Estrategias de la tipología de Assis Rosa utilizadas y sus efectos

As argilas são a principal matéria prima usada na fabricação de blocos cerâmicos e o conhecimento de sua natureza é de fundamental importância. As indústrias de cerâmica vermelha

empregam duas ou mais argilas para a obtenção de uma massa com características desejadas, geralmente distinguem-se dois tipos de argila: argila branca e argila vermelha (BASTOS, 2003).

Para produção de blocos cerâmicos é importante, antes de qualquer coisa, fazer a escolha da jazida ideal, pois alguns fatores como, teor de argila, composição granulométrica, profundidade da barreira e umidade podem influenciar no resultado do produto final. No Brasil a extração é realizada a céu aberto e geralmente as empresas possuem suas próprias jazidas. A extração é feita com retroescavadeiras e escavadeiras e o transporte da jazida para a fábrica é realizado através de caminhões basculantes (BASTOS, 2003).

As argilas devem ser estocadas por um longo período a céu aberto, obtendo-se com isso características adequadas ao seu processamento. Essa prática chama-se de sazonamento, é muito comum desde a antiguidade, pois os processos de intemperismo provocam o alívio de tensões dos blocos de argila, melhoram sua plasticidade e homogeneízam a umidade, entre outros fatores (ABC, 2002, apud BASTOS, 2003, p. 10).

Os diferentes tipos de argila são separados em montes, em função de suas características, como por exemplo, a plasticidade. É recomendável que a argila, após o sazonamento, seja transportada para um pátio coberto ou coberta com lona, evitando assim o excesso de umidade ou seu ressecamento. O material então é transportado para dar entrada no processo (BASTOS, 2003).

A plasticidade é uma característica que interfere na qualidade dos blocos cerâmicos, é essencialmente resultante das forças de atração entre partículas de argilominerais e a ação lubrificante da água entre as partículas (CAMPREGHER, 2005). Segundo PIZATTO (2001 apud BITENCOURT, 2004, p. 6), “a plasticidade da argila varia de acordo com a quantidade de água, logo, a argila seca tem plasticidade nula. Molhando-a, vai adquirindo plasticidade até um máximo e adicionando mais água, as lâminas se separam e a argila perde a plasticidade para se tornar um líquido viscoso. O ponto em que se limitam essas fases, ou seja, quando a argila não mais se desagrega, porém ainda é pegajosa, é chamado de ponto de maior plasticidade. Esse ponto varia de acordo com a argila e as substâncias que alteram a plasticidade são as seguintes:

a) Aumentam a plasticidade: o carbonato de sódio, hidróxido de sódio, tanino, silicatos. b) Diminuem a plasticidade: o ar, o calor, adição de produtos para desengordurar e a areia”.

Todos os fatores que aumentam a plasticidade (o que é bom), também aumentam a retração (o que é ruim), assim sendo, no processo de moldagem dos produtos cerâmicos, deve-se adicionar à argila menor quantidade possível de água (PIZATTO, 2001, apud BITENCOURT, 2004, p. 6).

Os blocos cerâmicos (blocos de vedação, blocos portantes, tijolos maciços, tijolos estruturais) são fabricados pelo processo de extrusão (BITENCOURT, 2004). “O fluxograma mostrado na Figura 5 representa as etapas de produção de uma fábrica de blocos cerâmicos, desde as matérias-primas (no caso de duas argilas) até a comercialização. O processo de produção consiste basicamente das etapas de: preparação da argila, extrusão, secagem e sinterização” (DOS SANTOS, 2001, apud BITENCOURT, 2004, p.7).

Figura 5 - Fluxograma do processo produtivo de blocos cerâmicos.

Fonte: BITENCOURT, 2004.

(a) Preparação da argila

O objetivo da preparação da argila e da massa é obter, sempre, uma mistura homogênea, com características constantes e umidade adequada para o determinado método de conformação utilizado (GOODSON, 1962, apud BASTOS, 2003, p. 10).

“O processo de preparação da matéria prima consiste da dosagem (formulação) e mistura das argilas. A dosagem das argilas deve ser feita de forma a promover uma pasta que atenda determinadas características para uma boa moldagem, secagem e queima. A formulação da massa pode influenciar nas características finais do bloco (tijolo), como a resistência mecânica” (RIZZATTI, 2003, apud CAMPREGHER, 2005, p. 24). A dosagem pode ser feita através da medida de conchadas da retroescavadeira ou através de caixões alimentadores, controlando a abertura dos mesmos. Estes dois métodos consistem em dosagem por volume, sendo o segundo um pouco mais eficiente. Outro método mais preciso é fazer a dosagem por massa através de caixões alimentadores com controle de peso (BASTOS, 2003).

(b) Extrusão

Após as argilas serem misturadas, e se necessário, laminadas para eliminar bolhas de ar e umidificadas, a moldagem dos blocos cerâmicos é feita em uma extrusora, conhecida também como maromba, que tem como finalidade principal dar forma ao bloco (CAMPREGHER, 2005) (BITENCOURT, 2004).

“Na extrusora existe uma rosca sem fim que impulsiona a massa cerâmica, forçando-a passar por uma chapa de aço perfurada, lançando-a dentro de uma câmara de vácuo. Da câmara de vácuo, a massa é removida por outra rosca sem fim que a arrasta através de uma matriz de aço, denominada de boquilha, onde a massa recebe a forma do bloco cerâmico. Porém, esse processo é contínuo, sendo necessário um corte (manual ou automático) no tamanho desejado” (DOS SANTOS, 2001, apud BITENCOURT, 2004, p. 8).

“A plasticidade da massa cerâmica interfere na qualidade final dos produtos extrudados. Para isso, deve-se sempre que possível, extrudar as massas na zona de máxima plasticidade, evitando situações desvantajosas em termos de extrusão” (RIBEIRO et al., 2003 apud BITENCOURT, 2004, p.8).

(c) Secagem

Logo após a extrusão e corte, os blocos cerâmicos apresentam uma umidade de 20 a 25%, que é reduzida para 6 a 10% durante o processo de secagem (BITENCOURT, 2004).

O processo de secagem é uma operação importante na fabricação dos produtos cerâmicos, pois é o momento em que ocorre a remoção da água através dos poros pelo processo de evaporação. Se a argila for levada ainda úmida para o forno, a umidade interior ficará retida pela crosta externa. Nesta operação é retirada unicamente a água agregada, ou de amassamento, que resta na massa após a extrusão, deixando uma pequena percentagem, necessária para manter a resistência do bloco para o seu manuseio (CAMPREGHER, 2005).

A secagem deve ser lenta e uniforme, a fim de que a água seja eliminada igualmente de toda massa de forma gradual (CAMPREGHER, 2005). Uma programação de secagem demasiadamente rápida pode causar retração diferencial e ocasionar a formação de trincas (NORTON, 1973).

Basicamente existem dois tipos de secagem; a natural, onde as peças são deixadas ao ar livre ou em pátios cobertos; e a artificial, em que as peças são colocadas dentro de secadores, onde recebem ventilação forçada e ar quente para auxiliar a extração da umidade (BITENCOURT, 2004).

(d) Sinterização

Só após secagem, o bloco cerâmico pode passar pela etapa de sinterização, que é a etapa mais importante do processo de produção de peças cerâmicas, pois oferece ao produto suas características finais como resistência mecânica e cor (NORTON, 1973).

Neste processo, uma série de transformações físicas e químicas ocorre quando as argilas são submetidas ao calor. A temperatura de sinterização dos blocos é da ordem de 750 a 900ºC, sendo utilizados fornos para tal operação (BITENCOURT, 2004).

Existem três tipos de fornos para esta operação: forno intermitente, forno contínuo de câmara ou semicontínuo e Forno contínuo tipo túnel (BASTOS, 2003).

Os fornos intermitentes são os mais simples, devendo ser cozido um lote de cada vez. Estes apresentam muitos inconvenientes, como elevado consumo de combustível e uso de mão-de-obra, e o desgaste da estrutura, devido variações sucessivas de calor e frio. Apresentam, porém vantagens como o baixo custo de instalação e de execução (VERÇOZA, 1987, apud BIOLO, 2005, p.38).

Os fornos semicontínuos mais utilizados são do tipo Hoffman. Este normalmente é dividido em compartimentos, denominados poços ou câmeras. A queima se dá poço a poço. Isto é, enquanto um poço está queimando, os posteriores estão na fase de aquecimento, aproveitando o calor da queima, e os anteriores estão resfriando como uso de ar ambiente (MANFREDINI E SATLER, 2003, apud BIOLO, 2005, p. 38).

Nos fornos tipo túnel, os ciclos de aquecimento e resfriamento ocorrem de forma continua sem interrupção para descarga ou carregamento das peças. Assim, enquanto uma vagoneta com um lote de peças esta chegando ao final do ciclo, outra vagoneta, com uma quantidade igual, está iniciando o ciclo, sem descontinuidade do processo (MANFREDINI E SATLER, 2003, apud BIOLO, 2005, p. 39).

Durante o processo de sinterização, as partículas se unem, reduzindo a porosidade. A força motriz é conseguida pela diminuição da energia superficial total, devida ao contato e crescimento dos grãos. Os átomos dos grãos pequenos são transferidos para os maiores através de difusão ao longo dos contornos dos grãos ou entre as partículas, substituindo os poros por material sólido (VAN VLACK, 1964, apud BITENCOURT, 2004, p. 9).

É importante considerar as velocidades de aquecimento, de resfriamento e o tempo de permanência na temperatura máxima (patamar), pois um elevado gradiente térmico no produto pode ocasionar trincas e isso deve ser evitado (FERNANDES, 2002, apud CAMPREGHER, 2005, p.24).

De acordo com Biolo (2005) resumidamente, as transformações físicas e químicas que ocorrem durante o processo de sinterização são:

- Até 200ºC: eliminação da água higroscópica ou residual e da água interfoliar ou zeólita; - De 350 a 650ºC: combustão das substâncias orgânicas e dissociação dos sulfetos com liberação de CO2 e SO2;

- De 600 a 800ºC: colapso do retículo dos argilominerais com liberação de água de constituição; - De 800 a 950ºC: decomposição dos carbonatos com liberação de CO2;

- De 900 a 1000ºC: reações da sílica e da alumina com outros elementos e formação de silicoaluminatos complexos que conferem ao corpo cerâmico as propriedades físico-mecânicas características;

- Acima de 1000ºC: amolecimento e fusão dos silicoaluminatos com formação de uma fase vítrea que, englobando as partículas menos fusíveis, confere ao corpo cerâmico, dureza, compactação, impermeabilidade e resistência mecânica característica.