Presentación del programa
La cerámica ha sido desde la Antigüedad una técnica de la que se ha servido el hombre para mejorar su calidad de vida. Hoy en día, se puede decir que la cerámica está implicada en tres grandes facetas:
- La fabricación de productos cerámicos.
- El impacto ambiental de la industria cerámica.
- La cerámica como herramienta para el reciclaje de residuos.
En este contexto, el temario del programa de Tecnología y Ciencia Cerámica es ambicioso, puesto que enfoca la obtención del producto cerámico bajo todas las ópticas que es preciso conocer y valorar. Desde un punto de vista de ciencia básica, se hace una ligera incursión sobre la naturaleza de las materias primas, pero la vertiente tecnológica es siempre predominante.
El desarrollo del programa sigue la secuencia lógica de una planta de producción de cerámica. Después de una asignatura de introducción, se van sucediendo una serie de siete asignaturas de tecnología cerámica propiamente dicha. Posteriormente, hay dos asignaturas destinadas a los tipos de hornos, herramientas de cocción, combustibles y ahorro energético. Asimismo, se destinan dos más a las propiedades, a la normativa, a la colocación y a la patología de los materiales cerámicos.
Para terminar, se dedica un asignatura a la implicación de la cerámica en el reciclaje de residuos, así como el impacto ambiental de la industria cerámica. Al final de cada asignatura se incluye la bibliografía recomendada.
El propósito de este curso multidisciplinar es dar a conocer las experiencias de un técnico que ha pasado buena parte de su vida profesional a caballo entre la fábrica, la investigación y la docencia de los temas cerámicos. Por ello, el desarrollo del programa se realiza bajo una sistemática que pretende dar preponderancia a la vertiente tecnológica sin menoscabo de la rigurosidad científica. A tal efecto, cada asignatura está revisada por un técnico o científico de primera línea.
A quién va dirigido
La metodología de formación propuesta, sumada a la claridad, amplitud y didáctica del diseño de los contenidos, permite dirigir el Programa de Tecnología y Ciencia Cerámica a personas sin titulación académica previa que deseen recibir una formación en este campo, así como licenciados y profesionales que quieran ver ampliadas sus expectativas laborales.
Titulación
La superación exitosa del Programa permitirá obtener la titulación de Experto Universitario en Tecnología y Ciencia Cerámica, expedida por la Universidad donde se haya matriculado.
Estructura del programa
La estructura de créditos del programa de Tecnología y Ciencia Cerámica se recoge en la siguiente tabla. Hay que reseñar que la duración es meramente orientativa, pues la metodología seguida integra el conocimiento y habilidades a adquirir en cada parte, mediante ejercicios integradores de adquisición de conocimiento e interiorización de prácticas proyectuales:
| CRÉDITOSa | |
|---|---|
| Asignaturas | 30 |
| TOTAL | 30 |
a. La equivalencia en créditos puede variar según la universidad donde se haya inscrito. Un (1) crédito ECTS (European Credit Transfer System) equivale a 10 + 15 horas. Si el alumno cursa el Programa matriculado en una universidad no perteneciente al Espacio Europeo de Educación Superior (EEES), la relación entre créditos - horas, puede variar.
Duración
El programa en Tecnología y Ciencia Cerámica tiene 30 créditos.
La duración del programa en Tecnología y Ciencia Cerámica es de 9 meses. En este período de tiempo, el alumno tiene que haber superado con éxito todas las actividades evaluadas y aprobado el Proyecto Final, si lo hubiera.
Objetivos
Objetivo general
- Dar a conocer al técnico el por qué de las diversas etapas de la fabricación de los productos cerámicos, y de qué manera todas y cada una de ellas afecta al material fabricado.
Objetivos específicos
- Esbozar una serie de propiedades relacionadas con la sostenibilidad y el medio ambiente, aspectos en que los materiales cerámicos tienen un gran porvenir.
- Conocer las operaciones previas que sufren las arcillas en su entrada a la planta de proceso, así como su mineralogía y evolución a lo largo de la cocción.
- Describir las técnicas de trituración según el tipo de materia prima disponible y en función del material a fabricar.
- Estudiar la plasticidad de las pastas cerámicas y las técnicas de conformado de los materiales cerámicos.
- Analizar las etapas del proceso de secado y los factores endógenos y exógenos que afectan sus parámetros y, en consecuencia, su cinética.
- Conocer las formas de transmisión de calor durante la cocción, problemas derivados y afectación de la calidad del cuerpo cerámico.
- Interpretar las consecuencias de la calidad de la mezcla combustible/comburente en la transferencia de calor y su reflejo en los diagramas de combustión.
- Dibujar el marco de referencia para conocer y poder evaluar los consumos específicos.
- Conocer las propiedades de los materiales cerámicos, desde su comportamiento en medios ácidos o alcalinos hasta sus propiedades acústicas, pasando por su resistencia a la temperatura, abrasión o humedad, entre otras.
- Describir los aislamientos térmicos y acústicos en las fábricas de ladrillos.
- Conocer las principales técnicas de colocación de los materiales y otros elementos integrantes, y evaluar el grado de patología de una construcción.
- Analizar los principales tipos de esmaltes (color, textura, aplicaciones...) y su interacción e influencia con la temperatura y el tiempo.
- Evaluar el impacto ambiental asociado al ciclo de vida de los materiales cerámicos, desde su extracción como materia prima a su abandono como residuo.
- Conocer las principales vías del uso de la tecnología cerámica para la valorización de los residuos, ya sean de la propia actividad como los procedentes de otras industrias.
Salidas profesionales
Algunas de las salidas profesionales del programa de Tecnología y Ciencia Cerámica son las siguientes:
- Responsables técnicos de las fábricas de cerámica.
- Explotador de canteras.
- Fabricante de hornos para cocción cerámica.
- Responsable de calidad / medio ambiente en la fabricación de productos cerámicos.
- Ocupación en el sector de pavimentos cerámicos.
Plan de estudios
El Programa de Tecnología y Ciencia Cerámica se compone de un módulo compuesto por trece asignaturas, incluyendo las experiencias prácticas del autor en este campo.
El módulo permite conocer y comprender, en primer lugar, los fundamentos teóricos, conceptuales e históricos implicados en la ciencia cerámica y, en segundo lugar, su implementación organizacional, social y tecnológica.
El objetivo es conseguir que los alumnos adquieran una visión global del ámbito cerámico, a través de diferentes temáticas multidisciplinares relacionadas.
Las asignaturas y horas correspondientes que componen el módulo se muestran en la siguiente tabla:
Estas asignaturas, a pesar de ser independientes entre sí, están estructuradas según un orden pedagógico coherente que facilita su comprensión de una menor a mayor complejidad. Cada asignatura se divide en unidades temáticas básicas o capítulos, cuyo contenido incluye material impreso que debe estudiarse para responder satisfactoriamente el test de evaluación.
Descripción de las asignaturas
- INTRODUCCIÓN A LA CERÁMICA
La cerámica y el vidrio son parte fundamental de la ciencia de los materiales. En este sentido, la comunidad científica reconoce tres tipos de materiales “puros”: los metales, los polímeros y los cerámicos. A partir de ellos, se estructuran los diversos materiales compuestos ‘composites’.
En esta asignatura se pasa revista a las principales aplicaciones de las arcillas, así como a su comportamiento cuando se someten a temperatura, realizando así una primera definición del proceso cerámico. A partir del concepto de cristalinidad y vidrio, se establece una comparación entre los principales materiales que componen este grupo: los cerámicos, los cementos y los vidrios.
Se propone una primera clasificación de los materiales cerámicos en función de su grado de cristalinidad, o bien de la importancia de fase vítrea y la porosidad a ella asociada aparecida durante la cocción.
Por último, se esbozan una serie de propiedades asociadas a la sostenibilidad y el medio ambiente, aspectos en que los materiales cerámicos tienen un gran porvenir.
- LA CERÁMICA COMO MATERIAL
- Clasificación de los materiales. Los materiales y la cerámica.
- GENERALIDADES SOBRE EL PROCESO CERÁMICO
- Prospección y evaluación de los depósitos minerales. Elaboración de ladrillos. Preparación, preacondicionamiento y operaciones de procesado. Comportamiento de la conformación y plasticidad. El secado. La cocción. Procesamiento de los materiales cerámicos. Vitrificación y formación de poros. Cerámica y grado de cristalinidad. La arcilla como materia prima. Gama de productos cerámicos.
- LOS MATERIALES CERÁMICOS Y SU FUTURO
- Tipos de productos cerámicos. Aspectos energéticos relativos a la cerámica estructural. Incidencia de la energía en los productos cerámicos. La producción de la cerámica estructural. Valor de la producción cerámica. Refractarios.
- INFLUENCIA DE LAS MATERIAS PRIMAS EN EL PROCESO CERÁMICO
Las arcillas son, en realidad, minerales compuestos y complejos. Para lograr una cierta homogeneidad, es preciso llevar a cabo una serie de operaciones previas a la entrada en la fábrica.
En primer lugar, se realiza un estudio, a partir de imágenes de microscopía electrónica, de las diversas familias de minerales de arcilla de interés cerámico. A título de conclusión, se incluye un diagrama triangular en el que aparece la clasificación funcional de las arcillas en función de su destino cerámico.
Asimismo, se estudia la influencia de la naturaleza de la materia prima en la cocción cerámica; es decir, cómo se ve afectada la mineralogía y su evolución a lo largo de la cocción. Para terminar, se define el concepto de gres y las propiedades que comporta la gresificación.
- LA NATURALEZA DE LAS MATERIAS PRIMAS
- La naturaleza de las arcillas y su relación con el clima. Características de una arcilla desde el punto de vista geológico. Las impurezas en las arcillas.
- PREELABORACIÓN DE LA MATERIA PRIMA
- Preparación vía seca y vía húmeda de las pastas. Trituración primaria de las arcillas. Envejecimiento de las arcillas. Ensayos de control de las materias primas para adaptarlas a las tecnologías modernas.
- ASPECTOS CERÁMICOS DE LA MINERALOGÍA DE LAS ARCILLAS
- Grupo de las caolinitas. Grupo de las illitas. Grupo de las esmectitas. Características de los principales minerales arcillosos más comunes en las arcillas de interés cerámico. Minerales no arcillosos más habituales en las arcillas de interés cerámico.
- CLASIFICACIÓN DE LAS ARCILLAS EN FUNCIÓN DE SU USO CERÁMICO
- Grado de cristalinidad de las materias primas de interés cerámico. Análisis comparados de arcillas.
- EFECTO DEL CALOR EN LAS ARCILLAS
- Análisis térmicos. Cambios fisicoquímicos durante la cocción de las arcillas. Evolución de la mineralogía en la cocción de una pasta de porcelana. Evolución de la porosidad durante el proceso cerámico.
- TRAZADO DE UNA CURVA ABSORCIÓN-CONTRACCIÓN
- Noción de absorción de agua y contracción. Curvas para pastas porosas. Gresificación. Estabilidad dimensional. Consecuencias de la gresificación.
- LA NATURALEZA DE LAS ARCILLAS Y SU CERAMIZACIÓN
En esta asignatura, se analiza la interacción entre la mineralogía de una arcilla y su comportamiento durante la cocción, desde tres ópticas diferentes:
La primera parte de la exposición se centra sobre el estudio de la mineralogía de los diversos componentes de la arcilla, comenzando por el análisis granulométrico y la información que de él se deriva.
La segunda parte se centra en el desarrollo de la fase vítrea durante la cocción y el comportamiento de los diversos minerales que integran la arcilla durante la quema. También se estudia la mineralogía del producto cerámico después de la cocción.
Por último, se pasa revista al comportamiento de las principales impurezas que suelen estar presentes en las arcillas, así como las consecuencias sobre el material cocido.
- MINERALOGÍA SEGÚN GRANULOMETRÍA
- Mineralogía y superficie específica. Mineralogía de arcillas comunes. Granulometría y propiedades. Naturaleza de la fracción gruesa. Desgrasantes naturales y artificiales.
- LA FORMACIÓN DE FASE VÍTREA EN LOS MINERALES DE ARCILLA
- Naturaleza y velocidad de las reacciones. Reacciones a alta temperatura. La dilatación térmica en los materiales cerámicos.
- MINERALOGÍA Y COCCIÓN
- Margen de cocción. Isotermia y margen de cocción. Máxima temperatura permitida de cocción.
- MINERALOGÍA FORMADA EN FUNCIÓN DE LA TEMPERATURA Y EL TIEMPO DE PERMANENCIA
- Alteración de la mineralogía durante la cocción. Propiedades cerámicas de pastas aditivadas. Evolución de la mineralogía en función del tiempo de residencia. Comportamiento de minerales no arcillosos presentes en las arcillas. El color en cocción. Mezclas de arcillas y/o introducción de aditivos.
- EL DISEÑO DE UNA PASTA CERÁMICA
- Noción de pasta. Composiciones empleadas en pastas blancas. Composiciones usadas en pastas triaxiales.
- TRITURACIÓN Y DISTRIBUCIÓN GRANULOMÉTRICA
La trituración es una de las operaciones fundamentales en la industria cerámica. Según el tipo de materia prima disponible, y en función del material a fabricar, se debe diseñar una determinada instalación de molturación. En cualquier caso, la trituración no puede ser arbitraria, sino que el tamaño de grano del producto ha de seguir unas reglas de distribución bien definidas para lograr una correcta compactación y posterior conformación.
En esta asignatura también se hace una referencia a los diversos tipos de molinos, así como a las líneas de molturación y clasificación.
- LA TRITURACIÓN EN LA INDUSTRIA CERÁMICA
- Procesos de preparación. Homogeneidad.
- LA TRITURACIÓN EN LA INDUSTRIA CERÁMICA Y SUS PROCEDIMIENTOS
- Sistemas de trituración. Comparación y características generales. Trituración vía húmeda y vía seca.
- NOCIÓN SOBRE ELEMENTOS DE TRANSPORTE Y ALIMENTACIÓN
- Elementos de transporte. Alimentadores.
- DENSIDAD DE EMPAQUETAMIENTO
- Tamizado. Distribución granulométrica. Tamaño de grano y contracción. Granulometría y aspecto superficial.
- SISTEMAS DE TRITURACIÓN
- La desintegración mecánica. Sistemas de trituración. Trituración continua e intermitente. Tipos de molinos. Tamaño de entrada y salida según el tipo de molino. Accesorios para molinos. Separadores.
- MEZCLADORES Y AMASADORAS
- Mezcladoras para masas húmedas. Molienda continua de barbotinas.
- SISTEMAS DE SEPARACIÓN Y CLASIFICACIÓN
- Cribas y tamices. Clasificadores de partículas por aire. Sistemas de clasificación mecánicos. Sistemas de clasificación neumáticos. Separadores neumáticos.
- APARATOS PARA LA MEDICIÓN Y EL CONTROL DE MATERIAS ORGÁNICAS
- La materia orgánica. Muestreadores. Atomización de barbotinas.
- LÍNEAS DE PREPARACIÓN DE PASTAS
- Plantas de trituración.
- EL CONFORMADO DE LOS PRODUCTOS CERÁMICOS
La conformación de los materiales cerámicos es uno de los temas más relevantes dentro de la tecnología cerámica. La asignatura comienza con una serie de definiciones sobre la plasticidad de las pastas cerámicas, así como los conceptos próximos a ella, como la humectación.
El apartado destinado a la extrusión está ampliamente desarrollado, por ser el sistema más usado para la fabricación de cerámica estructural; incluso, se dedican algunas secciones al diseño de los moldes y las boquillas, los factores que influyen en la extrusión y los defectos más corrientes.
También se comentan las técnicas de prensado en seco por ser las más prometedoras en la fabricación de pavimentos y revestimientos. En este contexto, se hace un énfasis especial en las pastas atomizadas.
Para terminar, se exponen otros sistemas de conformado como el prensado en húmedo y semi-húmedo y el colado.
- EL CONFORMADO DE LOS PRODUCTOS CERÁMICOS
- La plasticidad. El amasado.
- EL MOLDEO POR EXTRUSIÓN
- Los sistemas de conformado. El moldeo por extrusión. Cortado de la barra.
- CONFORMADO POR PRENSADO. MOLDEO EN HÚMEDO
- Conformado por moldeo. Prensado en seco. Prensado en caliente. El conformado de tejas. Influencia de los desgrasantes en la reología de las pastas cerámicas.
- CONFORMADO POR COLADO
- Interacción entre partóiculas de arcilla. Conformado por colado.
- EL PRENSADO EN SECO
- Familias de productos. La pasta para el prensado en seco. El prensado en seco. Influencia de las características del polvo en el prensado. Otros sistemas de conformado.
- EL SECADO DE LOS PRODUCTOS CERÁMICOS
El secado es uno de los procesos fundamentales en la industria cerámica. La asignatura se halla claramente diferenciada en tres apartados:
En el primero, se exponen los conceptos elementales de la teoría y se describen las etapas del proceso de secado hasta definir el punto de secado crítico.
En el apartado siguiente, de carácter más técnico, se desarrollan los diversos factores endógenos o internos, como los inherentes a las materias primas, y exógenos o relativos a los factores exteriores, como el estado higrométrico del aire, que afectan los parámetros de secado y, en consecuencia, su cinética. Estos factores son los que condicionan el rendimiento y los defectos atribuidos al secado.
En el último apartado se describe el principio de funcionamiento de los diversos tipos de secaderos industriales de aplicación a la cerámica.
- MECANISMOS DE SECADO
- Generalidades sobre el secado cerámico. La curva de Bigot. La velocidad de secado.
- FACTORES ENDÓGENOS EN EL SECADO CERÁMICO
- La naturaleza y preparación del material a secar. La sensibilidad al secado. Adición de los aditivos en el secado. Microfisuras en secado. El secado de barbotinas cerámicas.
- FACTORES EXÓGENOS EN EL SECADO CERÁMICO
- Factores relativos al aire. La colocación de la pieza.
- LA CURVA DE SECADO Y EL PRODUCTO A SECAR
- La curva de secado. Importancia de la geometría del producto a secar. La colocación del material a secar. El test de secado. Readsorción de humedad.
- CLASES DE SECADEROS
- Secadero intermitente. Secaderos mixtos. Secadero semicontinuo. Secadero continuo.
- EL AIRE HÚNEDO
- CONSUMOS ESPECÍFICOS EN LOS SECADEROS
- Esbozo de un balance térmico.
- OTROS TIPOS DE SECADEROS
- Combinación de sistemas y/o tendencias. Tipos de secaderos: banda, tambor, tablilla, ciclón, disco, infrarrojos y microondas.
- LA COCCIÓN DE LOS PRODUCTOS CERÁMICOS
La cocción es la etapa en la que culmina el proceso cerámico, por tanto, su estudio debe realizarse tanto desde la óptica de los fenómenos que acontecen en el seno de la pasta cerámica como desde la transmisión del calor.
Después de una breve introducción, la primera parte de esta asignatura se destina al análisis de las formas de transmisión del calor y cómo la calidad de ésta afecta a la calidad del cuerpo cerámico.
La segunda parte se dedica al estudio de dos propiedades desencadenantes de problemas: la dilatación térmica y el binomio formación de vidrio y porosidad, así como las propiedades que ello reporta.
La tercera parte se destina al trazado de la curva de cocción, teniendo en cuenta el régimen de presiones internas que existen en los hornos.
La última parte es más descriptiva, ya que se analizan los principales sistemas de cocción: continuos, semicontinuos, intermitentes y, finalmente, los sistemas modernos de cocción rápida.
- GENERALIADES SOBRE LA COCCIÓN
- El proceso de densificación. Objetivos de la cocción. La curva de cocción. La calidad de la transferencia de calor.
- PROPIEDADES DE LOS MATERIALES EN COCCIÓN
- Importancia del coeficiente de dilatación térmica. La curva de cocción. Noción de choque térmico. La porosidad.
- LA INFLUENCIA DE LOS PRINCIPALES PARÁMETROS EN LA COCCIÓN
- El binomio tiempo-temperatura. La presión en el interior del horno. La atmósfera en el interior del horno.
- COCCIÓN CONTINUA O INTERMITENTE
- Horno continuo vs. horno intermitente. Cocción intermitente. Hornos intermitentes. Concepto de inercia térmica. La cocción en proceso continuo. El horno túnel. Balance térmico de un horno continuo. El horno Hoffmann. Conceptos de refractario y aislante.
- LA COCCIÓN RÁPIDA
- Velocidad de cocción. Hornos de cocción rápida para ladrillería. El horno de rodillos. Cocción de pavimentos y revestimientos en los hornos de rodillos.
- HORNOS DE SINTERIZACIÓN
- OPTIMIZACIÓN Y REGULACIÓN DE HORNOS
- Aprovechamiento de calores residuales. Sistemas de regulación automática. Encañe automático. Robots. Mantenimiento de las vagonetas.
- OTROS TIPOS DE HORNOS
- Nuevos avances. Las aplicaciones de las microondas. Otros hornos.
- COMBUSTIÓN Y COMBUSTIBLES. TIPOS DE QUEMADORES
En la primera parte de esta asignatura se pasa revista a las definiciones básicas relacionadas con la combustión, prestando especial atención a las consecuencias de la calidad de la mezcla combustible/comburente y a los diagramas de combustión. También se analizan las consecuencias que una deficiente combustión acarrea en la calidad del material.
En la segunda parte se repasan los sistemas de medida de los principales parámetros que intervienen en el desarrollo de la cocción: temperatura, presión, caudal, etc.
La última etapa está destinada a desarrollar los aspectos de aplicación técnica y práctica de la combustión: los quemadores, ya sean para combustibles sólidos, líquidos o gaseosos.
- EL PROCESO DE COMBUSTIÓN
- Generalidades. Definición de combustión. La combustión como proceso químico. El mecanismo de la combustión. El aire en la combustión. La cinética de la combustión. Análisis de los gases de combustión.
- LOS COMBUSTIBLES
- Definición de combustible. Transformaciones del combustible. El poder calorífico y la temperatura de llama. Análisis elemental e inmediato de un combustible. Naturaleza del combustible.
- FACTORES EXÓGENOS
- La transferencia de calor. Tipos de transferencia térmica. La potenciación de la convección.
- EL CONTROL DEL TIRO
- El tiro en los hornos túneles. La isotermia. Otros tipos de hornos. Gasificación.
- MEDIDAS DE PARÁMETROS EN LOS HORNOS
- Medición de la temperatura. Medida de presión y caudal. El control de llama.
- CONTROL DE LAS PROPIEDADES EN UN HORNO
- Teoría de control y regulación automática. El control de la mezcla a quemar. Control de la combustión.
- QUEMADORES
- Quemadores para combustibles gaeosos. Quemadores para combustibles líquidos. Quemadores para combustibles sólidos. Quemadores de convección y de radicación.
- EFECTOS CERÁMICOS DERIVADOS DE LAS EMISIONES PROCEDENTES DE LAS COMBUSTIONES
- MEDIDAS DE AHORRO. BALANCES DE MASA Y ENERGÍA
La presente asignatura, destinada a los balances de masa y de energía, tiene por objeto dibujar el marco de referencia para conocer y poder evaluar los consumos específicos: por ello, en su introducción se exponen las definiciones básicas para realizar los balances energéticos y másicos.
La asignatura sigue de manera descriptiva y expone la influencia de factores que, sin aparecer en los balances térmicos, como el aire parásito o la forma geométrica de la bóveda, pueden aumentar de manera importante el consumo específico. También se indican las características y prestaciones básicas de los principales materiales aislantes y refractarios usados en la construcción de hornos cerámicos.
A partir del balance térmico de una cocción, se analizan las causas de las diversas partidas u origen de los consumos, como la distribución de presiones en el interior del horno o la calidad del aislamiento térmico.
Una vez conocidas las causas de los elevados consumos energéticos, se proponen una serie de medidas de ahorro energético basándose en las principales partidas del balance térmico.
- ANÁLISIS DE LOS CONSUMOS EN LOS HORNOS
- Consumos energéticos medios. Factores que influyen en el consumo. Materiales de revestimiento. Importancia de la producción sobre el consumo específico. Efecto del factor tiempo sobre el consumo en una cocción en proceso intermitente.
- BALANCES DE MASA Y ENERGÍA
- Balance de materia en la fabricación de ladrillos cerámicos. Balance de energía en la fabricación de ladrillos cerámicos. El balance térmico de un proceso continuo. Análisis del balance térmico. Origen de los consumos térmicos. La isotermia y el tiempo de cocción.
- MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN LOS HORNOS
- Reducción de la temperatura máxima de cocción. El calor sensible de los gases. Las pérdidas de calor a través de las paredes. El calor sensible de los materiales.
- LA COGENERACIÓN EN CERÁMICA
- Cogeneración con motores alternativos. Cogeneración con turbinas de gas. Aplicación de la cogeneración al secado cerámico.
- PROPIEDADES DE LOS MATERIALES CERÁMICOS
La primera parte de esta asignatura se centra en las propiedades mecánicas de las cerámicas. En particular, en lo que se refiere a su comportamiento en la edificación y su interacción con la temperatura una vez en servicio. Seguidamente, se analiza otra característica mecánica derivada de la microestructura: la resistencia a la abrasión, de importancia capital para los pavimentos.
La segunda parte se destina a analizar una de las propiedades vitales derivada de la microestructura: el comportamiento de la cerámica estructural frente al hielo.
Otra de las propiedades apreciadas de las cerámicas es su capacidad de soportar en medios ácidos o alcalinos, en especial cuando las condiciones de servicio son extremas.
La cuarta parte se destina a estudiar el comportamiento de la cerámica y la problemática generada por la humedad ambiente, así como una consecuencia inducida de ella: las eflorescencias.
Finalmente, la última parte de esta asignatura se dedica a analizar las propiedades térmicas y acústicas de los materiales cerámicos, tanto a temperatura ambiente como a alta temperatura.
- LA RELACIÓN PRODUCTO-USO
- PRESTACIONES DERIVADAS DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS
- Clasificación funcional de los materiales cerámicos estructurales. Resistencia mecánica de los ladrillos.
- LA ROTURA EN CERÁMICA
- El ladrillo como muro de carga. Aplicaciones estructurales de la cerámica.
- RESISTENCIA Y DILATACIÓN TÉRMICA
- Las juntas de dilatación. Resistencia al deslizamiento. El desgaste superficial de los pavimentos cerámicos. Factores que mejoran el aspecto visual de la superficie. Factores que mejoran la resistencia a la abrasión. Cristalinidad y resistencia al desgaste.
- RESISTENCIA AL HIELO
- Métodos para el estudio de la heladicidad. Variaciones de volumen en las piezas cerámicas porosas. Microestructura y resistencia al hielo.
- PRESTACIONES DERIVADAS DE LAS PROPIEDADES QUÍMICAS
- Cerámicas resistentes a la acción de los ácidos. Aplicaciones de cerámicas resistentes a la corrosión. Conducciones para aguas residuales.
- CERÁMICA Y HUMEDAD EN LA EDIFICACIÓN
- Patologías relacionadas con la humedad. El control de la humedad.
- FACHADAS EXTERIORES CON CERÁMICA
- Eflorescencias en los materiales cerámicos. Revestimientos especiales de cerámica. Pavimentos higiénicos.
- PRESTACIONES DERIVADAS DE LAS PROPIEDADES TÉRMICAS
- El comportamiento térmico de las estructuras de cerámica. Propiedades térmicas a altas temperaturas. Resistencia mecánica vs. capacidad de aislamiento térmico. Cerámicas ligeras: evolución de la conductividad térmica. Los puentes térmicos. Estabilidad térmica de los edificios.
- PROPIEDADES ACÚSTICAS
- LA COLORACIÓN EN LA INDUSTRIA CERÁMICA
- Recubrimientos vitrocristalinos de baldosas cerámicas que emplean precursores no tradicionales. Características técnicas de los métodos no convencionales de síntesis y procesado.
- OTRAS APLICACIONES
- Cerámicas y energía solar. Los cerámicos y su uso en catalizadores y filtros. Algunas aplicaciones de la alúmina.
- NORMALIZACIÓN, COLOCACIÓN Y PATOLOGÍA DE LOS MATERIALES CERÁMICOS
Se exponen los criterios de normalización y estandarización para materiales cerámicos estructurales, así como las expectativas que de ellos espera el usuario.
En la siguiente parte, se incide en los defectos existentes en los materiales de construcción, así como en los sistemas de colocación, explicando las patologías que pueden derivarse de una colocación defectuosa. En este sentido, se explica la necesidad de ejecución de juntas de dilatación.
En la última parte se expone una compilación de la normativa sobre baldosas y un pliego de condiciones para la recepción de material de construcción.
- INTRODUCCIÓN
- Patología y control de calidad. Características e incidencia de los materiales. Patología y colocación. Características de las baldosas y expectativas del consumidor. Características dimensionales de las baldosas cerámicas para su empleo en pavimentos y revestimientos.
- TIPOS DE LADRILLOS
- Aparejos de fábricas de ladrillos. El adoquín cerámico. Las piezas especiales.
- TOLERANCIAS DIMENSIONALES
- Los ladrillos rectificados. Condiciones de recepción de ladrillos. Tejas de cerámica.
- DEFECTOS EN LOS LADRILLOS
- Defectos en los ladrillos: las eflorescencias. La eflorescencia y las materias primas. La eflorescencia y la colocación del ladrillo. Defectos en los ladrillos: la expansión por humedad.
- EL COEFICIENTE DE DILATACIÓN DE LOS MATERIALES
- AISLAMIENTO E INERCIA TÉRMICA DE LOS MUROS
- Aislamiento térmico. Aislamiento acústico de los muros. Ruidos de impacto.
- COLOCACIÓN DE LADRILLOS
- Introducción. Colocación de ladrillos. Precauciones durante la ejecución. Las juntas de colocación.
- ROTURAS EN MUROS DE CARGA
- Roturas debidas a los elementos que lo constituyen. Roturas debidas a cargas excesivas o no previstas.
- PAVIMENTOS. DEFINICIÓN Y APLICACIONES
- Requisitos especiales de las baldosas para pavimentos. Revestimientos. Los soportes. Clasificación de las baldosas por defectos de aspecto. Defectos en el bizcoho. Relación causa-defecto en las baldosas. Patologías relacionadas con las combinaciones de colocación. Problemas inherentes a los soportes. Algunas patologías en la colocación.
- JUNTAS DE DILATACIÓN
- Diversas ejecuciones de juntas de dilatación. Precauciones en la colocación de pavimentos y revestimientos. Dilatación térmica.
- SISTEMAS ESPECIALES DE COLOCACIÓN
- Reducción de algunas patologías. Resistencia al impacto y al desgaste de las baldosas. La elección de una baldosa para la vivienda. Agarre y adherencia. Tipos de morteros. Compilación de normativa sobre baldosas cerámicas para suelos y paredes.
- PLIEGO DE CONDICIONES PARA LA RECEPCIÓN DE MATERIALES CERÁMICOS ESTRUCTURALES
- Objeto. Tipos. Clases. Características. Suministro e identificación. Control y recepción. Métodos de ensayo. Incidencia de la directiva comunitaria sobre materiales de construcción en la industria cerámica.
- ESMALTES Y VIDRIADOS CERÁMICOS
Esta asignatura trata el esmalte como un material y, por tanto, se estudian sus materias primas integrantes, mezcla, trituración y aplicación.
En los esmaltes es fundamental la composición y estructura química, ya que de ella se desprenden todas las propiedades mecánicas, térmicas, químicas, etc. En esta parte se estudia con profundidad el comportamiento del esmalte en la etapa de cocción, insistiendo en temas como fusibilidad, tensión superficial, viscosidad, etc.
La última parte se destina al estudio sistemático de la patología de los esmaltes, sus posibles causas y las medidas correctoras.
- INTRODUCCIÓN
- Definición de vitrificado
- ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DEL ESMALTE CRUDO
- Factores que influyen en la fusibilidad. Esmaltes plúmbicos. Esmaltes plúmbico-alcalinos. Esmaltes plúmbico-alcalinotérreos. Esmaltes sin plomo. Esmaltes con óxido de boro. Engobes. Esmaltes y vidriados salinos.
- ESMALTES Y PARÁMETROS DE COCCIÓN
- La temperatura de cocción. El ciclo de cocción. La cocción rápida y la formulación de esmaltes. Distribución granulométrica.
- PROPIEDADES DE UN ESMALTE CERÁMICO
- Propiedades físicas de un esmalte crudo. Propiedades físicas de un esmalte cocido.
- EL DESARROLLO DEL COLOR EN LOS ESMALTES
- Óxidos naturales. Colorantes cerámicos. Diseño de una gama de colores. Pigmentos y mineralogía.
- SISTEMAS DE APLICACIÓN DEL ESMALTE
- Aplicación por cortina o velo. Aplicación por pistola aerográfica o sopleteo. Aplicación por centrifugación. Otros acabados. Esmaltado en seco. La decoración.
- DEFECTOS EN LOS ESMALTES
- Defectos originados antes de la cocción. Defectos originados durante la cocción.
- DISEÑO DE UN ESMALTE Y SU CORRECCIÓN
- La fórmula Seger.
- OTROS TIPOS DE VIDRIOS
- Vidrios comunes. Las fritas. Los vitrocerámicos.
- FABRICACIÓN DE ESMALTES Y FRITAS
- Fabricación de esmaltes. Fabricación de fritas. Vitrificación por plasma.
- MINERALES DE INTERÉS PARA LA FORMULACIÓN DE ESMALTES
- Relación de minerales de interés para la formulación de esmaltes. Comparación entre rocas y vitrificados.
- ASPECTOS AMBIENTALES EN LA FABRICACIÓN DE LOS MATERIALES CERÁMICOS
La industria cerámica no constituye una actividad particularmente conflictiva desde el punto de vista ambiental. Sin embargo, la implantación de una legislación cada vez más restrictiva obliga a introducir sistemas de corrección para los diversos vectores contaminantes generados en la industria. Después de una etapa introductoria donde se analiza el impacto de la extracción de las materias primas, la asignatura se adentra en tres partes bien diferenciadas:
La primera parte contempla el impacto y corrección de las emisiones atmosféricas, si bien la paulatina adopción de combustibles gaseosos ha reducido en gran manera la contaminación gaseosa, hay componentes de las materias primas que deben analizarse.
La segunda parte pasa revista a los diferentes contaminantes producidos, ya sea en forma de residuos sólidos o aguas residuales. En este contexto, el único reducto conflictivo lo constituye el tratamiento de los lodos procedente de la preparación y aplicación de los esmaltes. La etapa más importante y de futuro, es el uso de la tecnología cerámica como vía para la valorización de residuos, ya sean de la propia actividad como procedentes de otras industrias.
Después de analizar otros impactos y proponer las medidas correctoras, se analiza la cerámica desde el punto de vista de la sostenibilidad, pasando por el análisis del ciclo de vida.
- PROBLEMÁTICA AMBIENTAL GENERAL ASOCIADA A LA INDUSTRIA CERÁMICA
- Principales vectores ambientales involucrados. Directivas y directrices internacionales para la protección del medio ambiente y sus efectos relativos a la industria cerámica. Impacto ambiental de la minería de arcilla.
- IMPACTO Y CORRECCIÓN DE LAS EMISIONES GAEOSAS
- Generalidades. Calidad de los gases emitidos en la industria cerámica. Medidas para la reducción de los contaminantes. Medidas correctoras. Ahorro de energía. Tendencias en el ahorro de energía y emisiones.
- GENERACIÓN DE RESIDUOS Y VALORIZACIÓN
- Residuos generados en la industria cerámica. Concepto de inertización. Cerámicas ligeras como vía de valorización de residuos. Cerámicas densas como vía de valorización de residuos. Reciclado de residuos vía vitrificación. Test de desgasificación y evaluación de la toxicidad. El impacto ambiental asociado a los vertederos.
- OTROS IMPACTOS
- El agua residual en la industria cerámica. El balance hídrico en una industria cerámica. Naturaleza de las aguas residuales. Olores. Varios. Concepto de impacto ambiental.
- SOSTENIBILIDAD DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
- Materiales ecológicos para la construcción. Contenido energético de los materiales de construcción. Criterios ambientales en la elección de los materiales. Aspectos ambientales de los materiales de construcción. Introducción al ciclo de vida. El ahorro de energía en la construcción.
Nota: El contenido del programa académico puede estar sometido a ligeras modificaciones, en función de las actualizaciones o de las mejoras efectuadas.
Dirección
Dirección Académica
- Dr. Eduardo García Villena. Doctor en Ingeniería de Proyectos: Medio Ambiente, Seguridad, Calidad y Comunicación, por la Universidad Politécnica de Cataluña. Director Académico del Área de Medio Ambiente de la Fundación Universitaria Iberoamericana.
Becas formación FUNIBER
La Fundación Universitaria Iberoamericana (FUNIBER) destina periódicamente una partida económica con carácter extraordinario para Becas en Formación FUNIBER.
Para solicitarla, se ha de completar el formulario de solicitud de información que aparece en la web de FUNIBER o comunicarse directamente con la sede de la fundación en su país que le informará si es necesario aportar alguna información adicional.
Una vez se reciba la documentación, el Comité Evaluador examinará la idoneidad de su candidatura para la concesión de una ayuda económica, en forma de Beca en Formación FUNIBER.