TY - GEN 
TI - Caracterización de materiales arcillosos y su potencial aplicación en la industria cerámica
AU - Cáceres, Vivianne Isel
AU - Chaparro, Amanda
AU - Sanchez Molina, Jorge
AB - El Área Metropolitana de Cúcuta se encuentra privilegiada por poseer formaciones
arcillosas de excelente calidad, lo que ha permitido dar origen a uno de los sectores más
significativos de la región: la industria cerámica, dedicada a la fabricación de productos a
base de arcilla, de los que se destacan los materiales de la construcción. Los depósitos
de minerales arcillosos en el departamento de Norte de Santander son aproximadamente
de 2196 km2 lo que corresponden al 10,1 % de la extensión departamental. Otro factor
significativo en esta industria es la mano de obra cualificada que tienen las empresas,
este arte ha sido tradición de las familias Nortesantandereanas, el conocimiento se ha
transmitido por generaciones y se ha ido fortaleciendo a través de capacitaciones
generadas por diferentes instituciones. Ésta industria tiene en la actualidad 27 empresas
asociadas en Induarcillas , lo que la convierte en una de las principales alternativas
económicas para la región, la participación que ocupa en las exportaciones realizadas por
el departamento de Norte de Santander ha ido variando debido a los problemas propios
que se presentan en la frontera. El hecho de que se tengan problemas económicos y
sociales en la frontera, ha obligado en la actualidad a las empresas a conquistar nuevos
mercados con productos de excelente calidad y con valores agregados, debido a ésta
necesidad se requiere aprovechar al máximo las propiedades que tienen las arcillas de la
región, pero para lograr este objetivo se necesita adquirir conocimiento en la estructura,
composición y comportamiento de estas materias primas, las investigaciones que se han
venido realizando en la región en esta área buscan aportar a lograr este objetivo.
En este trabajo se caracterizó física, química, térmica, mineralógica y tecnológicamente
tres materiales arcillosos provenientes de la Formación Guayabo, León y Carbonera del
Área Metropolitana de Cúcuta, para ello se seleccionó una mina de cada formación. La
caracterización mineralógica se realizó mediante difracción de rayos (DRX) y
espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FTIR), para la composición
química se aplicó la técnica de fluorescencia de rayos X (FRX), el comportamiento térmico
se analizó a través de dilatometría, calorimetría diferencial de barrido (DSC) y análisis
termogravimétrico (TGA) y la potencial aplicación en cerámica se evaluó con base en las
propiedades físico-cerámicas y tecnológicas, para esto se conformaron probetas por el
proceso de extrusión, pasando por las diferentes etapas a nivel de laboratorio: secado y
cocción en condiciones constantes, tratando de simular el proceso industrial de
fabricación de un producto cerámico tradicional.
El análisis mineralógico determinó que las principales fases cristalinas en las muestras
fueron cuarzo, caolinita, moscovita y hematita, lo que indican que son arcillas illitas –
caolinitas. Así mismo, el análisis químico indicó la presencia principalmente de Si, Al, Fe
y K. Los resultados por espectroscopia infrarroja confirmaron la presencia de los grupos
funcionales de los minerales, tales como, cuarzo, hematita, caolinita y de los
aluminosilicatos. Los análisis térmicos indicaron las transformaciones químicas y físicas
que sufren los materiales arcillosos cuando son sometidos a un proceso de calentamiento,
como deshidrataciones de agua absorbida y adsorbida, deshidroxilaciones de los
minerales arcillosos, descomposición de materia orgánica y formación de nuevas fases
como la mullita. Con la información obtenida de DRX y FTIR se determinó que la caolinita
contenida en la muestra estaba estructuralmente ordenada. Los análisis físico-cerámicos
indicaron que las muestras eran de plasticidad media, excepto la muestra de la Formación
León, la cual era altamente plástica; esto se vio evidenciado en las perdidas de masa y en
la contracción lineal.
En los análisis tecnológicos las muestras cocidas bajo los parámetros de la curva de
cocción presentaron mejores propiedades en comparación a las muestras cocidas bajo
los parámetros de la curva de cocción sugerida por el CIMAC. Las muestras de la
Formación Guayabo y Formación carbonera son aptas para elaborar baldosas del grupo
AII, mientras que la muestra de la Formación León es apta para elaborar baldosas de baja
absorción de agua (grupo AI) como los soportes del porcelanato. Es importante resaltar
que todas las muestras cocidas bajo los parámetros de la curva de cocción diseñada
presentaron la fase mullita, que no suele ser muy común en los productos de arcilla roja, y
es un indicador que demuestra que se llevó a cabo un buen proceso de cocción.
La información obtenida en esta investigación permitió conocer las propiedades físicocerámicas,
tecnológicas, el comportamiento térmico y la composición química y
mineralógica de forma general del material arcilloso de la región, ya que se analizaron
diferentes muestras del Área Metropolitana de Cúcuta , lo que permite ser un precedente
para futuras investigaciones con el fin de optimizar los procesos de fabricación de
productos cerámicos para la construcción y de esta manera darle valor agregado, y a su
vez permita evaluar su aptitud de uso en los diferentes campos de utilización de este
material tan valioso.
DA - 2021
KW - Material arcilloso
KW - Caracterización físico-cerámico
KW - Dilatometría.
PB - Universidad de Pamplona
UR - https://repositorio.ufps.edu.co/handle/ufps/6398
ER -