Las cerámicas vitrificadas de cocción a alta temperatura se originaron durante el período Shang (siglos x al ih a. JC.) en China, Siam y Corea, donde se descubrieron yacimientos naturales de minerales que permitieron a los alfareros desarrollar cuerpos de arcilla y estructuras de hornos adecuados para la producción de gres y porcelana. No parece probable que se tratase de un cambio brusco, originado por descubrimientos radicales, sino de un proceso gradual a través del paulatino incremento de las temperaturas de cocción y del refinamiento de las técnicas de modelado, decoración y barnizado. Se conoce la existencia en China y Japón de yacimientos de arcilla de China o caolín, cuya plasticidad permite el modelado y la cocción de porcelana sin modificación ni aditamento alguno. El interés en la producción de la porcelana o un gres refinado radicaba no tanto en el deseo de obtener un cuerpo translúcido como en la búsqueda estética de un material frío y duro como el jade, con un tono metálico al ser golpeado similar al del bronce. Esta es la razón por la que abundan tanto los celedones en distintos matices de colores fríos en las colecciones de cerámica china, coreana y japonesa.
La artesanía de las cerámicas de alta temperatura se introdujo supuestamente en Japón, a través de Corea, durante el siglo va. JC. Sin embargo, la producción de porcelana en Europa no tendría lugar hasta el siglo xvn.
La porcelana era uno de los objetos de comercio entre China y el resto del mundo conocido, especialmente el Oriente Medio (Persia y Siria), siendo transportada por vía terrestre, junto con la seda, a través de la denominada "ruta de la seda". Algunas de estas piezas se fueron introduciendo gradualmente en Europa. El término porcelana deriva presumiblemente del italiano porcella -una pequeña concha marina, blanca y translúcida- y fue introducido por Marcó Polo, que visitó China a finales del siglo xm.
La rareza y el refinamiento de la porcelana le confirieron un gran valor. Como es natural, tanto en Oriente Próximo como en Europa se produjeron muchos intentos de reproducción de este tipo de piezas, aunque con poco éxito. Careciendo de los conocimientos necesarios para analizar el material a partir del cual se producía la porcelana, resultaba poco menos que imposible que un alfarero persa o europeo descubriese casualmente un yacimiento natural de caolín y lo reconociese como tal. Sabemos ahora que en las zonas donde se intentó la producción de porcelana existía caolín. Simplemente, éste no fue descubierto o reconocido en aquellos tiempos. Sin embargo, hacia 1580 se fabricó durante un corto tiempo en Italia una porcelana de pasta blanda, conocida como porcelana Medid.
Hacia finales del siglo xvn eran raros los reinos o principados europeos que careciesen de un alquimista tratando de transformar el plomo en oro y de descubrir un material que permitiese producir porcelana. Casi todos ellos habían descubierto que el grado de vitrificación de la porcelana china era similar al del vidrio, llegando lógicamente a la conclusión de que un material similar al vidrio triturado podría ser un componente adecuado de la fórmula. En 1673 se fabricaba en Rouen una porcelana de pasta blanda en la que se utilizaba un fundente vitreo. Las cualidades buscadas por los alquimistas europeos al intentar reproducir el gres refinado y la porcelana orientales eran la translucidez, la blancura y el tono metálico, ya que el parecido con el jade no tenía para los coleccionistas el mismo valor estético ni religioso.
martes, 2 de marzo de 2010
lunes, 1 de marzo de 2010
Intentos de producción de porcelana en Europa
La invención del procedimiento de fabricación de porcelana de pasta dura o verdadera porcelana se atribuye a J. F. Bóttger, químico alemán, que en 1708 trabajaba en Dresde bajo el mecenazgo del elector de Sajonia Augusto el Fuerte. Encontró un yacimiento de lo que hoy en día conocemos como caolín, que le permitió producir una porcelana de cocción a alta temperatura, fabricada en Meissen, población cercana a Dresde. En 1710 existía ya una producción regular de este tipo de porcelana y hacia 1720 la composición del cuerpo y sus características finales eran idénticas a las de la porcelana china. .
En 1768 se encontraron caolín y feldespato en Francia, existiendo un año después fábricas dedicadas a la producción de porcelana de pasta dura, simultaneada en algunos casos con la de pasta blanda, aunque generalmente se abandonaba la producción de baja temperatura. La porcelana de pasta blanda suele tener una escala de maduración reducida. Si se cuece por debajo de la temperatura indicada no es translúcida y si ésta se sobrepasa, se deforma.
En 1750 en Inglaterra se utilizó ceniza de huesos como sustituto del fundente . vitreo en la porcelana de pasta blanda. La Bow Factory obtuvo una patente en 1749 y Josiah Spode perfeccionó el procedimiento en su fábrica de Stoke-on-Trent hacia 1805. El producto resultante se conoció con el nombre de porcelana de huesos.
Josiah Wedgwood, ceramista inglés del siglo xvin, llevó a cabo muchos experimentos con el fin de refinar los materiales, las composiciones y las técnicas cerámicas. Entre sus descubrimientos figura la loza de graiiito o jaspeada, que puede considerarse porcelana, aunque al ser generalmente de color resulta opaca. Se compone de arcilla, caolín y pedernal con un 50 por ciento de sulfato de bario. Otro de sus hallazgos fue el basalto negro, elaborado con una arcilla plástica roja con óxido de manganeso, que actúa como fundente y proporciona color al cuerpo.
En 1768 se encontraron caolín y feldespato en Francia, existiendo un año después fábricas dedicadas a la producción de porcelana de pasta dura, simultaneada en algunos casos con la de pasta blanda, aunque generalmente se abandonaba la producción de baja temperatura. La porcelana de pasta blanda suele tener una escala de maduración reducida. Si se cuece por debajo de la temperatura indicada no es translúcida y si ésta se sobrepasa, se deforma.
En 1750 en Inglaterra se utilizó ceniza de huesos como sustituto del fundente . vitreo en la porcelana de pasta blanda. La Bow Factory obtuvo una patente en 1749 y Josiah Spode perfeccionó el procedimiento en su fábrica de Stoke-on-Trent hacia 1805. El producto resultante se conoció con el nombre de porcelana de huesos.
Josiah Wedgwood, ceramista inglés del siglo xvin, llevó a cabo muchos experimentos con el fin de refinar los materiales, las composiciones y las técnicas cerámicas. Entre sus descubrimientos figura la loza de graiiito o jaspeada, que puede considerarse porcelana, aunque al ser generalmente de color resulta opaca. Se compone de arcilla, caolín y pedernal con un 50 por ciento de sulfato de bario. Otro de sus hallazgos fue el basalto negro, elaborado con una arcilla plástica roja con óxido de manganeso, que actúa como fundente y proporciona color al cuerpo.
martes, 23 de febrero de 2010
Loza de Paros
La fabricación de la loza de Paros, una porcelana de baja temperatura no barnizada, fue perfeccionada por la compañía Copeland y Garret de Stoke-on-Trent en 1842, produciéndose de forma generalizada hacia 1846. Su nombre proviene de la isla griega de Paros, famosa por la calidad de los mármoles blancos de grano fino de sus canteras. A principios del siglo xixeran muy numerosas las alfarerías que trataban de producir una porcelana no barnizada, adecuada para la realización de estatuas de pequeño tamaño, pero ninguna de ellas logró obtener un material tan refinado y lustroso como éste. En Inglaterra se competía duramente en el desarrollo del material y del sistema de cochura necesario para conseguir la vitrificación sin distorsión ni enconchamiento; la firma que obtuvo más éxito en este terreno fue Minton. En fábricas de porcelana europeas, como la de Sévres, se elaboraban también figuras no barnizadas, pero su producción resultaba mucho más costosa que la efectuada con loza de Paros. En 1850 se obtuvo una variedad de este tipo de porcelana que no requería la total vitrificación del cuerpo, realizándose el acabado mediante un barnizado por vaporización, que permitía una segunda cocción con fines decorativos. Esta variedad de loza de Paros era de grano más grueso que la original y también más barata, pero en el caso de ensuciarse su limpieza resultaba difícil. En algunos casos la loza de Paros podía ser de color y estar decorada en relieve con un color contrastante (pate-sur-páte).
viernes, 19 de febrero de 2010
Vidriado de sal
La técnica del gres con vidriado de sal se originó en Renania a finales del siglo xrv, desarrollándose en esta zona a lo largo del siguiente siglo una importante tradición de cerámicas de alta temperatura. El procedimiento se hizo extensivo a todo tipo de piezas, incluida la loza de mesa con decoración en relieve. El gres de color ante se introdujo en Inglaterra a finales del siglo xvny en 1693 John Dwight de Fulham obtuvo una patente para el procedimiento de vidriado de sal. Debido al desarrollo de las lozas blanca y crema con barniz de plomo, el vidriado de sal llegó asociarse, al menos durante el siglo XIX, con depósitos, ladrillos y tuberías de bajo precio, ya que por su resistencia al paso del tiempo y a los productos químicos presentaba indudables ventajas a los ingenieros encargados de la conducción de aguas y alcantarillado de las ciudades en constante desarrollo de la época victoriana.
El gres sanitario se desarrolló a partir de la loza blanca, incrementando la proporción de feldespato y la temperatura de cocción, consiguiendo con ello la vitrificación del cuerpo.
A causa del creciente interés en la alfarería artesanal, el vidriado de sal se convirtió en una de las técnicas preferidas de los alfareros que podían disponer de un horno adecuado para este procedimiento. El hecho de que el barniz se forme en la superficie del cuerpo permite que los detalles de modelado permanezcan inalterados. Est4 es una de las razones por la que muchas de las piezas con vidriado de sal presenten una preponderancia de los detalles de modelado, bien en forma de relieves aplicados, bien en forma de nervios y acanaladuras, motivos realzados todos ellos por el sodio depositado durante la cochura.
Durante el proceso de vidriado de sal tiene lugar una reducción de la atmósfera en el horno, lo que limita la gama de colores; predominan los tonos tostados cálidos^ los naranjas, los azules, los grises y el blanco con una textura que va desde la característica piel de naranja hasta una superficie pulida y suave.
El procedimiento de cochura está sujeto a severas limitaciones a causa de la cantidad de ácido clorhídrico que se desprende en forma de vapor, el cual es altamente tóxicojy corrosivo. Las reglamentaciones oficiales son en la actualidad muy restrictivas y en muchas localidades la producción de piezas con vidriado de sal está prohibida o sujeta a control para impedir la difusión de gases tóxicos en la zona.
Los alfareros de producción artesanal han optado por el uso de carbonato sódico en sustitución del cloruro sódico, ya que con el primero se obtiene un barniz similar en muchos aspectos al producido por la sal. No produce gases residuales tóxicos, por lo que el vidriado de sal propiamente dicho tiende a desaparecer, excepto para el uso de especialistas. Si se descubriese una fórmula económica para neutralizar el ácido clorhídrico, el vidriado de sal podría volver a utilizarse de forma generalizada, ya que ofrece muchas ventajas tanto para la industria como para el artesano.
Como es evidente, originariamente todos los avances dependían de la disponibilidad de materiales y del perfeccionamiento gradual del equipo y de las técnicas para el refinamiento de los materiales naturales. Paulatinamente se llegó a identificar y modificar los materiales sin tener que depender únicamente de su aspecto y de las pruebas experimentales. Análogamente, estos análisis sacaron a la luz materiales aptos para ser utilizados en cerámica que no formaban parte de la gama tradicional.
Los diseños en materia de hornos para cocción a alta temperatura no fueron copiados como sucedió con el estilo o la decoración de las piezas. Sin embargo, el renacido interés hacia las artesanías ha estimulado internacionalmente el diseño de hornos, introduciéndose en Europa y América los tipos orientales.
Los barnices, colores y técnicas decorativas son tanto aspectos estilísticos como técnicos. Deben adaptarse a las temperaturas de cochura del cuerpo, aunque los colores sobre barniz utilizados en China para la decoración de porcelana blanca se aplicaron también a la loza común, practicamente sin modificación.
El gres sanitario se desarrolló a partir de la loza blanca, incrementando la proporción de feldespato y la temperatura de cocción, consiguiendo con ello la vitrificación del cuerpo.
A causa del creciente interés en la alfarería artesanal, el vidriado de sal se convirtió en una de las técnicas preferidas de los alfareros que podían disponer de un horno adecuado para este procedimiento. El hecho de que el barniz se forme en la superficie del cuerpo permite que los detalles de modelado permanezcan inalterados. Est4 es una de las razones por la que muchas de las piezas con vidriado de sal presenten una preponderancia de los detalles de modelado, bien en forma de relieves aplicados, bien en forma de nervios y acanaladuras, motivos realzados todos ellos por el sodio depositado durante la cochura.
Durante el proceso de vidriado de sal tiene lugar una reducción de la atmósfera en el horno, lo que limita la gama de colores; predominan los tonos tostados cálidos^ los naranjas, los azules, los grises y el blanco con una textura que va desde la característica piel de naranja hasta una superficie pulida y suave.
El procedimiento de cochura está sujeto a severas limitaciones a causa de la cantidad de ácido clorhídrico que se desprende en forma de vapor, el cual es altamente tóxicojy corrosivo. Las reglamentaciones oficiales son en la actualidad muy restrictivas y en muchas localidades la producción de piezas con vidriado de sal está prohibida o sujeta a control para impedir la difusión de gases tóxicos en la zona.
Los alfareros de producción artesanal han optado por el uso de carbonato sódico en sustitución del cloruro sódico, ya que con el primero se obtiene un barniz similar en muchos aspectos al producido por la sal. No produce gases residuales tóxicos, por lo que el vidriado de sal propiamente dicho tiende a desaparecer, excepto para el uso de especialistas. Si se descubriese una fórmula económica para neutralizar el ácido clorhídrico, el vidriado de sal podría volver a utilizarse de forma generalizada, ya que ofrece muchas ventajas tanto para la industria como para el artesano.
Como es evidente, originariamente todos los avances dependían de la disponibilidad de materiales y del perfeccionamiento gradual del equipo y de las técnicas para el refinamiento de los materiales naturales. Paulatinamente se llegó a identificar y modificar los materiales sin tener que depender únicamente de su aspecto y de las pruebas experimentales. Análogamente, estos análisis sacaron a la luz materiales aptos para ser utilizados en cerámica que no formaban parte de la gama tradicional.
Los diseños en materia de hornos para cocción a alta temperatura no fueron copiados como sucedió con el estilo o la decoración de las piezas. Sin embargo, el renacido interés hacia las artesanías ha estimulado internacionalmente el diseño de hornos, introduciéndose en Europa y América los tipos orientales.
Los barnices, colores y técnicas decorativas son tanto aspectos estilísticos como técnicos. Deben adaptarse a las temperaturas de cochura del cuerpo, aunque los colores sobre barniz utilizados en China para la decoración de porcelana blanca se aplicaron también a la loza común, practicamente sin modificación.
sábado, 13 de febrero de 2010
Hornos de alta temperatura
Los hornos adecuados para cochuras a alta temperatura requieren grandes cantidades de combustible o estar capacitados para aprovechar toda la energía y transmitirla a las piezas.
El método para aprovechar la energía al máximo depende del tipo de combustible. La quema inicial de gas o petróleo requiere grandes cantidades de oxígeno y es preciso introducir un abastecimiento de aire suplementario en la zona de la llama para que la combustión sea eficaz. Se pierde algo de energía ya que la llama tiene que calentar este aire suplementario, por lo que el sistema resulta más eficiente si este aire se precalienta introduciéndolo en el horno a través de un conducto que reciba el calor de los quemadores.
El método para aprovechar la energía al máximo depende del tipo de combustible. La quema inicial de gas o petróleo requiere grandes cantidades de oxígeno y es preciso introducir un abastecimiento de aire suplementario en la zona de la llama para que la combustión sea eficaz. Se pierde algo de energía ya que la llama tiene que calentar este aire suplementario, por lo que el sistema resulta más eficiente si este aire se precalienta introduciéndolo en el horno a través de un conducto que reciba el calor de los quemadores.
martes, 12 de enero de 2010
Quemadores y combustibles
Quemadores de gas: Son de dos tipos. El más simple es el atmosférico, que expulsa el gas por la tobera del horno. El sistema se muestra en la ilustración 7. El gas penetra en el venturi, mecanismo en el cual una corriente de gas arrastra a otro gas (en este caso, el segundo gas es aire), a través de un surtidor cuyo tamaño varía según el tipo de gas utilizado, es decir, gas ciudad (gas dé carbón), natural o propano. El gas arrastra aire en su paso hacia el quemador y se inflama al penetrar en el horno. La llama resultante se produce a unos 10 o 12 cm del extremo del quemador, que se mantiene relativamente frío. El aire suplementario entra en el sistema a través de una tobera especialmente diseñada y proporciona el exceso de oxígeno necesario a la atmósfera del horno para que todo él combustible se queme completamente. En este sistema son la presión del gas y su velocidad de salida del surtidor los que determinan la cantidad de aire arrastrado.
El segundo tipo es el quemador de aire comprimido y en él el aire es introducido por un ventilador, siendo el gas arrastrado por el mismo. El aire y el gas son conducidos hasta la zona donde se mezclan, a unos 45 cm del quemador, y el abastecimiento de gas tiene lugar a través de un sistema hermético.
Los hornos de aire comprimido requieren una salida para los gases calientes, pero el tiro se establece por la presión del ventilador y en muchos sistemas la altura de la chimenea no es un factor crítico para la eficacia del horno.
Las mezclas de aire y gas son explosivas y deben manejarse con precaución. En cuanto a potencia calorífica, la del propano es la más elevada, seguido por el gas natural y, en último lugar, por el gas ciudad. La cantidad de gas necesaria para calentar un horno de un determinado volumen a una temperatura dada varía en proporción inversa a la potencia calorífica del gas utilizado.
Los quemadores atmosféricos se regulan únicamente controlando el flujo de gas, siempre que el venturi no esté bloqueado al paso del aire y se mantenga abierta la tobera de aire suplementario. Los quemadores de aire comprimido se regulan controlando tanto el flujo de aire como el de gas, pero también es preciso mantener abierta la tobera de aire suplementario.
Los quemadores de petróleo son del tipo de aire comprimido. El aire pulveriza el petróleo líquido y la mezcla se inflama al salir del quemador. Al penetrar en el horno, el combustible puede arrastrar más aire, pero para que la combustión sea eficiente es preciso disponer de un abastecimiento de aire suplementario.
Los quemadores de petróleo condensado constituyen un sistema alternativo de utilización del mismo combustible, en el que el petróleo se "craquea" mezclándolo con agua. El flujo del combustible se regula de modo que éste caiga gota a gota sobre una plancha caliente situada dentro del horno. El agua se regula de modo similar, mezclándose con el petróleo al penetrar en el horno. Este se descompone ante la presencia del vapor de agua dando lugar a hidrocarburos más ligeros. El petróleo y el vapor de agua requieren un abastecimiento de aire principal y otro secundario. Este tipo de quemadores deben precalentarse con un soplete si es necesario a fin de que la plancha alcance la temperatura necesaria para inflamar el petróleo.
Los combustibles sólidos como la madera y el carbón se queman en dos fases netamente diferenciadas; en primer lugar, se produce una calcinación preliminar durante la cual liberan cierta energía, pero después la mayor parte de la energía del combustible sólo se libera a temperaturas mucho más altas durante períodos más prolongados.
Los combustibles sólidos tienen que quemarse en un hogar. Este debe ser reconstruido cada cierto tiempo a causa de la gran cantidad de calor que se genera en la zona y para ello deben emplearse los materiales refractarios más duros. Los barrotes utilizados para sostener el carbón tienen que reemplazarse todavía con más frecuencia.
Los combustibles tales como el petróleo, la madera, el carbón o el gas en bombonas deben almacenarse lejos del calor producido por el horno. Nunca se debe dejar sin atención un horno de petróleo. En el caso de producirse un escape, el petróleo podría inundar la zona circundante e inflamarse al entrar los gases en contacto con un quemador, envolviendo el horno en llamas.
Es preferible construir los hornos de combustibles sólidos fuera del taller, dotándolos de una cubierta para protegerlos de las inclemencias y poder efectuar las cochuras con más comodidad. Los hornos de gran tamaño llegan a necesitar más de treinta horas para completar una cochura, requiriendo cargas, ajustes y regulaciones constantes.
El segundo tipo es el quemador de aire comprimido y en él el aire es introducido por un ventilador, siendo el gas arrastrado por el mismo. El aire y el gas son conducidos hasta la zona donde se mezclan, a unos 45 cm del quemador, y el abastecimiento de gas tiene lugar a través de un sistema hermético.
Los hornos de aire comprimido requieren una salida para los gases calientes, pero el tiro se establece por la presión del ventilador y en muchos sistemas la altura de la chimenea no es un factor crítico para la eficacia del horno.
Las mezclas de aire y gas son explosivas y deben manejarse con precaución. En cuanto a potencia calorífica, la del propano es la más elevada, seguido por el gas natural y, en último lugar, por el gas ciudad. La cantidad de gas necesaria para calentar un horno de un determinado volumen a una temperatura dada varía en proporción inversa a la potencia calorífica del gas utilizado.
Los quemadores atmosféricos se regulan únicamente controlando el flujo de gas, siempre que el venturi no esté bloqueado al paso del aire y se mantenga abierta la tobera de aire suplementario. Los quemadores de aire comprimido se regulan controlando tanto el flujo de aire como el de gas, pero también es preciso mantener abierta la tobera de aire suplementario.
Los quemadores de petróleo son del tipo de aire comprimido. El aire pulveriza el petróleo líquido y la mezcla se inflama al salir del quemador. Al penetrar en el horno, el combustible puede arrastrar más aire, pero para que la combustión sea eficiente es preciso disponer de un abastecimiento de aire suplementario.
Los quemadores de petróleo condensado constituyen un sistema alternativo de utilización del mismo combustible, en el que el petróleo se "craquea" mezclándolo con agua. El flujo del combustible se regula de modo que éste caiga gota a gota sobre una plancha caliente situada dentro del horno. El agua se regula de modo similar, mezclándose con el petróleo al penetrar en el horno. Este se descompone ante la presencia del vapor de agua dando lugar a hidrocarburos más ligeros. El petróleo y el vapor de agua requieren un abastecimiento de aire principal y otro secundario. Este tipo de quemadores deben precalentarse con un soplete si es necesario a fin de que la plancha alcance la temperatura necesaria para inflamar el petróleo.
Los combustibles sólidos como la madera y el carbón se queman en dos fases netamente diferenciadas; en primer lugar, se produce una calcinación preliminar durante la cual liberan cierta energía, pero después la mayor parte de la energía del combustible sólo se libera a temperaturas mucho más altas durante períodos más prolongados.
Los combustibles sólidos tienen que quemarse en un hogar. Este debe ser reconstruido cada cierto tiempo a causa de la gran cantidad de calor que se genera en la zona y para ello deben emplearse los materiales refractarios más duros. Los barrotes utilizados para sostener el carbón tienen que reemplazarse todavía con más frecuencia.
Los combustibles tales como el petróleo, la madera, el carbón o el gas en bombonas deben almacenarse lejos del calor producido por el horno. Nunca se debe dejar sin atención un horno de petróleo. En el caso de producirse un escape, el petróleo podría inundar la zona circundante e inflamarse al entrar los gases en contacto con un quemador, envolviendo el horno en llamas.
Es preferible construir los hornos de combustibles sólidos fuera del taller, dotándolos de una cubierta para protegerlos de las inclemencias y poder efectuar las cochuras con más comodidad. Los hornos de gran tamaño llegan a necesitar más de treinta horas para completar una cochura, requiriendo cargas, ajustes y regulaciones constantes.
lunes, 11 de enero de 2010
Hornos
Hornos de tiro inferior: Es el tipo más eficaz del horno de llama al descubierto y, por tanto, el que alcanza temperaturas más altas con el menor costo. El conducto que extrae los gases del horno está situado en el suelo, de modo que la tendencia natural de los gases calientes a ascender hacia la parte superior del horno se ve contrarrestada por la necesidad de buscar un camino entre las piezas para salir por la chimenea. El aire frío más pesado desciende hacia la parte inferior del horno, pasando al conducto de salida, y la temperatura en el interior es más uniforme que en los otros tipos de horno de llama al descubierto.
Los hornos eléctricos suelen tener una temperatura operativa máxima de 1.300°. Por encima de esta temperatura, el material aislante del horno no es tan eficaz y puede llegar incluso a quebrarse. Además, los elementos interiores pueden fundirse si la temperatura asciende muy por encima de este máximo recomendado. El uso, cada vez más frecuente, de fibra cerámica como material aislante ha dotado de mayor eficacia a los hornos eléctricos. Los ladrillos aislantes absorben mucho menos calor que los refractarios duros, pero mucho 22 más que la fibra cerámica. Por tanto, los hornos con aislamiento de fibra cerámica pueden tener menos elementos por metro cúbico y aun así alcanzar temperaturas suficientes para cochuras de gres. Cuando la electricidad resulta cara, el precio ligeramente superior de los hornos con aislamiento de fibra cerámica en relación con los de ladrillo puede ser compensatorio. Dado que los hornos eléctricos carecen de ventilación natural, deben ventilarse adecuadamente durante la cochura inicial a fin de que el vapor de agua y los gases residuales se evaporen sin dificultad, en vez de verse obligados a salir a través de los resquicios de la puerta. El vapor de agua es ácido y puede producir corrosión en el revestimiento metálico del horno.
Hornos de cámaras múltiples: En este tipo de hornos los gases residuales calientes se hacen-pasar de una cámara a otra. La eficacia del sistema aumenta proporcionalmente al número de cámaras del horno.
Los hornos eléctricos suelen tener una temperatura operativa máxima de 1.300°. Por encima de esta temperatura, el material aislante del horno no es tan eficaz y puede llegar incluso a quebrarse. Además, los elementos interiores pueden fundirse si la temperatura asciende muy por encima de este máximo recomendado. El uso, cada vez más frecuente, de fibra cerámica como material aislante ha dotado de mayor eficacia a los hornos eléctricos. Los ladrillos aislantes absorben mucho menos calor que los refractarios duros, pero mucho 22 más que la fibra cerámica. Por tanto, los hornos con aislamiento de fibra cerámica pueden tener menos elementos por metro cúbico y aun así alcanzar temperaturas suficientes para cochuras de gres. Cuando la electricidad resulta cara, el precio ligeramente superior de los hornos con aislamiento de fibra cerámica en relación con los de ladrillo puede ser compensatorio. Dado que los hornos eléctricos carecen de ventilación natural, deben ventilarse adecuadamente durante la cochura inicial a fin de que el vapor de agua y los gases residuales se evaporen sin dificultad, en vez de verse obligados a salir a través de los resquicios de la puerta. El vapor de agua es ácido y puede producir corrosión en el revestimiento metálico del horno.
Hornos de cámaras múltiples: En este tipo de hornos los gases residuales calientes se hacen-pasar de una cámara a otra. La eficacia del sistema aumenta proporcionalmente al número de cámaras del horno.
lunes, 5 de octubre de 2009
Los hornos coreanos
Los hornos coreanos no están divididos en cámaras, sino constituidos por una cámara continua con un hogar en el extremo más bajo. El horno se carga con las piezas y se utilizan cajas refractarias para levantar paredes de división transversales. Estas sirven de pantallas, haciendo pasar el fuego a la siguiente sección por la parte inferior a través de una base jaquelada. El fuego libera calor a su paso por el horno y, para conseguir la temperatura necesaria en cada sección, se alimenta introduciendo madera a través de unos orificios destinados a este fin (carga lateral).
Los hornos de tiro natural
Los hornos de tiro natural requieren chimeneas altas para que todos los gases que se producen en su interior salgan al exterior. Durante las primeras fases de la cochura la chimenea está llena de aire frío, que impide el fácil ascenso del aire caliente. En este tipo de hornos una sección de la cliimenea de aproximadamente 1m2 está construida con ladrillos sueltos, que pueden retirarse para encender un fuego en su base. De este modo, la chimenea se llena de aire caliente que asciende y sale al exterior, creando un tiro en el horno que atrae a los gases hacia el conducto de salida de la chimenea. En este momento, la parte amovible de la chimenea debe reconstruirse para que el aire frío no entre en el cañón, reduciendo la eficacia del tiro. En condiciones de reducción, la apertura de parte de esta sección reduce el tiro, contribuyendo a la eficacia de la cocción. Dado que para efectuar la reducción en el horno se requieren gases no quemados, éstos se inflamarán en contacto con el oxigeno introducido en forma de aire por la chimenea, por lo que en esta fase de la cocción pueden observarse llamas en la misma. En condiciones normales o de oxidación, las llamas no deben alcanzar las secciones inferiores de la chimenea.
Los hornos para cochuras de gres y porcelana
Los hornos para cochuras de gres y porcelana deben construirse con material refractario de buena calidad. En su mayor parte puede utilizarse refractario aislante, pero en las zonas interiores que deben transmitir el calor, como las placas de la cámara, debe usarse refractario duro. Los hogares para quemar petróleo, madera y carbón tienen que recubrirse con refractario duro para mantener caliente la zona y facilitar la combustión.
El exterior del horno debe ser de un buen material aislante para reducir la cantidad de calor absorbida por la estructura y transmitida al exterior. Dichos materiales incluyen ladrillos aislantes de calidad inferior (ya que la temperatura que deben soportar no es muy elevada, como máximo unos 600°) y mezclas de arcilla, arena, paja o serrín aplicadas sobre la superficie en capas de 10 a 15 cm de grosor.
El tamaño del horno depende de la cantidad de piezas que se desee cocer. En general, no es aconsejable verse obligado a almacenar grandes cantidades de piezas en espera de ser cocidas. Tampoco es conveniente tener que cocer todos los días y, a pesar de ello, no lograr completar en un mes todas las piezas realizadas en dicho período de tiempo.
El exterior del horno debe ser de un buen material aislante para reducir la cantidad de calor absorbida por la estructura y transmitida al exterior. Dichos materiales incluyen ladrillos aislantes de calidad inferior (ya que la temperatura que deben soportar no es muy elevada, como máximo unos 600°) y mezclas de arcilla, arena, paja o serrín aplicadas sobre la superficie en capas de 10 a 15 cm de grosor.
El tamaño del horno depende de la cantidad de piezas que se desee cocer. En general, no es aconsejable verse obligado a almacenar grandes cantidades de piezas en espera de ser cocidas. Tampoco es conveniente tener que cocer todos los días y, a pesar de ello, no lograr completar en un mes todas las piezas realizadas en dicho período de tiempo.
Los hornos para vidriado de sal
Los hornos para vidriado de sal deben ser del tipo de llama al descubierto, a fin de que el vapor de sal pueda ser transportado por los gases calientes producidos por el quemador hasta cada pieza. Los hornos de tiro inferior mantienen un flujo de calor más uniforme en todo el interior que los de tiro superior y, por tanto, la deposición del vapor de sal se efectúa también con mayor uniformidad. Dado que la sal reacciona en contacto con la sílice, todos los ladrillos, accesorios y tabiques de la estructura interna, así como los soportes, hogares, conductos de salida e, incluso, la chimenea SArfrirán los efectos de la acción de la sal. Esta transforma la estructura interna del horno, formando capas de vidriado sobre los ladrillos. Cuando el interior se encuentra totalmente cubierto se requiere mucha menos cantidad de sal para conseguir un buen vidriado de las piezas.
Un horno nuevo puede requerir seis o más cochuras de vidriado de sal para que el interior esté suficientemente cubierto y permita obtener una capa de vidriado rica y consistente en las piezas. Con cada nueva cocción, la sal penetra más y más en los ladrillos de la estructura interior, que llegan a descomponerse hasta el punto de amenazar la seguridad de la construcción. Entonces el horno debe ser revestido de nuevo o reconstruido en su totalidad. Para contrarrestar este efecto, los hogares, que son los más afectados por la sal, deben construirse de refractario duro o de alúmina fundida, que no es atacada por el sodio. El revestimiento del horno debe ser de ladrillo refractario duro con alto contenido de alúmina y no de ladrillo aislante blando, que se descompone rápidamente con los vidriados de sal.
Se ha observado que una vez que el vidriado inicial del horno ha cubierto los ladrillos, la descomposición se lentifica, por lo que el recubrimiento del interior del horno con un barniz transparente de gres podría acelerar la maduración del mismo, requiriéndose menos cochuras para obtener un nivel aceptable de vidriado en las piezas y, simultáneamente, retrasar la descomposición de la estructura interior. Algunos ceramistas revisten el interior del horno con hidrato de alúmina para protegerlo de la acción de la sal e impedir la formación del vidriado.
El diseño de los hornos para vidriado de sal difiere del de un horno convenciónal para gres en los orificios situados encima de los quemadores para la introducción de la sal. Esta se arroja a través de los mismos sobre las llamas.
La chimenea debe revestirse con refractario duro hasta una altura de unos 2 metros, ya que los gases de sodio residuales salen del horno a temperatura suficiente para descomponer rápidamente el ladrillo blando. Por encima de esta altura, no constituyen un problema ya que se van enfriando a su paso por la chimenea. No es aconsejable utilizar cilindros de metal en ningún punto de la construcción de la misma, ya que el ácido clorhídrico expulsado hacia el exterior puede producir corrosión. La parte inferior de la chimenea debe estar dotada de un regulador de tiro refractario que mantenga los vapores de sal en la cámara del horno al estar cerrado.
Los hornos para vidriado de sal deben cargarse dejando más amplitud entre las piezas que en el caso de un horno normal. Este requisito debe tenerse en cuenta en su diseño cuando se trate de determinar el volumen necesario para 26 cocer un determinado número de piezas.
Una vez que se ha efectuado un vidriado de sal en un horno éste queda incapacitado para la obtención de barnices normales de gres que no estén afectados de algún modo por la sal, ya que los depósitos del interior se volatilizan al efectuarse la cocción. Por esta razón, los ceramistas suelen disponer de varios hornos, uno de los cuales dedican exclusivamente a los vidriados de sal.
Los hornos para vidriado de sal deben construirse fuera del taller y lejos de cualquier edificación. La altura de la chimenea debe ser el doble de la normal, es decir, el doble de la que resulte eficaz para un horno de igual diseño que opere con el mismo combustible, a fin de que los gases tóxicos se dispersen en una zona elevada de la atmósfera. Para que la velocidad de salida de los gases se mantenga es preciso dar forma cónica al tercio superior, contrarrestando así la contracción de los gases al enfriarse.
Todos los elementos exteriores de hierro, tales como las abrazaderas, deben pintarse con pintura de aluminio, resistente a la corrosión del ácido clorhídrico que se desprende durante la cocción. No deben efectuarse cochuras en días húmedos o cubiertos ya que, en estas condiciones atmosféricas, el humo tiende a estancarse cerca del horno.
Es preciso asegurarse de que no haya ningún coche aparcado en las cercanías. Si es posible, el horno debe diseñarse de modo que el recorrido desde la parte posterior hasta el cañón de la chimenea tenga un metro o metro y medio de longitud. El regulador de tiro se colocará en este conducto y se abrirá una vez terminada la cocción para dejar salir los gases, que se düuirán con aire retirando uno o dos ladrillos de la base de la chimenea. La cantidad debe ajustarse para que el tiro sea eficaz, pero cuanto más aire se pueda añadir a los gases tóxicos, más diluidos estarán al abandonar la chimenea. El diseño puede mejorarse haciendo correr un conducto de ventilación por debajao del suelo del horno desde la parte delantera del mismo hasta la base de la chimenea, de modo que al abrir el conducto mediante el regulador de tiro o retirando un ladrillo de la parte delantera, el aire pasa por debajo del horno y se calienta antes de entrar en la chimenea. Con esto se favorece el asceso de los gases, ya que el enfriamiento inhibe esta tendencia.
Un horno nuevo puede requerir seis o más cochuras de vidriado de sal para que el interior esté suficientemente cubierto y permita obtener una capa de vidriado rica y consistente en las piezas. Con cada nueva cocción, la sal penetra más y más en los ladrillos de la estructura interior, que llegan a descomponerse hasta el punto de amenazar la seguridad de la construcción. Entonces el horno debe ser revestido de nuevo o reconstruido en su totalidad. Para contrarrestar este efecto, los hogares, que son los más afectados por la sal, deben construirse de refractario duro o de alúmina fundida, que no es atacada por el sodio. El revestimiento del horno debe ser de ladrillo refractario duro con alto contenido de alúmina y no de ladrillo aislante blando, que se descompone rápidamente con los vidriados de sal.
Se ha observado que una vez que el vidriado inicial del horno ha cubierto los ladrillos, la descomposición se lentifica, por lo que el recubrimiento del interior del horno con un barniz transparente de gres podría acelerar la maduración del mismo, requiriéndose menos cochuras para obtener un nivel aceptable de vidriado en las piezas y, simultáneamente, retrasar la descomposición de la estructura interior. Algunos ceramistas revisten el interior del horno con hidrato de alúmina para protegerlo de la acción de la sal e impedir la formación del vidriado.
El diseño de los hornos para vidriado de sal difiere del de un horno convenciónal para gres en los orificios situados encima de los quemadores para la introducción de la sal. Esta se arroja a través de los mismos sobre las llamas.
La chimenea debe revestirse con refractario duro hasta una altura de unos 2 metros, ya que los gases de sodio residuales salen del horno a temperatura suficiente para descomponer rápidamente el ladrillo blando. Por encima de esta altura, no constituyen un problema ya que se van enfriando a su paso por la chimenea. No es aconsejable utilizar cilindros de metal en ningún punto de la construcción de la misma, ya que el ácido clorhídrico expulsado hacia el exterior puede producir corrosión. La parte inferior de la chimenea debe estar dotada de un regulador de tiro refractario que mantenga los vapores de sal en la cámara del horno al estar cerrado.
Los hornos para vidriado de sal deben cargarse dejando más amplitud entre las piezas que en el caso de un horno normal. Este requisito debe tenerse en cuenta en su diseño cuando se trate de determinar el volumen necesario para 26 cocer un determinado número de piezas.
Una vez que se ha efectuado un vidriado de sal en un horno éste queda incapacitado para la obtención de barnices normales de gres que no estén afectados de algún modo por la sal, ya que los depósitos del interior se volatilizan al efectuarse la cocción. Por esta razón, los ceramistas suelen disponer de varios hornos, uno de los cuales dedican exclusivamente a los vidriados de sal.
Los hornos para vidriado de sal deben construirse fuera del taller y lejos de cualquier edificación. La altura de la chimenea debe ser el doble de la normal, es decir, el doble de la que resulte eficaz para un horno de igual diseño que opere con el mismo combustible, a fin de que los gases tóxicos se dispersen en una zona elevada de la atmósfera. Para que la velocidad de salida de los gases se mantenga es preciso dar forma cónica al tercio superior, contrarrestando así la contracción de los gases al enfriarse.
Todos los elementos exteriores de hierro, tales como las abrazaderas, deben pintarse con pintura de aluminio, resistente a la corrosión del ácido clorhídrico que se desprende durante la cocción. No deben efectuarse cochuras en días húmedos o cubiertos ya que, en estas condiciones atmosféricas, el humo tiende a estancarse cerca del horno.
Es preciso asegurarse de que no haya ningún coche aparcado en las cercanías. Si es posible, el horno debe diseñarse de modo que el recorrido desde la parte posterior hasta el cañón de la chimenea tenga un metro o metro y medio de longitud. El regulador de tiro se colocará en este conducto y se abrirá una vez terminada la cocción para dejar salir los gases, que se düuirán con aire retirando uno o dos ladrillos de la base de la chimenea. La cantidad debe ajustarse para que el tiro sea eficaz, pero cuanto más aire se pueda añadir a los gases tóxicos, más diluidos estarán al abandonar la chimenea. El diseño puede mejorarse haciendo correr un conducto de ventilación por debajao del suelo del horno desde la parte delantera del mismo hasta la base de la chimenea, de modo que al abrir el conducto mediante el regulador de tiro o retirando un ladrillo de la parte delantera, el aire pasa por debajo del horno y se calienta antes de entrar en la chimenea. Con esto se favorece el asceso de los gases, ya que el enfriamiento inhibe esta tendencia.
Nociones de física y química relativas a los materiales cerámicos
En una breve descripción de las características físicas y químicas de los materiales, la atención debe centrarse en los aspectos de aplicación general. Nuestra intención es establecer una base a partir de la cual el lector pueda avanzar consultando la lista ofrecida en la Bibliografía, que incluye títulos que tratan el tema con más detalle.
La comprensión de los principios científicos de la cerámica requiere un poco de paciencia, pero la perseverancia resulta compensatoria, ya que permite llevar a cabo pruebas y experimentos basándose en los conocimientos adquiridos, de modo que los progresos hacia el resultado deseado se realizan de forma sistemática en vez de depender del azar.
La comprensión de los principios científicos de la cerámica requiere un poco de paciencia, pero la perseverancia resulta compensatoria, ya que permite llevar a cabo pruebas y experimentos basándose en los conocimientos adquiridos, de modo que los progresos hacia el resultado deseado se realizan de forma sistemática en vez de depender del azar.
Esructura atómica
Científicamente se acepta la premisa según la cual todos los materiales están compuestos por unidades fundamentales denominadas átomos. Cada átomo contiene un núcleo de protones y neutrones, en torno al cual giran los electrones en órbitas fijas. Los protones del núcleo tienen carga eléctrica positiva, los neutrones no están cargados y los electrones tienen carga negativa. Los electrones y los protones coinciden en número, por lo que el átomo presenta un equilibrio de cargas positivas y negativas. Los neutrones del núcleo se encuentran en número igual o ligeramente superior al de los protones. Cada átomo puede identificarse de dos formas: por su número atómico, es decir, por el número de electrones en órbita alrededor del núcleo, o por su peso atómico, es decir, por el peso de los electrones más el de los protones y neutrones que constituyen el núcleo.
Se conocen 104 estructuras atómicas diferentes que van desde el hidrógeno con 1 electrón hasta el kurchatovio (el elemento de descubrimiento más reciente) con 104 electrones que constituyen los 104 elementos conocidos, algunos de los cuales se designan por nombres latinos y son identificados en química mediante la letra mayúscula de su nombre: por ejemplo, hidrógeno H, oxígeno O. Los elementos se clasifican en tablas periódicas.
Los electrones giran en órbitas fijas, no superando el número de dos en la primera, 8 en la segunda y tercera, 18 en la cuarta y quinta y 36 en la sexta v séptima. Según la estructura del átomo, las órbitas pueden no estar completas.
Los átomos con 8 electrones, como los de oxígeno, tienen 2 electrones en la primera órbita y 6 en la segunda, presentando un déficit de 2 electrones. Los átomos con órbita externa incompleta son inestables y tienden a asociarse con átomos de distinta estructura a fin de adquirir los electrones suficientes para completar su órbita externa. Este proceso se denomina intercambio iónico. Cuando los átomos han modificado su estructura para conseguir la estabilidad ya no se consideran elementos, sino iones de dicho elemento. Su carga eléctrica será distinta según hayan adquirido o cedido electrones. En el caso de adquirir electrones se convertirán en aniones de carga negativa y en el caso de cederlos en cationes de carga positiva. Dado que las cargas eléctricas opuestas se atraen, se establece un enlace entre los átomos que participan en un intercambio iónico.
Si los átomos comparten un electrón, en vez de cederlo o adquirirlo, el enlace se denomina enlace covalente y es todavía más fuerte que el iónico.
Los enlaces iónicos producen estructuras frágiles y los covalentes estructuras duras; ambas tienen puntos de fusión que van de medios a altos.
En una tabla periódica en la que los elementos aparecen clasificados por su número atómico, entre los veinte primeros se encuentran los más utilizados en cerámica. Se puede observar que todos los elementos de cada columna vertical tienen propiedades similares. La columna de la derecha está constituida por los gases inertes o nobles, cuyos átomos tienen su órbita externa totalmente cubierta. Cada elemento de la misma columna vertical contiene el mismo número de electrones en su órbita externa y puede combinarse con otros elementos según sistemas característicos.
La valencia de un elemento es el número de posibles enlaces que un átomo puede llevar a cabo con otro. El hidrógeno con 1 electrón y 1 plaza vacante es monovalente y el oxígeno que necesita 2 electrones para completar su órbita externa es bivalente.
La estructura atómica de cada elemento determina las características físicas y químicas de los compuestos a que puede dar lugar.
Dado que los electrones giran en órbita alrededor del núcleo, el átomo puede considerarse una esfera. La estructura formada por varios átomos de uno o más elementos se denomina molécula y su configuración varía según la forma de disposición de los átomos esféricos y también según su número. Cuando se forma más de una molécula, el resultado es un compuesto molecular y puede estar constituido por átomos de un solo elemento o átomos enlazados de varios elementos. Una molécula es el menor número de átomos requerido para que se mantenga la identidad química de los átomos enlazados.
Al igual que cada átomo tiene un peso atómico, cada molécula tiene un peso molecular. El tipo de enlace entre los átomos determina la naturaleza física y 30 química de los materiales terrestres. Los gases, los líquidos y los sólidos están constituidos todos ellos por estructuras atómicas. Si un sólido se calienta a la temperatura adecuada se transforma en líquido, evaporándose al alcanzar el punto de ebullición. Del mismo modo, un gas puede licuarse si se enfría y el líquido resultante solidificarse o congelarse enfilándolo todavía más.
Se conocen 104 estructuras atómicas diferentes que van desde el hidrógeno con 1 electrón hasta el kurchatovio (el elemento de descubrimiento más reciente) con 104 electrones que constituyen los 104 elementos conocidos, algunos de los cuales se designan por nombres latinos y son identificados en química mediante la letra mayúscula de su nombre: por ejemplo, hidrógeno H, oxígeno O. Los elementos se clasifican en tablas periódicas.
Los electrones giran en órbitas fijas, no superando el número de dos en la primera, 8 en la segunda y tercera, 18 en la cuarta y quinta y 36 en la sexta v séptima. Según la estructura del átomo, las órbitas pueden no estar completas.
Los átomos con 8 electrones, como los de oxígeno, tienen 2 electrones en la primera órbita y 6 en la segunda, presentando un déficit de 2 electrones. Los átomos con órbita externa incompleta son inestables y tienden a asociarse con átomos de distinta estructura a fin de adquirir los electrones suficientes para completar su órbita externa. Este proceso se denomina intercambio iónico. Cuando los átomos han modificado su estructura para conseguir la estabilidad ya no se consideran elementos, sino iones de dicho elemento. Su carga eléctrica será distinta según hayan adquirido o cedido electrones. En el caso de adquirir electrones se convertirán en aniones de carga negativa y en el caso de cederlos en cationes de carga positiva. Dado que las cargas eléctricas opuestas se atraen, se establece un enlace entre los átomos que participan en un intercambio iónico.
Si los átomos comparten un electrón, en vez de cederlo o adquirirlo, el enlace se denomina enlace covalente y es todavía más fuerte que el iónico.
Los enlaces iónicos producen estructuras frágiles y los covalentes estructuras duras; ambas tienen puntos de fusión que van de medios a altos.
En una tabla periódica en la que los elementos aparecen clasificados por su número atómico, entre los veinte primeros se encuentran los más utilizados en cerámica. Se puede observar que todos los elementos de cada columna vertical tienen propiedades similares. La columna de la derecha está constituida por los gases inertes o nobles, cuyos átomos tienen su órbita externa totalmente cubierta. Cada elemento de la misma columna vertical contiene el mismo número de electrones en su órbita externa y puede combinarse con otros elementos según sistemas característicos.
La valencia de un elemento es el número de posibles enlaces que un átomo puede llevar a cabo con otro. El hidrógeno con 1 electrón y 1 plaza vacante es monovalente y el oxígeno que necesita 2 electrones para completar su órbita externa es bivalente.
La estructura atómica de cada elemento determina las características físicas y químicas de los compuestos a que puede dar lugar.
Dado que los electrones giran en órbita alrededor del núcleo, el átomo puede considerarse una esfera. La estructura formada por varios átomos de uno o más elementos se denomina molécula y su configuración varía según la forma de disposición de los átomos esféricos y también según su número. Cuando se forma más de una molécula, el resultado es un compuesto molecular y puede estar constituido por átomos de un solo elemento o átomos enlazados de varios elementos. Una molécula es el menor número de átomos requerido para que se mantenga la identidad química de los átomos enlazados.
Al igual que cada átomo tiene un peso atómico, cada molécula tiene un peso molecular. El tipo de enlace entre los átomos determina la naturaleza física y 30 química de los materiales terrestres. Los gases, los líquidos y los sólidos están constituidos todos ellos por estructuras atómicas. Si un sólido se calienta a la temperatura adecuada se transforma en líquido, evaporándose al alcanzar el punto de ebullición. Del mismo modo, un gas puede licuarse si se enfría y el líquido resultante solidificarse o congelarse enfilándolo todavía más.
Materiales cristalinos
La forma de disposición de los átomos esféricos junto con los distintos tipos de enlace permite la formación de compuestos moleculares sólidos diferentes, dotado cada uno de ellos de una configuración específica. A esto se debe la estructura cristalina que observamos en muchos materiales, entre los cuales se incluyen los aluminosilicatos que constituyen las arcillas. Teóricamente, al menos, se supone que la estructura atómica o molecular es similar, sea cual sea la parte de un determinado compuesto sólido examinada.
Como es bien sabido, las partículas de arcilla son discos planos y su forma se debe a la estructura atómica y molecular en la cual los enlaces horizontales son muy fuertes, pero el compuesto tiende a rasgarse o quebrarse en el punto en que el patrón de enlace empieza a repetirse. La estructura de las laminillas de arcilla está formada por capas de alúmina, sílice y oxhidrilos. Un oxhidrilo es un átomo de oxígeno al cual se ha unido otro de hidrógeno formando HO, con un electrón deficitario en la órbita externa del átomo de oxígeno. Los enlaces de la alúmina, la sílice y el oxhidrilo son muy fuertes, pero en los extremos de la molécula los átomos son estables y no existe carga eléctrica residual para efectuar el enlace entre una laminilla y otra.
Cuantos más electrones giren en torno al núcleo mayor será el átomo; por tanto, los átomos de hidrógeno son muy pequeños y los de plomo muy grandes. Cuando un átomo comparte o cede un electrón disminuye de tamaño ya que puede llegar a perder una órbita completa, pero también porque los electrones restantes son atraídos hacia el interior por la carga positiva del núcleo. Los átomos pequeños se sitúan entre los de mayor tamaño, pudiendo encajar en los espacios que dejan entre sí átomos mayores estrechamente aglomerados.
Cuando un átomo adquiere electrones aumenta de tamaño. El incremento de carga eléctrica del átomo permite a los electrones girar a mayor distancia del núcleo.
Los compuestos tales como las arcillas minerales que han estado sometidos a la descomposición por la acción del agua pueden haber perdido parte de sus álcalis solubles, siendo éstos sustituidos por oxhidrilos, cuyo tamaño no es mayor que el de un átomo de oxígeno.
Como es bien sabido, las partículas de arcilla son discos planos y su forma se debe a la estructura atómica y molecular en la cual los enlaces horizontales son muy fuertes, pero el compuesto tiende a rasgarse o quebrarse en el punto en que el patrón de enlace empieza a repetirse. La estructura de las laminillas de arcilla está formada por capas de alúmina, sílice y oxhidrilos. Un oxhidrilo es un átomo de oxígeno al cual se ha unido otro de hidrógeno formando HO, con un electrón deficitario en la órbita externa del átomo de oxígeno. Los enlaces de la alúmina, la sílice y el oxhidrilo son muy fuertes, pero en los extremos de la molécula los átomos son estables y no existe carga eléctrica residual para efectuar el enlace entre una laminilla y otra.
Cuantos más electrones giren en torno al núcleo mayor será el átomo; por tanto, los átomos de hidrógeno son muy pequeños y los de plomo muy grandes. Cuando un átomo comparte o cede un electrón disminuye de tamaño ya que puede llegar a perder una órbita completa, pero también porque los electrones restantes son atraídos hacia el interior por la carga positiva del núcleo. Los átomos pequeños se sitúan entre los de mayor tamaño, pudiendo encajar en los espacios que dejan entre sí átomos mayores estrechamente aglomerados.
Cuando un átomo adquiere electrones aumenta de tamaño. El incremento de carga eléctrica del átomo permite a los electrones girar a mayor distancia del núcleo.
Los compuestos tales como las arcillas minerales que han estado sometidos a la descomposición por la acción del agua pueden haber perdido parte de sus álcalis solubles, siendo éstos sustituidos por oxhidrilos, cuyo tamaño no es mayor que el de un átomo de oxígeno.
Vidrios
Los vidrios, de los cuales son un ejemplo los barnices, difieren fundamentalmente de los sólidos en que su estructura es casual, del mismo modo que la estructura de un líquido es casual, por lo que en algunos casos se consideran líquidos superenfriados. Si un vidrio o un barniz se enfría muy lentamente se pueden formar cristales de estructura atómica regular (proceso denominado devitrificación) en el caso de que los átomos tengan tiempo de formar enlaces iónicos regulares. Al carecer de una estructura regular que permita efectuar observaciones, es preciso recurrir al análisis químico para diferenciar un vidrio de otro
Orientación de las partículas de arcilla
Las siguientes indicaciones son válidas para todas las arcillas, incluidas las porcelanas de pasta dura y blanda, la de huesos y la de Paros. Todas las arcillas están constituidas por partículas de forma plana y su plasticidad característica se atribuye a la capacidad de las laminillas de deslizarse unas sobre otras cuando se lubrican con una capa de agua. El fenómeno denominado "memoria de la arcilla", es decir la reaparición de una forma o un defecto primitivos en una pieza de arcilla acabada, se debe, al menos en parte, a la orientación de las partículas de arcilla mientras ésta está blanda y plástica. Una plancha plana, enrollada y cocida, tenderá a desenrollarse durante la cocción, mientras que una pieza torneada, sometida a presión para dotarla de lados planos, tenderá a curvarse durante la cochura. Las ilustraciones muestran la orientación de las partículas resultantes del modelado inicial y de la ulterior deformación de la arcilla.
Cuando todas las partículas están orientadas de modo que son paralelas y están formadas plásticamente, es decir, lubricadas con agua, el encogimiento que se produce durante el secado es mayor a lo ancho de la arcilla que a lo largo, ya que el agua ocupa mayor proporción del grosor de la arcilla. Un cubo de arcilla en el que todas las partículas estén orientadas horizontalmente encogerá más de arriba abajo que de un lado a otro al secar.
Aunque ésta es una consideración importante para todas las técnicas de modelado de arcilla resulta esencial en el caso de emplear arcillas de partículas finas.
El encogimiento resultante del secado, mencionado antes, es análogo al que tiene lugar cuando el agua combinada químicamente se evapora de los cristales de arcilla durante la cocción (300°-600°). Estas características son más evidentes en las arcillas de partículas finas tales cómo las porcelanas duras y blandas, la de huesos, etc., porque el número de partículas para un mismo espesor de arcilla es mayor y, por tanto, más numerosas las capas de agua.
Cuando se efectúa un vaciado, especialmente con arcillas defloculadas, las partículas se disponen paralelamente a la superficie de sedimentación. Las de la base resultarán perpendiculares a las de las superficies verticales, por lo que si la unión entre la base y la pared forma un ángulo recto las partículas reflejarán el brusco cambio de dirección, produciéndose un punto de tensión ya que prácticamente ninguna partícula se depositará en la esquina, que estará formada sólo por el contacto de los dos bordes.
Las piezas modeladas a torno presentan un patrón de orientación de las partículas similar porque éstas se sitúan perpendicularmente a la dirección de la fuerza aplicada para modelar la pieza; por tanto, cualquier pieza cerámica resultará más estable dimensionalmente si se construye mediante curvas que cambien suavemente de forma, razón por la cual la amasadura es de vital importancia para el modelado. Una orientación casual es más estable dimensionalmente que la disposición o láminas.
Cuando todas las partículas están orientadas de modo que son paralelas y están formadas plásticamente, es decir, lubricadas con agua, el encogimiento que se produce durante el secado es mayor a lo ancho de la arcilla que a lo largo, ya que el agua ocupa mayor proporción del grosor de la arcilla. Un cubo de arcilla en el que todas las partículas estén orientadas horizontalmente encogerá más de arriba abajo que de un lado a otro al secar.
Aunque ésta es una consideración importante para todas las técnicas de modelado de arcilla resulta esencial en el caso de emplear arcillas de partículas finas.
El encogimiento resultante del secado, mencionado antes, es análogo al que tiene lugar cuando el agua combinada químicamente se evapora de los cristales de arcilla durante la cocción (300°-600°). Estas características son más evidentes en las arcillas de partículas finas tales cómo las porcelanas duras y blandas, la de huesos, etc., porque el número de partículas para un mismo espesor de arcilla es mayor y, por tanto, más numerosas las capas de agua.
Cuando se efectúa un vaciado, especialmente con arcillas defloculadas, las partículas se disponen paralelamente a la superficie de sedimentación. Las de la base resultarán perpendiculares a las de las superficies verticales, por lo que si la unión entre la base y la pared forma un ángulo recto las partículas reflejarán el brusco cambio de dirección, produciéndose un punto de tensión ya que prácticamente ninguna partícula se depositará en la esquina, que estará formada sólo por el contacto de los dos bordes.
Las piezas modeladas a torno presentan un patrón de orientación de las partículas similar porque éstas se sitúan perpendicularmente a la dirección de la fuerza aplicada para modelar la pieza; por tanto, cualquier pieza cerámica resultará más estable dimensionalmente si se construye mediante curvas que cambien suavemente de forma, razón por la cual la amasadura es de vital importancia para el modelado. Una orientación casual es más estable dimensionalmente que la disposición o láminas.
Arcillas para cuerpos de gres
Algunas arcillas naturales soportan temperaturas superiores a 1.280°; su contenido en fundentes es bajo, pero alto en alúmina y sílice. En su mayoría contienen algo de hierro y otras impurezas, que resultan en un color tostado o ante tras su cocción. En las preparaciones comerciales de estas arcillas se eliminan algunas de estas impurezas.
La mayoría de los ceramistas trabajan con arcillas naturales de gres, pero integradas en cuerpos especialmente formulados para conseguir los efectos deseados. Existen proveedores comerciales de arcillas y cuerpos de los tipos más populares, entre los cuales se incluyen algunos idénticos a los utilizados por ceramistas famosos. Es preciso elegir entre uno de estos cuerpos ya preparados o una fórmula propia. La ventaja de utilizar cuerpos ya preparados es que su temperatura de cocción es, o debe ser, exactamente la indicada en el catálogo o folleto de datos técnicos. El color y la textura finales serán también los descritos por el fabricante y la preparación que requieren es muy simple. En términos culinarios, es como utilizar una base para tartas ya preparada; se evitan los desastres, pero la fórmula, al tener que satisfacer los requisitos básicos de muchas personas, carece de carácter.
Se puede modificar un cuerpo ya preparado para obtener un resultado más original o una calidad determinada. También se pueden mezclar dos o más cuerpos preparados, pero el resultado debe comprobarse antes de proceder a la elaboración de un gran número de piezas. La testificación debe incluir pruebas de barnizado y de técnicas de cocción.
Para modificar la textura de una arcilla se puede añadir arena o chamota de distintas graduaciones y tintes comerciales yü óxidos metálicos para alterar el color final. Los proveedores comerciales suelen proporcionar indicaciones acerca de la proporción de cada tinte que puede utilizarse sin problemas y en el blog del mismo autor Alfarería y Cerámica se incluyen reglas para la adición de óxidos metálicos. Debe recordarse que cuanto más alta sea la temperatura de cocción del cuerpo menor es la gama de óxidos que pueden ser usados, ya que algunos se volatilizan a temperaturas elevadas y, en general, su actividad como fundentes se incrementa al aumentar la temperatura.
En los cuerpos pueden producirse reacciones eutécticas al igual que en los barnices y, aunque en la práctica no son muy frecuentes, pueden ser la causa de algunos de los efectos inesperados resultantes de la combinación de cuerpos y colores (véase página 115).
La actividad del hierro como fundente se incrementa en las cochuras de reducción, hecho que debe tenerse en cuenta al utilizar mezclas de arcilla con contenido de hierro o al añadir óxido de hierro a un cuerpo.
En el caso de optar por un cuerpo de gres de formulación propia es preciso conocer la gama de materiales que pueden ser usados y su función en la composición del resultado final.
La mayoría de los ceramistas trabajan con arcillas naturales de gres, pero integradas en cuerpos especialmente formulados para conseguir los efectos deseados. Existen proveedores comerciales de arcillas y cuerpos de los tipos más populares, entre los cuales se incluyen algunos idénticos a los utilizados por ceramistas famosos. Es preciso elegir entre uno de estos cuerpos ya preparados o una fórmula propia. La ventaja de utilizar cuerpos ya preparados es que su temperatura de cocción es, o debe ser, exactamente la indicada en el catálogo o folleto de datos técnicos. El color y la textura finales serán también los descritos por el fabricante y la preparación que requieren es muy simple. En términos culinarios, es como utilizar una base para tartas ya preparada; se evitan los desastres, pero la fórmula, al tener que satisfacer los requisitos básicos de muchas personas, carece de carácter.
Se puede modificar un cuerpo ya preparado para obtener un resultado más original o una calidad determinada. También se pueden mezclar dos o más cuerpos preparados, pero el resultado debe comprobarse antes de proceder a la elaboración de un gran número de piezas. La testificación debe incluir pruebas de barnizado y de técnicas de cocción.
Para modificar la textura de una arcilla se puede añadir arena o chamota de distintas graduaciones y tintes comerciales yü óxidos metálicos para alterar el color final. Los proveedores comerciales suelen proporcionar indicaciones acerca de la proporción de cada tinte que puede utilizarse sin problemas y en el blog del mismo autor Alfarería y Cerámica se incluyen reglas para la adición de óxidos metálicos. Debe recordarse que cuanto más alta sea la temperatura de cocción del cuerpo menor es la gama de óxidos que pueden ser usados, ya que algunos se volatilizan a temperaturas elevadas y, en general, su actividad como fundentes se incrementa al aumentar la temperatura.
En los cuerpos pueden producirse reacciones eutécticas al igual que en los barnices y, aunque en la práctica no son muy frecuentes, pueden ser la causa de algunos de los efectos inesperados resultantes de la combinación de cuerpos y colores (véase página 115).
La actividad del hierro como fundente se incrementa en las cochuras de reducción, hecho que debe tenerse en cuenta al utilizar mezclas de arcilla con contenido de hierro o al añadir óxido de hierro a un cuerpo.
En el caso de optar por un cuerpo de gres de formulación propia es preciso conocer la gama de materiales que pueden ser usados y su función en la composición del resultado final.
Arcillas para cuerpos de gres
1 Arcilla de gres: Mineral natural resultante de la descomposición de rocas feldespáticas. Su composición y sus propiedades son variables, pero puede soportar temperautas de hasta 1.200°. Por ser una arcilla secundaría tiene un buen grado de plasticidad e incluye una gran proporción de partículas de tamaño medio.
2 Arcillas refractarias: Pueden soportar temperaturas superiores a 1.300°. Son arcillas secundarias con bajo contenido en fundentes y, por tanto, muy plásticas. Frecuentemente se encuentran asociadas con yacimientos de carbón, pudiendo entonces contener una alta proporción de partículas gruesas, lo que reduce su plasticidad.
3 Arcilla de bola: Arcilla secundaria, altamente plástica debido al pequeño tamaño de sus partículas, con un elevado índice de encogimiento durante el secado y la cocción. En estado natural puede ser azulgris o negra debido a la presencia de material orgánico, pero al cocer toma un color blanco o crema.
4 Arcilla de China: Arcilla primaria, resultante de la descomposición hidrotér-mica de la caolinita, extraída en el mismo lugar en que se ha producido la descomposición. Es blanca al cocer, refractaria y su índice de encogimiento durante el secado y la cochura es menor que el de la arcilla de bola.
5 Caolín: Muy similar a la arcilla de China, aunque en algunos casos toma un color más cálido al cocer, a causa de las impurezas, resultantes de un tipo distinto de descomposición.
6 Piedra de Comptalles: Granito parcialmente descompuesto. Contiene feldespato, mica y cuarzo y se funde a temperaturas de gres. Su color púrpura se debe a la presencia de espato flúor. Cuanto más oscuro es el color, más alto el contenido de este material y mayor su actividad como fundente.
Feldespato: Mineral natural con un alto contenido de materiales alcalinos combinados con alúmina y cuarzo. Su composición es muy variada y funde a temperaturas de gres.
8 Pedernal o cuarzo: Son fuentes de sílice. El cuarzo es una variedad natural granulada. El pedernal se obtiene calcinando y triturando los guijarros de sílice hallados en los yacimientos de creta.
9 Blanco de España: Tiza cretácea finamente molida, CaC03.
10 Chamota: El término sirve para designar arcillas o cuerpos sometidos a cocción y triturados. Pueden añadirse a un cuerpo plástico. Se gradúan por el tamaño de las partículas; por ejemplo, una chamota de graduación 30 a 60 es aquella que pasa por una criba de malla 30, pero no por una de,malla 60. Se pueden adquirir chamotas de distintas graduaciones, pero para que el color y las características físicas sean iguales a las del resto de la pieza, es preferible utilizar chamota elaborada con el mismo cuerpo empleado para la realización de la misma. Se pueden utilizar piezas estropeadas durante el bizcochado, triturándolas o moliéndolas en un molino a bolas y tamizándolas para obtener la graduación deseada. No deben usarse piezas barnizadas, a no ser que se compruebe experimentalmente que el barniz no produce alteraciones de consideración en el cuerpo ni altera el color de la pieza. La chamota reduce el encogimiento de la arcilla durante el secado y la primera cocción, pero se contrae debido a la consolidación si se cuece hasta su maduración después de ser añadida al cuerpo.
11 Bentonita: Arcilla secundaria del tipo de la montmorillonita; de gran plasticidad.
2 Arcillas refractarias: Pueden soportar temperaturas superiores a 1.300°. Son arcillas secundarias con bajo contenido en fundentes y, por tanto, muy plásticas. Frecuentemente se encuentran asociadas con yacimientos de carbón, pudiendo entonces contener una alta proporción de partículas gruesas, lo que reduce su plasticidad.
3 Arcilla de bola: Arcilla secundaria, altamente plástica debido al pequeño tamaño de sus partículas, con un elevado índice de encogimiento durante el secado y la cocción. En estado natural puede ser azulgris o negra debido a la presencia de material orgánico, pero al cocer toma un color blanco o crema.
4 Arcilla de China: Arcilla primaria, resultante de la descomposición hidrotér-mica de la caolinita, extraída en el mismo lugar en que se ha producido la descomposición. Es blanca al cocer, refractaria y su índice de encogimiento durante el secado y la cochura es menor que el de la arcilla de bola.
5 Caolín: Muy similar a la arcilla de China, aunque en algunos casos toma un color más cálido al cocer, a causa de las impurezas, resultantes de un tipo distinto de descomposición.
6 Piedra de Comptalles: Granito parcialmente descompuesto. Contiene feldespato, mica y cuarzo y se funde a temperaturas de gres. Su color púrpura se debe a la presencia de espato flúor. Cuanto más oscuro es el color, más alto el contenido de este material y mayor su actividad como fundente.
Feldespato: Mineral natural con un alto contenido de materiales alcalinos combinados con alúmina y cuarzo. Su composición es muy variada y funde a temperaturas de gres.
8 Pedernal o cuarzo: Son fuentes de sílice. El cuarzo es una variedad natural granulada. El pedernal se obtiene calcinando y triturando los guijarros de sílice hallados en los yacimientos de creta.
9 Blanco de España: Tiza cretácea finamente molida, CaC03.
10 Chamota: El término sirve para designar arcillas o cuerpos sometidos a cocción y triturados. Pueden añadirse a un cuerpo plástico. Se gradúan por el tamaño de las partículas; por ejemplo, una chamota de graduación 30 a 60 es aquella que pasa por una criba de malla 30, pero no por una de,malla 60. Se pueden adquirir chamotas de distintas graduaciones, pero para que el color y las características físicas sean iguales a las del resto de la pieza, es preferible utilizar chamota elaborada con el mismo cuerpo empleado para la realización de la misma. Se pueden utilizar piezas estropeadas durante el bizcochado, triturándolas o moliéndolas en un molino a bolas y tamizándolas para obtener la graduación deseada. No deben usarse piezas barnizadas, a no ser que se compruebe experimentalmente que el barniz no produce alteraciones de consideración en el cuerpo ni altera el color de la pieza. La chamota reduce el encogimiento de la arcilla durante el secado y la primera cocción, pero se contrae debido a la consolidación si se cuece hasta su maduración después de ser añadida al cuerpo.
11 Bentonita: Arcilla secundaria del tipo de la montmorillonita; de gran plasticidad.
Posibles modificaciones de un cuerpo de arcilla
1. Para incrementar las cualidades refractarias, aumentar la proporción de arcilla de China o el tamaño de las partículas del cuerpo.
2. Para reducir el encogimiento, cocer a temperatura más baja o añadir un poco de material precocido, como chamota refractaria.
3. Para separar las partículas de arcilla, añadir chamota gruesa o arena.
4. Para obtener un cuerpo más fino, molerlo en un molino a bolas o utilizar en su composición materiales molidos más finamente.
5. Para aumentar la vitrificación, cocer a temperatura más alta, añadir más fundentes alcalinos incrementando la proporción de feldespato o moler finamente parte del cuerpo.
6. Para incrementar la expansión térmica, añadir más cuarzo o pedernal grueso (un exceso de los mismos puede provocar agrietaduras). 7. Para reducir la expansión térmica, aumentar las proporciones de arcilla y de materiales fusibles (y, al mismo tiempo, reducir la proporción de sílice cristalina del cuerpo).
Arcillas para vidriado de sal
El vidriado de sal tiene lugar porque el sodio es un fundente muy activo que actúa sobre la sílice de la arcilla formando una capa de aluminosilicato de sodio. Esto sólo es posible a una temperatura relativamente alta, ya que la sal no se descompone por debajo de 1.120°, pero no se volatiliza realmente hasta por encima de 1.160°. El procedimiento se presta por su naturaleza a las arcillas del tipo de las de gres, especialmente a las que tienen un alto contenido de sílice.
Requiriéndose una temperatura superior a 1.160° para obtener dicha reacción. En la práctica, el vidriado que se produce a esta temperatura es bastante delgado y si sé continúa la cocción (introduciendo sal a intervalos a partir de 1.160°), el cuerpo de arcilla puede ablandarse considerablemente a medida que la reacción penetra en profundidad. Por esta razón, el vidriado de sal se limita a temperaturas ligeramente inferiores a la vitrificación del cuerpo y se continúa a intervalos hasta que se consigue la vitrificación sin deformación. La capa de barniz se controla mediante muestras de pruebas y el reflejo de una barra o varilla de metal.
Se ha comprobado que las arcillas que mejor responden al vidriado son las que contienen un 60 por ciento de sílice y un 20 por ciento de alúmina. El 20 cierto restante puede ser una mezcla de materiales cerámicos y óxidos asociados que varían de una arcilla a otra. El hierro tiende a rechazar el sodio depositado sobre la arcilla, por lo que cuanto menor sea el contenido en este material del cuerpo, más suave y brillante será el vidriado. Las arcillas de grano grueso, como las que contienen chamota, y aquellas en las que la sílice está distribuida irregularmente, como las que contienen arena, producen una textura áspera.
Las arcillas con una cantidad excesiva de sílice tienden a resquebrajarse al enfriar debido a que el cuarzo alfa revierte a cuarzo beta a 573° y la cristobalita a cristobalita alfa a aproximadamente 220°.
Requiriéndose una temperatura superior a 1.160° para obtener dicha reacción. En la práctica, el vidriado que se produce a esta temperatura es bastante delgado y si sé continúa la cocción (introduciendo sal a intervalos a partir de 1.160°), el cuerpo de arcilla puede ablandarse considerablemente a medida que la reacción penetra en profundidad. Por esta razón, el vidriado de sal se limita a temperaturas ligeramente inferiores a la vitrificación del cuerpo y se continúa a intervalos hasta que se consigue la vitrificación sin deformación. La capa de barniz se controla mediante muestras de pruebas y el reflejo de una barra o varilla de metal.
Se ha comprobado que las arcillas que mejor responden al vidriado son las que contienen un 60 por ciento de sílice y un 20 por ciento de alúmina. El 20 cierto restante puede ser una mezcla de materiales cerámicos y óxidos asociados que varían de una arcilla a otra. El hierro tiende a rechazar el sodio depositado sobre la arcilla, por lo que cuanto menor sea el contenido en este material del cuerpo, más suave y brillante será el vidriado. Las arcillas de grano grueso, como las que contienen chamota, y aquellas en las que la sílice está distribuida irregularmente, como las que contienen arena, producen una textura áspera.
Las arcillas con una cantidad excesiva de sílice tienden a resquebrajarse al enfriar debido a que el cuarzo alfa revierte a cuarzo beta a 573° y la cristobalita a cristobalita alfa a aproximadamente 220°.
