Arcilla de la formación geológica carbonera en el área metropolitana de Cúcuta: caracterización y aplicabilidad en la industria cerámica
Palabras clave:
Caracterización mineralógica, cerámicos de construcción, formación geológica carbonera, industria cerámica, propiedades tecnológicasResumen
Material arcilloso proveniente de la formación geológica carbonera, del nororiente colombiano, fue utilizado en este estudio. La caracterización de este material se realizó mediante diferentes técnicas complementarias como difracción de rayos X, fluorescencia de rayos X, espectroscopia infrarroja, dilatometría, granulometría por hidrómetro, índice de plasticidad, contenido de sulfatos solubles y de carbonatos. Adicionalmente se analizaron propiedades tecnológicas como contracciones de secado y cocción, absorción de agua, resistencia mecánica a la flexión y a la abrasión profunda, resistencia al ataque químico y evaluación de eflorescencias con el fin de establecer la aplicabilidad de este material arcilloso en la industria cerámica. Los resultados obtenidos permitieron establecer que el material contiene minerales como cuarzo, caolinita, moscovita y hematita lo que hace que sea de gran importancia en la industria cerámica. De igual forma se evidenció que este material se caracteriza por tener una fracción amorfa cercana al 23 %. El contenido de minerales filosilicatos presentes, así como la distribución granulométrica permiten la aplicabilidad de este material para la fabricación de cerámicos de construcción.
Descargas
Citas
H. Ruiz González, "Las placas cerámicas decoradas de la Antigüedad Tardía: un análisis morfológico e iconográfico de los materiales encontrados en la actual Andalucía", Arqueología y Territorio, no. 11, pp. 113-122, 2014
Y. Ito, "Las bóvedas de ladrillo fingido en la iglesia de Santiago de Peñalba y los préstamos estéticos de monumentos antiguos en el reino de León en el siglo X", Anuario del Departamento de Historia y Teoría del Arte, vol. 24, pp. 9-26, 2012
E. Galán y P. Aparicio, "Materias primas para la industria cerámica", Seminarios de la Sociedad Española de Mineralogía, 2006
D. Álvarez-Rozo, J. Sánchez-Molina, F. Corpas-Iglesias y J.F. Gelves, "Características de las materias primas usadas por las empresas del sector cerámico del área metropolitana de Cúcuta (Colombia)", Bol. Soc. Esp. Cerám. Vidr., vol. 57, no. 6, pp. 247-256, 2018. doi: 10.1016/j.bsecv.2018.04.002
J.S. Molina, J. F. Gelves y Y. Romero-Arcos, "Caracterización tecnológica y del talento humano de las empresas fabricantes de cerámica roja ubicadas en el área metropolitana de Cúcuta", Respuestas, vol. 17, no. 2, pp. 71-80, 2012
O. Flórez-Vargas, J. Sánchez y D. Blanco-Meneses, "Las arcillas de las formaciones geológicas de un área metropolitana, su uso en la industria cerámica e impacto en la economía regional", Revista EIA, vol. 15, no. 30, pp. 133-150, 2018
R. Mora-Basto, D. Torres-Sánchez, A. Chaparro-García y J. Sánchez-Molina, "Physicochemical and mineralogical properties of clays used in ceramic industry at North East Colombia", DYNA, vol. 86, no. 209, pp. 97-103, 2019. doi; 10.15446/dyna.v86n209.74291
O. Florez, J. Sánchez, F. García y J. Bautista-Ruiz, "Technological characterization of Guayabo group clays from Cúcuta-El Zulia sector for use in ceramic industry", JPhCS, vol. 1126, no. 1, pp. 012036, 2018. doi 10.1088/1742-6596/1126/1/012036
V. Cáceres, J. Sánchez-Molina, A. Chaparro-García, "Evaluation kaolinitic-illiticas clays from the guayabo formation of the Cucuta’s Metropolitan Area, Norte de Santander (Colombia)", Revista ION, vol. 30, no. 1, pp. 117-127, 2017. Universidad Industrial de Santander. doi: 10.18273/revion.v30n1-2017009
M. Quintero, Y. Acevedo, L. Illera y J. Niño, "Influencia de la molienda húmeda en el comportamiento estructural y mecánico de productos cerámicos conformados por extrusión de una arcilla del Zulia (Norte de Santander, Colombia)", Bol. Soc. Esp. Cerám. Vidr., vol. 58, no. 5, pp. 190-198, 2019. doi: 10.1016/j.bsecv.2019.01.001
L. Cely-Illera, "Raw materials for the ceramics industry from norte de santander. I. Mineralogical, chemical and physical characterization", Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia, vol. 80, pp. 31-37, 2016. doi: 10.17533/udea.redin.n80a04
J. Sánchez Molina y P. Ramírez Delgado, El cluster de la cerámica del Área Metropolitana de Cúcuta (Primera Ed). Cúcuta: Universidad Francisco de Paula Santander, 2013
S. Rozo-Rincón, J. Sánchez-Molina y J.F. Gelves-Díaz, "Evaluación de minerales alumino silicatos de Norte de Santander para fabricar piezas cerámicas de gran formato, Revista facultad de ingeniería, vol. 24, no. 38, pp. 53-61, 2015. doi: 10.19053/01211129.3158
J.F. Gelves, J. Molina y G. Rodríguez, "Comportamiento de las arcillas del área metropolitana de Cúcuta sometidas a proceso de moldeo por extrusión", Respuestas, vol. 14, no. 2, pp. 32-38, 2009
Metodología de análisis, Capítulo 5: litología y estructura geológica. 2021. [En línea]. Disponible en: http://desastres.medicina.usac.edu.gt/documentos/docgt/pdf/spa/doc0101/doc0101-parte05.pdf
Instituto Colombiano de Geología y Minería Ingeominas, Geología de las planchas 98-Durania y 99-Villa del Rosario, Norte de Santander – Colombia. 2011. [En línea]. Disponible en:https://recordcenter.sgc.gov.co/B13/23008010024473/documento/pdf/2105244731101000.pdf.
International Centre for Diffraction Data. (s.f.). Productos PDF-2. [En línea]. Disponible en: https://www.icdd.tWrwg5guV9IKK0aAuRMEALw_wcB
V. I. Cáceres, A. Chaparro García y J. Sánchez Molina, Caracterización de materiales arcillosos y su potencial aplicación en la industria cerámica. (Primera Ed.) Colombia: UNIPAMPLONA, 2021
M. Eloussaief, N. Kallel, A. Yaacoubi, and M. Benzina, "Mineralogical identification, spectroscopic characterization, and potential environmental use of natural clay materials on chromate removal from aqueous solutions", Chemical Engineering Journal, vol. 168, no. 3, pp. 1024–1031, 2011
American Society for Testing and Materials, ASTM D422-63 Standard Test Method for Particle-Size Analysis of Soils. West Conshohocken, PA, EE.UU.: ASTM International, 2007
P. Valencia y D. Huertas, "Análisis de granulometría por hidrómetro y un método automatizado para suelos bentóniticos". Trabajo de grado. Universidad Católica de Colombia, Bogotá D.C., 2018
Norma ASTM D4318, Método de Ensayo Estándar para Límite Líquido, Límite Plástico e Índice de Plasticidad de Límite Líquido, Límite Plástico e Índice de Plasticidad de Suelos. 2015. [En línea]. Disponible en: https://ensayosdelaboratoriosuelos.files.wordpress.com/2015/12/traduccic3b3n-astm-d4318.pdf
V. Cáceres, J. Sanchez Molina and A. García, "Development and validation of an analytical method for the extraction and quantification of soluble sulfates in red clay", Ceramica, vol. 61, no. 359, pp. 277-284, 2015. doi: 10.1590/0366-69132015613591924
American Society for Testing and Materials. (2003). ASTM C326-03. Standard test method for drying and firing shrinkages of ceramic whiteware clays.
Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, NTC 4321-3 Baldosas cerámicas. Parte 3. Método de ensayo para determinar la absorción de agua, porosidad aparente, densidad relativa aparente y densidad aparente. Bogotá D.C.: Editorial ICONTEC, 2005
Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, NTC 4321-4 Baldosas cerámicas. Parte 4: Método de ensayo para determinar el módulo de rotura y la resistencia a la flexión. Bogotá D.C.: Editorial ICONTEC, 2005
Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, NTC 4321-6 Baldosas cerámicas. Parte 6. Método de ensayo para determinar la resistencia a la abrasión profunda en baldosa no esmaltadas. Bogotá D.C.: Editorial ICONTEC; 2005
AENOR. Asociación Española de Normalización y Certificación, Norma Española Experimental UNE 67:029 EX. Ladrillos cerámicos de arcilla cocida: Ensayo de Eflorescencia. Madrid – España: AENOR. 1995
Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, NTC 4321-13 Baldosas cerámicas. Parte 13. Método de ensayo para determinar la resistencia química, Bogotá D.C.: Editorial ICONTEC; 2005
CH. Lung-Chin, Z. Arifin-Ahmad, S. Seng-Sow, "Relationship between the thermal behaviour of the clays and their mineralogical and chemical composition: Example of Ipoh, Kuala Rompin and Mersing (Malaysia), Applied Clay Science, vol. 0169-1317, 2017. doi: 10.1016/j.clay.2017.03.037
R. L. Mora Basto, Caracterización de arcillas provenientes de la mina murano del municipio el Zulia, Norte de Santander, Colombia: Universidad de Pamplona, 2015
J. D. Santos Amado, P. Y. Malagón Villafrades y E. M. Córdoba Tuta, "Caracterización de arcillas y preparación de pastas cerámicas para la fabricación de tejas y ladrillos en la región de Barichara, Santander", DYNA, vol. 78, no. 167, pp. 0012-7353, 2011
J. Madejová "FTIR techniques in clay mineral studies", Vibrational Spectroscopy. vol. 31, no. 1, pp. 0924-2031, 2003. doi: 10.1016/S0924-2031(02)00065-6
J.D. Russell, A.R. Fraser, "Infrared methods. In: Wilson, M.J. (eds) Clay Mineralogy: Spectroscopic and Chemical Determinative Methods", Springer, Dordrecht. 1994. doi: 10.1007/978-94-011-0727-3_2
H. W. van der Marel, R. Van Der Marel y H. Beutelspacher, Atlas of infrared spectroscopy of clay minerals and their admixtures. Elsevier Scientific Pub. Co, 1976
N. V. Chukanov, Infrared spectra of mineral species: extended library. Springer Science & Business Media, 2014
S. Selmani, N. Essaidi, F. Gouny, Bouaziz, E. Joussein, A. Driss, S. Rossignol, "Physical-chemical characterization of Tunisian clays for the synthesis of geopolymers materials", Journal of African Earth Sciences, vol. 103, pp. 113–120, 2015. doi: 10.1016/j.jafrearsci.2014.12.009.
A. Tironi, M. A. Trezza, A. N. Scian and E. F. Irassar, "Kaolinitic calcined clays: Factors affecting its performance as pozzolans", Construction and Building Materials, vol. 28, no. 1, pp. 276–281, 2012. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2011.08.064
O. Castelein, B. Soulestin, J. Bonnet y P. Blanchart, "The influence of heating rate on the thermal behaviour and mullite formation from a kaolin raw material", Ceramics International, vol. 27, np. 5, pp. 517-522, 2001.doi: 10.1016/S0272-8842(00)00110-3
A. J. Leonard, "Structural analysis of the transition phases in the kaolinite mullite thermal sequence", Journal of the American Ceramic Society, vol. 60, no. 1, 2, pp. 37-43, 1977. doi: 10.1111/j.1151-2916.1977.tb16089.x
A. Barba, V. Beltrán, C. Felíu, J. García, F. Ginés, E. Sánchez, V. Saenz, Materias primas para la fabricación de soportes de baldosas cerámicas. Segunda ed. Castellón: Instituto de Tecnología Cerámica, 2002
D. Alvarez-Rozo, J. Sánchez Molina y J.F. Gelves, "Influence of raw materials and forming technique in the manufacture of stoneware ceramic", Ingeniería y competitividad, vol. 19, no. 2, pp. 93-105, 2017
M. Fernández Bajo, Manual sobre fabricación de baldosas, tejas y ladrillos. Beralmar. Universidad Politecnica de Madrid, España, 2000
S. Fadil Djenabou, P. D. Ndjigui and J. A. Mbey, "Mineralogical and physicochemical characterization of Ngaye alluvial clays (Northern Cameroon) and assessment of its suitability in ceramic production", Journal of Asian Ceramic Societies, vol. 3, no. 1, pp. 50-58, 2015. doi: 10.1016/j.jascer.2014.10.008
Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, NTC 919 Baldosas Cerámicas. Definiciones, Clasificación, Características y Rotulado. Bogotá D.C.: Editorial ICONTEC; 2005
