La plasticidad en la pasta cerámica: ¿cómo trabajar con masas poco plásticas?

¿Qué tiene la arcilla para que podamos darle formas imposibles, estirarla hasta el infinito y hacerla cada vez más delgada? Y todo ello sin que se rompa. Esta propiedad se llama plasticidad y es lo que nos conquistó de la cerámica en primer lugar.

Sin embargo, la industria cerámica ha evolucionado mucho desde esos tiempos en los que solo se podía fabricar con unos tipos de arcilla muy precisos, que tenían la plasticidad perfecta para conformar el soporte cerámico. Hoy vemos en el mercado productos con otras materias primas mucho más exigentes y, aun así, somos capaces de darles la forma que deseemos. ¿Cómo lo conseguimos?

La respuesta está en los avances científicos, que han permitido desarrollar aditivos cerámicos sofisticados y eficaces y maquinaria basada en las tecnologías más punteras. Gracias a ambos, la industria cerámica no debe limitarse a unas pocas fórmulas establecidas y tiene a su alcance muchas más oportunidades de creación y personalización.

En este artículo haremos un breve repaso de qué es la plasticidad y cómo afecta a la pasta cerámica, centrándonos en aquellas masas que, por su baja plasticidad, son especialmente exigentes. Veremos los problemas a los que se puede enfrentar un productor para trabajar con este tipo de pasta y presentaremos algunas soluciones.

¿Qué es la plasticidad y cómo afecta a la cerámica?

Por un momento, volvamos a sentarnos en nuestro pupitre del instituto y recordemos el libro de física y química. Seguramente este incluiría una definición parecida a esta: la plasticidad es la capacidad de un cuerpo para admitir una deformación sin volver al estado inicial y sin quebrarse. Es decir, gracias a la plasticidad podemos moldear un objeto, dándole la forma que deseemos sin que se rompa.

En este punto, es importante diferenciar la plasticidad de la elasticidad: un objeto elástico vuelve al estado inicial cuando deja de aplicarse una fuerza. En cambio, la plasticidad hace que el objeto se deforme permanente e irreversiblemente.

Por este motivo, en la industria cerámica es tan importante tener en cuenta la plasticidad, una propiedad clave para el conformado de materiales muy diferentes. Desde las masas más plásticas, como la de los ladrillos, hasta los materiales menos plásticos (y, por tanto, difíciles de trabajar), como los que conforman la cerámica técnica o incluso otros materiales, como los abrasivos.

Factores que afectan a la plasticidad de la cerámica

La plasticidad es una propiedad compleja que depende de una variedad de factores, incluyendo el tipo de material, su estructura interna y las condiciones bajo las cuales se aplica la deformación. En gran medida, la plasticidad de un material se ve afectada por el tamaño y forma de las partículas que lo componen, así como de la mineralogía y de la presencia de impurezas en la matriz.

En el caso de la arcilla, el carácter electrolítico de sus partículas planas juega un papel crucial en otorgarle su alta plasticidad. La interacción entre las partículas de arcilla y el agua permite que la arcilla sea moldeable y retenga su forma una vez que se seca. Como veremos a continuación, esto no ocurre con otros tipos de materiales, por lo que para otorgarles la plasticidad exigida debemos ayudarnos necesariamente de aditivos químicos específicos.

Tipos de pasta cerámica según su plasticidad

Como hemos dicho, la plasticidad varía notablemente en función de la materia prima utilizada. De hecho, incluso existen arcillas con diferentes grados de plasticidad (y que, por lo tanto, presentan propiedades muy distintas).

Debido a esta gran disparidad, no hay unos estándares claros que establezcan los diferentes tipos de pasta cerámica según su plasticidad. Aun así, podemos decir que, en general, cuanto mayor contenido en materiales grasos (como la arcilla) mayor plasticidad tendrá una masa.

En todo caso, lo importante es alcanzar un equilibrio entre los materiales más y menos plásticos para poder dar a la pieza la forma deseada sin que se deforme excesivamente durante la fase de cocción.

Propiedades de la pasta cerámica poco plástica

Centrándonos en las pastas cerámicas poco plásticas, podemos distinguirlas por ciertas características:

• Trabajabilidad: Las pastas cerámicas poco plásticas son más difíciles de trabajar, porque no soportan deformaciones sin romperse o agrietarse.
• Absorción de agua: En general, la pasta cerámica de baja plasticidad absorbe menos agua. Esto significa que pueden requerir menos agua para amasarlas y pueden secarse más rápido.

En resumen, una pasta cerámica poco plástica tiene más fragilidad y dificultades para darle forma.

¿Dónde se utilizan pastas cerámicas poco plásticas?

A pesar de que, como hemos visto, la cerámica con poca plasticidad es más difícil de trabajar, en algunas aplicaciones es necesario utilizar materiales poco plásticos, lo que se traduce obligatoriamente en masas poco plásticas. Veamos a continuación algunos de estos campos y cómo trabajarlos:

Cerámica técnica:

En la cerámica técnica se engloban todos aquellos materiales cerámicos destinados a aplicaciones tecnológicas. Se utilizan, por ejemplo, en la industria automotriz y aeroespacial, en sensórica o en medicina.

Como podrás imaginar, debido al gran abanico de aplicaciones de la cerámica técnica, se utilizan materiales muy diferentes, según el uso concreto al que vaya destinada la pieza. Por simplificar, diremos que en este campo se suelen utilizar polvos cerámicos con un solo componente o muy pocos a la vez, aunque la gama de materiales disponibles es muy amplia: alúmina, carburo de silicio, óxido de zirconio… Según el material elegido, la masa tendrá unas propiedades u otras, pero en general todas tienen en común que su plasticidad es tan baja que no podrían trabajarse sin los aditivos químicos adecuados.

Además, las técnicas de conformado utilizadas en este campo también son muy heterogéneas. Por ejemplo, se le puede dar forma por prensado isostático, moldeo por inyección, control numérico computacional (CNC), film casting o por extrusión. Más razones para necesitar un aditivo químico personalizado para cada necesidad.

En el último apartado del artículo te mostramos algunas de nuestras soluciones más demandadas, pero te recomendamos consultar con nuestro equipo técnico para valorar la solución más adecuada para tu caso en concreto.

Materiales abrasivos:

Los abrasivos se usan para pulir otros materiales. En su fabricación se utiliza una mezcla de materiales muy duros (como el carburo de silicio, la alúmina o el nitruro de boro), que se incluyen en una matriz. Es precisamente la fricción de estos materiales duros las que facilitan el pulido de la superficie a tratar.

Sus aplicaciones en la industria son numerosas y vienen determinadas por el tipo de material utilizado. Al igual que ocurre con la cerámica técnica, estos pueden ser muy variados, por lo que para acertar en el tratamiento adecuado hay que conocer muy bien los materiales y su comportamiento.

Otros:

Es importante no olvidar lo dicho al principio del artículo: la plasticidad de una masa depende en gran medida de las materias primas utilizadas. Por este motivo, también en otros campos, incluso en aquellos donde la pasta cerámica suele tener bastante plasticidad, como en azulejo y sanitario, nos podemos encontrar con la necesidad de trabajar con pastas cerámicas poco plásticas. Obviamente, esto ocurre únicamente en casos particulares, cuando, ya sea por un desabastecimiento de materias primas o por requisitos especiales de la aplicación, se opte por utilizar materiales poco plásticos.

Pese a las dificultades que entraña el conformado de masas poco plásticas, también para estos casos existe una solución química que te facilitará el trabajo.

¿Cómo mejorar la plasticidad de la pasta cerámica?

A continuación, te presentamos algunos de nuestros aditivos químicos más buscados para mejorar la plasticidad de la pasta cerámica:

• Ligantes temporales: Aditivos como los pertenecientes a la familia OPTAPIX mitigarán la falta de plasticidad aportando un mayor poder ligante.
• Auxiliares de prensado y plastificantes: en cambio, la familia ZUSOPLAST facilitará el conformado de la pieza.

Como hemos visto, trabajar con pastas cerámicas poco plásticas no es fácil. De hecho, sin los aditivos adecuados en algunos casos sería directamente imposible. Pero con solo unas gotas de química la situación cambia por completo. Gracias a esta ciencia, es posible trabajar eficazmente con cualquier tipo de material, por poco plástico que sea, así que no descartes un proyecto por requerir materiales poco plásticos. Consúltanos y te ayudaremos a encontrar la solución más adecuada para tus necesidades productivas.

Recuerda que en este artículo únicamente te hemos presentado algunas recomendaciones generales pero la eficacia de la fórmula variará según los materiales utilizados y el proceso de conformado. Por este motivo, desde Zschimmer & Schwarz adaptamos a ti y a tus necesidades nuestras soluciones químicas personalizadas. Contacta directamente con nuestros expertos para que te ayuden a encontrar la solución más apropiada para ti.