenido en humedad de las piezas tras su conformado hasta niveles los suficientemente bajos (0,2-0,5 %), para que las fases de coccin y, en su caso, esmaltado se desarrollen adecua- damente. En los secaderos que normalmente se utilizan en la industria cermica, el calor se transmite mayoritariamen- te por conveccin, desde gases calientes a la superficie de la pieza, participando ligeramente el mecanismo de radia- cin desde dichos gases y desde las paredes del secadero a dicha superficie. Por lo tanto, durante el secado de piezas cermicas, tiene lugar simultnea y consecutivamente un desplazamiento de agua a travs del slido hmedo y a travs del gas.El aire que se utiliza debe ser lo suficientemente seco y caliente, pues se utiliza, no slo para eliminar el agua procedente del slido sino tambin para suministrar la energa en forma de calor, que necesita esa agua para evaporarse. Actualmente el secado de las piezas se realiza en secaderos verticales u horizontales. Tras el conformado de las piezas stas se introducen en el interior del secadero, en donde se ponen en contacto en contracorriente con gases calientes. Estos gases calientes son aportados por un que- mador aire gas natural o por gases calientes procedentes

de la chimenea de enfriamiento del horno. El principal mecanismo de transmisin de calor entre el aire y las piezas es el de conveccin.En los secaderos verticales las piezas se colocan en planos metlicos, formando entre varios planos diferentes unida- des denominadas habitualmente cestones. El conjunto de cestones se mueve por el interior del secadero verti- calmente, entrando el conjunto cestn-pieza en contacto con los gases calientes.Normalmente la temperatura en este tipo de secaderos es inferior a 200C y los ciclos de secado suelen estar entre los 35 y 50 minutos. La concepcin de los secaderos horizontales es del tipo horno monoestrato de rodillos. Las piezas se introducen en diversos planos en el interior del secadero y se mueven horizontalmente en su interior por encima de los rodillos. (FIG.031)El aire caliente, que entra en contacto en contracorriente con las piezas, es aportado por quemadores situados en los laterales del horno. La temperatura mxima en este tipo de instalaciones suele ser mayor que en el caso de los secaderos verticales (alrededor de los 350C) y los ciclos de secado son menores, entre 15 y 25 minutos.En general los secaderos horizontales tienen un consumo menor que los verticales, debido a la mejor disposicin de las piezas dentro del secadero y a la menor masa trmica. La emisin resultante de la operacin de secado es una corriente de gases a temperatura del orden de los 110C y con muy baja concentracin de partculas en suspensin arrastradas de la superficie de las piezas por esta corriente.

1.6.2.3 COCCIN O COCCIONES, CON O SIN ESMALTADO La coccin de los productos cermicos es una de las etapas ms importantes del proceso de fabricacin, ya que de ella dependen gran parte de las caractersticas del

UNIVERSIDAD DE CUENCAFacultad de arquitectura y urbanismoproducto cermico: resistencia mecnica, estabilidad dimensional, resistencia a los agentes qumicos, facilidad de limpieza, resistencia al fuego, etc.Las variables fundamentales a considerar en la etapa de coccin son, el ciclo trmico (temperatura-tiempo), y la atmsfera del horno, que deben adaptarse a cada composicin y tecnologa de fabricacin, dependiendo del producto cermico que se desee obtener.La operacin de coccin consiste en someter a las piezas a un ciclo trmico, durante el cual tienen lugar una serie de reacciones en la pieza que provocan cambios en su mi- croestructura y les confieren las propiedades finales deseadas. En los productos no esmaltados, tras la etapa de secado se realiza la coccin. Asimismo, en el caso de productos esmaltados fabricados por bicoccin, tras el secado de las piezas en crudo se realiza la primera coccin.

1.6.2.3.1 EsmaltadoEl esmaltado consiste en la aplicacin por distintos mto- dos de una o varias capas de vidriado con un espesor comprendido entre 75-500 micras en total, que cubre la superficie de la pieza. Este tratamiento se realiza para conferir al producto cocido una serie de propiedades tcnicas y est- ticas, tales como: impermeabilidad, facilidad de limpieza, brillo, color, textura superficial y resistencia qumica y mecnica. La naturaleza de la capa resultante es esencialmente vtrea, aunque incluye en muchas ocasiones elementos cristalinos en su estructura. (FIG.032)

1.6.2.3.2 Esmaltes y fritasEl vidriado, al igual que la pasta cermica, est compuesto por una serie de materias primas inorgnicas. Contiene s- lice como componente fundamental (formador de vidrio), as como otros elementos que actan como fundentes (al-

calinos, alcalinotrreos, boro, cinc, etc.), como opacifican- tes (circonio, titanio, etc.), como colorantes (hierro, cromo, cobalto, manganeso, etc.).Dependiendo del tipo de producto, de su temperatura de coccin, y de los efectos y propiedades a conseguir en el producto acabado, se formula una amplia variedad de esmaltes. En otros procesos cermicos (porcelana artstica, sanitarios) se utilizan en la formulacin de vidriados nica y exclusivamente materias primas cristalinas, naturales o de sntesis, que aportan los xidos necesarios. En cambio, en el proceso de pavimentos y revestimientos cermicos se vienen usando materias primas de naturaleza vtrea (fritas), preparadas a partir de los mismos materiales cristalinos sometidos previamente a un tratamiento trmico de alta temperatura.

1.6.2.4 TRATAMIENTOS ADICIONALESEn algunos casos, en particular en baldosas de gres porce- lnico, se realiza una operacin de pulido superficial de las piezas cocidas con lo que se obtienen baldosas homog- neas brillantes no esmaltadas.

1.6.2.5 CLASIFICACIN Y EMBALAJEPor ultimo con la etapa de clasificacin y embalado finalizael proceso de fabricacin del producto cermico.La clasificacin se realiza mediante sistemas automticas con equipos mecnicos y visin superficial de las piezas. El resultado es un producto controlado en cuanto a su regularidad dimensional, aspecto superficial y caractersticas mecnicas y qumicas. Se deben eliminar los defectuosos (deformacin, irregularidad de esmalte), clasificndose por calidades segn normas (1, 2 y 3). Se embalan en cajas de cartn donde debe figurar el tipo, las dimensiones y la calidad. (FIG.033)

FIG. 032 El esmaltado

FIG. 033 Clasificacin y embalaje


FIG.032 http://www.ekosnegocios.com/negocios/verArticuloContenido.aspx?idArt=1666 FIG.033 Idem

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