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UNIVERSIDADE*FEDERAL*DE*SÃO*CARLOS*
CENTRO*DE*CIÊNCIAS*EXATAS*E*TECNOLOGIA*
DEPARTAMENTO*DE*ENGENHARIA*DE*MATERIAIS*
*
*
*
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!
ANÁLISE!QUALITATIVA!DOS!FATORES!CONTRIBUINTES!
PARA!O!EMPENO!DIFERIDO!EM!PISOS!DO!TIPO!
PORCELANATO!ESMALTADO!
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ALUNO:*LUIS*HENRIQUE*OKUSU*
ORIENTADOR:*PROF.*DR.*ANSELMO*ORTEGA*BOSCHI*
*
SÃO*CARLOS,*JANEIRO*DE*2013*
! 2!
SUMÁRIO!
!
1.RESUMO_____________________________________________________________________PÁGINA!4!
2.!OBJETIVOS__________________________________________________________________PÁGINA!5!
3.!INTRODUÇÃO_______________________________________________________________PÁGINA!5!
! 3.1!O!SETOR___________________________________________________________PÁGINA!5!
! 3.2!REVISÃO!BIBLIOGRÁFICA!E!CONCEITOS_______________________PÁGINA!6!
! 3.3!PLACAS!CERÂMICAS!___________________________________________!PÁGINA!10!
! 3.4!O!PORCELANATO_______________________________________________!PÁGINA!12!
! 3.5!MATÉRIASCPRIMAS_____________________________________________PÁGINA!12!
! 3.6!O!PROCESSO!DE!FABRICAÇÃO_________________________________PÁGINA!14!
! ! 3.6.1!MINERAÇÃO___________________________________________PÁGINA!15!
! ! 3.6.2!MOAGEM!VIA!ÚMIDA_________________________________PÁGINA!16!
! ! 3.6.3!ATOMIZAÇÃO_________________________________________!PÁGINA!18!
! ! 3.6.4!PRENSAGEM!E!SECAGEM____________________________!PÁGINA!19!
! ! 3.6.5!ESMALTAÇÃO_________________________________________PÁGINA!20!
! ! 3.6.6!QUEIMA________________________________________________PÁGINA!21!
! ! 3.6.7!RETÍFICA______________________________________________!PÁGINA!24!
! ! 3.6.8!CONTROLE!DE!QUALIDADE!E!CLASSIFICAÇÃO____!PÁGINA!24!
! ! 3.6.9!EMBALAGEM!E!EXPEDIÇÃO_________________________!PÁGINA!25!
4.!O!PROBLEMA!DO!EMPENO______________________________________________!PÁGINA!25!
! 4.1!MEDINDO!O!EFEITO____________________________________________!PÁGINA!26!
! 4.2!RESULTADOS!E!CAUSAS!PROVÁVEIS__________________________PÁGINA!27!
! 4.3!ALÍVIO!DE!TENSÕES!RESIDUAIS_______________________________PÁGINA!30!
! 4.4!EXPANSÃO!POR!UMIDADE_____________________________________PÁGINA!33!
5.!CONCLUSÕES_____________________________________________________________!PÁGINA!36!
6.!MINIMIZANDO!O!PROBLEMA___________________________________________!PÁGINA!37!
7.!SUGESTÕES!PARA!TRABALHOS!POSTERIORES________________________PÁGINA!37!
8.!BIBLIOGRAFIA____________________________________________________________PÁGINA!38!
! 3!
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! ! ! ! ! Meus! sinceros! agradecimentos! à! todos! que!participaram!da!minha!vida!acadêmica!e!aos!que!estiveram!ao!meu!lado!durante!esta! jornada,! motivando,! incentivando,! ensinando! e! compartilhando!conhecimento.!
! 4!
1.Resumo*
! O! Brasil! é! considerado! atualmente! o! segundo! maior! produtor! e!
consumidor! de! revestimentos! cerâmicos! do! mundo,! ficando! atrás! apenas! da!
China.!1!
! Dentre!as!diversas!classes!de!revestimentos!cerâmicos!o!país!se!destaca!
na!produção!de!pisos,!sobretudo!os!de!massa!vermelha!produzidos!pelo!método!
"via! seca".! No! entanto! há! uma! grande! atenção! mundial! para! os! pisos! do! tipo!
porcelanato,! que! apresentam! melhores! qualidades! técnicas! e! maior! beleza!
estética.!2!
! Dentre!os!pisos!do!tipo!porcelanato!existem!os!polidos,!que!apresentam!a!
superfície! muito! brilhante! resultante! de! um! processo! de! polimento,! e! os!
esmaltados,!categoria!na!qual!o!Brasil,!sobretudo!a!região!conhecida!como!Pólo!
de! Santa! Gertrudes,! se! destaca.! O! porcelanato! esmaltado! mescla! a! qualidade!
técnica! do! porcelanato! com! o! processo! de! esmaltação,! tradicionalmente!
empregado!nos!pisos!cerâmicos!tradicionais.!
! No! entanto! o! processo! de! esmaltação! em! porcelanatos! revelou! um!
comportamento! que! até! então! pouco! havia! sido! notada! nos! pisos! tradicionais:!
uma! espécie! de! empeno! que! altera! a! curvatura! das! peças,! desviandoCas! da!
planaridade.!Porém!as!peças!não!se!mostram!apenas!empenadas,!mas!observouC
se! que! a! medida! do! empeno! de! cada! peça! varia! conforme! o! tempo,! por! um!
período!observável!de!até!90!dias.!10!
! ObservouCse! também! que! esta! alteração! no! empeno,! conhecida! como!
"desenvolvimento"!do!empeno!não!apresenta!um!padrão,!tornando!difícil!prever!
como! será! o! empeno! das! peças! após! um! determinado! período! de! tempo,! e!
impossibilitando!também!aos!fabricantes!estipular!qual!o!empeno!desejável!nas!
peças!quando!estas!saem!do!forno.!
! A! presença! do! empeno! acarreta! sérias! dificuldades! para! os! fabricantes,!
pois!uma!vez!que!trataCse!da!perda!de!planaridade!e!pode!prejudicar!a!estética!
do!porcelanato,!seja!devido!a!pontas!erguidas!que!destoam!da!uniformidade!do!
! 5!
piso!assentado,!ou!em!menor!magnitude,!alterando!o!padrão!de!reflexão!da!luz,!
gerando!padrões!indesejáveis,!comprometendo!a!estética!do!ambiente.!
! Em!maior! grau,! o! empeno!pode! se!desenvolver! em!peças! já! assentadas,!
podendo!resultar!até!mesmo!no!destacamento!das!peças!mesmas.!
! Por! tratarCse!de!um!problema! relativamente!novo,! já! que!o!porcelanato!
esmaltado!é!um!produto!com!pouco!tempo!de!inventado,!temCse!observado!uma!
grande! preocupação! de! universidades,! institutos! de! pesquisa! e! indústrias! em!
medir,!investigar!e!procurar!compreender!os!fatores!que!afetam!o!empeno!neste!
tipo!e!produto,!de!modo!a!conseguir,!num!futuro!próximo,!minimizar!ou!eliminar!
o!problema,! ou! ao!menos! conseguir!prever!o! comportamento!do! empeno!para!
que!possam!estruturar!a!produção!e!obter!produtos!conforme!se!deseje.!
!
2.*Objetivos*
! O! presente! trabalho! tem! por! objetivo! fazer! uma! síntese! analítica! de!
estudos! relacionado! ao! empeno! em! porcelanatos! esmaltados,! relacionando! os!
fatores!que!interferem!no!problema,!traçando!um!panorama!de!como!tais!fatores!
foram!identificados!e!de!que!maneira!interferem!no!empeno.!
! Os!dois!principais!fatores!abordados!são!o!alívio!de!tensões!residuais!e!o!
efeito! da! expansão! por! umidade,! que! baseado! em! estudos! preliminares!
realizados!por!indústrias,!universidade!e!institutos!de!pesquisa,!se!mostraram!os!
dois!fatores!que!contribuem!de!maneira!significativa!para!o!problema.!
!
3.*Introdução**
3.1*O*setor*
! Dentre!os!diversos!produtos!cerâmicos!existentes,!o!Brasil!se!destaca!em!
três! setores! como! sendo! referência! mundial,! quais! sejam:! refratários,! louça!
sanitária!e!placas!cerâmicas!em!forma!de!pisos!e!revestimentos.!!
! 6!
! O! Brasil! é! um! dos! principais! protagonistas! no! mercado! mundial! de!
revestimentos,! ocupando! a! segunda! posição! em! produção! e! consumo,! atrás!
apenas!da!China.!1,2!
! Segundo! dados! da! Associação! Nacional! dos! Fabricantes! de! Cerâmica!
(ANFACER),!em!2011!o!Brasil!produziu!844,3!milhões!de!metros!quadrados!em!
um!parque!industrial!com!capacidade!para!986,6!milhões!de!metros!quadrados.!
! Deste! total,! 834,7!milhões! de!metros! quadrados! foram! vendidos,! sendo!
774,7! milhões! para! o! mercado! interno! e! 60,1! milhões! para! exportação.! O!
faturamento!esperado!para!2012!é!de!aproximadamente!R$10!bilhões.!1,2,3,6!
! Em! termos! de! comparação,! a! China,! líder! mundial! em! produção! e!
consumo!de!revestimentos!cerâmicos!produziu!em!2011!cerca!de!6,5!milhões!de!
metros! quadrados,! dos! quais! aproximadamente! 85%! (cerca! de! 5,5!milhões! de!
metros!quadrados)!são!referentes!a!consumo!interno.!
! O! Brasil! produz! revestimentos! principalmente! por! via! seca,! sendo! que!
apenas!28%!da!produção! é! realizada!por! via! úmida,! e!menos!de!10%!do! total!
produzido! referemCse! a! pisos! do! tipo! porcelanato,! dado! que! existem! outros!
produtos!que!também!são!produzidos!pelo!método!via!úmida.!2!
! A! região! que! compreende! as! cidades! de! Santa!Gertrudes,! Cordeirópolis,!
Rio!Claro,!Limeira,! Ipeúna,!Piracicaba!e!Araras,! conhecida!como!“pólo!de!Santa!
Gertrudes”!é!o!maior!pólo!cerâmico!de!revestimento!das!Américas,!com!cerca!de!
48!empresas!do!ramo.!
! As! empresas! brasileiras! de! pisos! e! revestimentos! concentramCse! nas!
regiões!sudeste!(pólo!de!Santa!Gertrudes!C!SP)!e!sul!(pólo!de!Criciúma!–!SC),!em!
sua!maioria,! e! a! quase! totalidades! delas! é! de! capital! nacional,! de! pequeno! ou!
médio! porte.! EstimaCse! que! o! setor! seja! responsável! por! mais! de! 25! mil!
empregos! diretos! entre! as! atuais! 127! empresas,! e! cerca! de! 250!mil! empregos!
indiretos,!envolvendo!toda!a!cadeia!produtiva.!
!
3.2*Revisão bibliográfica e conceitos*
! Materiais! cerâmicos! podem! ser! definidos! aproximadamente! como:!
“materiais! inorgânicos! nãoCmetálicos,! com! ligações! interatômicas! iônicas,! ou!
! 7!
predominantemente! iônicas! com! algum! caráter! covalente.! Geralmente! são!
materiais!que!envolvem!processos!em!alta! temperatura,!seja!na!sua! fabricação,!
seja!em!sua!aplicação.!
! Tal! relação! desta! classe! de!material! com! a! alta! temperatura! explica! um!
parcialmente! a! origem! do! nome! cerâmica,! derivado! da! palavra! grega!
“keramikos”,!que!significa!matériaCprima!queimada!ou!barroCqueimado.”!4,5,6!
! São!duas!as!grandes!classes!de!produtos!cerâmicos:!
• Cerâmicas!tradicionais:!louça,!telhas,!tijolos,!porcelana!e!azulejos,!que!utilizam!
apenas!argila!como!matériaCCprima.!O!vidro!também!pode!ser!considerado!nesta!
categoria.!4,5
• Cerâmicas! avançadas:! componentes! eletrônicos,! sensores,! refratários,!
revestimentos! para! altas! temperaturas,! entre! diversos! outros! que! utilizam!
diversas! matériasCprimas! em! sua! formulação,! e! apresentam! características!
bastante!particulares.5
Do! ponto! de! vista! de! aplicação,! o! número! de! categorias! aumenta!
significativamente:4,5
• Eletrônicos:! substratos! cerâmicos! para! placas! de! circuito,! capacitores,!
indutores,!isolantes!elétricos,!transdutores,!eletrodos,!ignitores,!entre!outros.!
• Materiais! estruturais! avançados:! ferramentas! de! corte,! insertos! e!
recobrimentos! cerâmicos! para! usinagem,! componentes! de! motores!
(engrenagens,! roldanas,! bicos! injetores),! próteses! ortopédicas,! ortodônticas! e!
endodônticas.!
• Materiais!para!processos!químicos:! suportes!catalíticos!e! filtros!de! líquidos!e!
gases.!
• Refratários:! elementos! aquecedores,! isolantes! térmicos,! tijolos! estruturais!
resistentes!a!altas!temperaturas,!recuperadores!de!calor,!filtros!e!moldes.!
• Materiais! de! construção:! louça! sanitária,! telhas,! tijolos,! pisos,! cimento! e!
concreto.!
• Artigos!domésticos:!recipientes!culinários,!faiança!(porcelana!hoteleira:!xícara,!
pirex,!bules),!produtos!decorativos,!entre!outros.!
As! principais! propriedades! que! tornam! os!materiais! cerâmicos! importantes! e,!
por!vezes!insubstituíveis!para!determinadas!aplicações,!são(8):!
! 8!
• Densidade:!geralmente!mais!baixa!que!dos!metais,!podem!ser!aplicados!com!o!
intuito!de!reduzir!peso!e!aumentar!eficiência!energética!de!veículo,!por!exemplo,!
sejam!eles!automóveis!ou!aviões.!
• Estabilidade!química:!apresentam!altíssima!resistência!ao!ataque!químico,!por!
isso! são! usados! como! frascos! de! produtos! químicos! (vidro),! próteses! e!
revestimentos!de!equipamentos!industriais.!
• Resistência! térmica:! resistem! a! altas! temperaturas,! sobretudo! pelo! fato! da!
maioria!das!matériasCprimas!cerâmica!apresentam!elevados!pontos!de!fusão.!
• Propriedades! eletrônicas! e! magnéticas:! podem! ser! isoladores,! semiCC!
condutores,! condutores! ou! superCcondutores! de! eletricidade,! e! apresentam!
interessantes! propriedades! elétricas! como! piezoeletricidade,! ferroeletricidade,!
dieletricidade.!
• Resistência!à!abrasão!e!ao!atrito:!é!a!classe!de!materiais!que!melhor!suporta!
desgaste! por! atrito! ou! abrasão! por! serem! muito! duros.! São! usados! como!
revestimentos!resistentes!ao!desgaste!ou!como!material!de!polimento.!
• Propriedades! ópticas:! no! caso! dos! vidros,! por! serem! transparentes,!
translúcidos!ou!opacos.!São!usados!também!em!corantes!e!esmaltes,!e!podem!ser!
fosforescentes.!
• Compatibilidade! biológica:! ossos,! dentes! e! unhas! são! materiais! cerâmicos,!
portanto!alguns!materiais!cerâmicos!podem!ser!aplicados!no!corpo!humano!de!
modo!a! “enganar”!o!organismo,!que!passa!a! tratáClos! como!naturais,! apesar!de!
sintéticos.!
• Propriedades! mecânicas:! altíssima! resistência! mecânica,! suportando! altas!
cargas,!porém!frágil,!com!baixa!resistência!a!impactos.!
• Via! seca:! processo! de! moagem! feito! em! equipamentos! conhecidos! como!
granuladores,!cujo!teor!de!água!raramente!supera!os!9%.!
• Via! úmida:! processo! de! moagem! feio! em! equipamentos! conhecidos! como!
moinhos! de! bolas,! utilizados! na! fabricação! de! pisos! do! tipo! porcelanato,! cujo!
teor! de! água! pode! ultrapassar! os! 30%,! formando! uma! suspensão! cerâmica!
chamada!barbotina.!
• Porcelanato:! tipo!de!piso! cerâmico! com!baixa!porosidade! e! absorção!de! água!
inferior!a!0,5%,!geralmente!composto!por!massa!de!coloração!branca!ou!rósea!!
! 9!
• Porcelanato!polido:!piso!cerâmico!do!tipo!porcelanato!composto!de!uma!única!
camada!de!material,!e!cuja!superfície!passa!por!um!processo!de!polimento!com!
material! abrasivo!de!modo! a! tornar! sua! face! superior! lisa,! homogênea! e! com!
aspecto!brilhante.!14!
• Porcelanato! esmaltado:! piso! cerâmico! composto! de! basicamente! 3! camadas!
(podendo! ser! apenas! 2)! em! que! a! camada! superior! trataCse! de! um! esmalte!
composto! basicamente! por! material! vítreo,! na! presença! ou! não! de! óxidos!
colorantes,! cuja! finalidade! é! dar! um! aspecto! liso! e! brilhante,! podendo!
propositalmente!demonstrar!efeito!opaco.14!
• Porcelanato!retificado:!é!o!piso!do!tipo!porcelanato!que!após!a!saída!do!forno!
passa!por!um!processo!de!retífica!nas!laterais,!em!que!as!peças!passam!por!um!
conjunto!de!rebolos!abrasivos!que!aparam!suas!laterais,!de!modo!a!ficarem!com!
as!arestas!formando!ângulos!aproximadamente!retos.!Isto!permite!que!as!peças!
sejam! assentadas!mais! próximas! umas! às! outras,! fazendo! com! que! o! rejunte!
fique!quase!imperceptível.!A!este!efeito!é!dado!o!nome!de!"junta!seca",!quando!
o! espaçamentos! entre! as! peças! é! mínimo.! No! entanto! a! junta! seca! se! aplica!
apenas! a! pisos! do! tipo! porcelanato,! cuja! absorção! de! água! é! baixa,! pois! o!
rejunte! existe! justamente! para! compensar! a! contração! e! expansão! dos! pisos!
devido! à! absorção! de! água! que! se! se! aloja! nos! poros.! Pisos! cuja! absorção! é!
grande!sofrem!expansão!de!maior!magnitude,!e!neste!caso!uma! junta!estreita!
não!consegue!compensar!o!aumento!dimensional,!as!peças!passam!a!comprimir!
umas!às!outras,!podendo!resultar!no!destacamento!do!piso.14!
• Fritas:!material! "craquelado",! em! formato! de! escamas! ou! grânulos,! composto!
por! materiais! inorgânicos! de! origem! vítrea! (silicatos! carbonatos,!
aluminossilicatos,! boratos),! que! passam! por! um! processo! de! resfriamento!
rápido!em!água!resultando!no!aspecto!tal!como!são!conhecidos.!São!utilizados!
na!elaboração!de!esmaltes!e!engobes!cerâmicos.!
• Acordo! dilatométrico:! consiste! na! compatibilidade! entre! os! coeficientes! de!
expansão! térmica! do! suporte! (massa)! e! do! vidrado! (camada! de! engobe! +!
esmalte),! que! devem! ter! valores!mais! próximos! possível.! Se! o! coeficiente! de!
dilatação! térmico! do! vidrado! é! maior! que! do! suporte,! no! resfriamento! a!
superfície! vítrea! se! contrai! mais! do! que! o! suporte,! fazendo! com! que! a! peça!
adquira! curvatura! para! cima,! e! no! caso! extremo! promove! o! "lascamento"! da!
! 10!
camada!vítrea.!Por!outro!lado,!se!o!coeficiente!de!dilatação!térmica!do!suporte!
for!maior!que!do!vidrado,!a!base!se!contrai!mais!que!a!superfície,!fazendo!com!
que! a! peça! adquira! curvatura! para! baixo,! e! no! caso! extremo! promove! o!
"trincamento"!do!vidrado! ,! formando!estruturas! similares!a! teiasCdeCaranha!e!
recebe!o!nome!de!gretamento.!14!
3.3*Placas*cerâmicas
!
! ConstituiCse! de! peças! fabricadas! a! partir! de! um! suporte! de! natureza!
argilosa! e! porosidade! variável,! com! ou! sem! recobrimento! de! natureza!
essencialmente!vítrea.!
! O! termo! placas! cerâmicas! abrange! tanto! revestimentos,! aplicados! em!
paredes!e!fachadas,!quanto!pisos!(também!chamados!pavimentos).!Os!primeiros!
apresentam!maior!porosidade!de!modo!a!assegurar!sua!aderência!em!paredes;!já!
os! pisos! apresentam! menor! porosidade! de! modo! a! otimizar! as! propriedades!
mecânicas.!
! São! duas! as! tipologias! comuns! dentre! os! pisos! cerâmicos:! os! de!massa!
vermelha,!que!utilizam!em!geral!um!ou!dois! tipos!de!argilas!na!composição!da!
massa! cerâmica,! e! os! de! massa! branca! ou! brancaCrósea,! também! conhecidos!
como! grêsCporcelanato,! que! empregam! em! sua! composição! até! dez! diferentes!
tipos!de!minerais.!14
! As! placas! cerâmicas! apresentam! uma! enorme! variedade! com! relação! a!
formatos! (quadrados! ou! retangulares),! tamanhos! (comumente! variando! de!
10x10!cm!até!60x60!cm),!características!técnicas!(absorção!de!água,!resistência!
mecânica,!resistência!à!abrasão)!e!decorações!(desenhos,!texturas!e!cores).!Esta!
variedade! permite! uma! ampla! gama! de! aplicações! em! ambientes! residenciais,!
industriais!e!áreas!comuns!tais!como!hospitais,!aeroportos,!centros!comerciais!e!
escolas.!
! Dentre!as!características!apresentadas!pela!placas!cerâmicas!destacaCCse!
a! absorção! de! água,! que! é! o! parâmetro! usado! para! classificar! pisos! e!
revestimentos.! No! Brasil! a! classificação! é! feita! segundo! a! norma! ABNT! NBR!
13.818:1997!,!conforme!a!seguir.!7,14!
! 11!
Absorção*de*água
Conformação Grupo!I!AA<!3%
Grupo!II!
3%!<AA<6%
Grupo!IIb!
6%<AA<10%
Grupo!
III!
AA>10
%
AIIa1 AIIb1 A*Extrusão AI
AIIa2 AIIb2 AIII
BIa!!
Porcelanato!!!AA<0,5% B*Prensagem
BIb!
Grês!0,5%<AA<3%
BIIa!!
SemiCgrês
BIIb!
Semi!poroso
BIII!
Poroso
C*Outros CI CIIa CIIb CIII
* * Tabela*1:*Classificação*dos*pisos*segundo*a*absorção*de*água*
! Basicamente! as! placas! cerâmicas! esmaltadas! são! constituídas! de! 3!
camadas! básicas:! (a)! suporte,! que! corresponde! à! base! da! placa! composta! pela!
massa! cerâmica,! podendo! esta! ser! do! tipo! vermelha! ou! de! coloração! clara! tal!
como!o!porcelanato;!(b)!o!engobe,!uma!camada!intermediária!que!visa!promover!
o!acordo!dilatométrico!entre!o!suporte!e!a!camada!superficial;!e!o!(c)!esmalte!ou!
vidrado,! a! camada! superficial! onde! reside! a! decoração! do! piso! que! deve!
apresentar! boa! resistência! à! abrasão! por! ficar! exposta.! Há! alguns!modelos! de!
pisos! que! empregam! ainda! uma! camada! adicional! ao! esmalte,! chamada!
“protetiva”,! que! consiste! em! uma! camada! mais! resistente! à! abrasão,! sem!
decoração,!cuja!finalidade!é!proteger!a!camada!decorada.!!
Figura*1:*Esquema*de*um*piso*esmaltado*e*suas*camadas*
! 12!
3.4*O*porcelanato*
! Segundo! a! norma! ABNT! NBR! 13.818:1997! citada! anteriormente,! o! que!
classifica!pisos!cerâmicos!como!porcelanato!é!a!absorção!de!água!inferior!a!0,5%.!
Tal! absorção! é! resultante! de! uma! baixa! porosidade,! bem! como! presença!
predominante! de! poros! fechados,! cujo! formato! pode! ser! alongado! ou! esférico,!
mas! que! não! apresentam! interligações! com! os! poros! vizinhos,! portanto! não!
formam!uma!estrutura!do!tipo!"canais".!7,14!
! A! baixa! porosidade! apresentada! pelo! porcelanato! é! obtida! através! da!
escolha! das!matériasCprimas! a! serem! utilizadas,! contendo! cerca! de! 50C65%de!
fase! vítrea,! bem! como! das! características! granulométricas! das! mesmas.! Mas!
fundamentalmente!o! fator!que!permite!a!obtenção!de! tão!baixa!porosidade!é!o!
tipo! de! moagem! utilizado,! conhecido! como! moagem! via! úmida.! O! nome! faz!
alusão! ao! alto! teor! de! fase! aquosa! utilizado!no!processo! de!moagem,! podendo!
ultrapassar! 30%,! formando! uma!mistura! conhecida! como! barbotina;! ao! passo!
que! na! moagem! via! seca,! utilizada! na! confecção! dos! pisos! tradicionais,! de!
cerâmica! vermelha,! o! teor! de! água! adicionado! durante! a! moagem! raramente!
atinge!os!9%.!
! A!diferenças!entre!ambos!os!processos!serão!detalhados!adiante.!
!
3.5*Matérias^primas**
! As! matériasCprimas! utilizadas! na! fabricação! de! pisos! e! revestimentos!
cerâmicos! podem! variar! conforme! o! tipo! de! produto,! a! disponibilidade! de!
matériasCprimas!ou!conforme!as!normas!e!interesses!da!empresa.!
! Em!comum!a!todas!elas!está!o!fato!de!todas!as!matériasCprimas!utilizadas!
serem! naturais,! de! origem!mineral.! Uma! vez! que! são! extraídas! da! natureza! e!
sofrem! pouco! ou! nenhum! beneficiamento,! os! produtos! que! as! utilizam! estão!
sujeitos! a! variações! de! composição,! já! que! as! minas! ou! jazidas! de! onde! os!
minerais!são!extraídos!não!são!homogêneos.!
! 13!
! Como!a!composição!de!mineralógica!de!cada!matériaCprima!varia!de!lote!
para! lote,! a! formulação! de! um! produto! cerâmico! deixa! de! ser! trivial,!
considerando! que! a! maioria! dos! produtos! cerâmicos! que! utilizam! matériasC
primas! naturais! o! fazer! por! meio! da! mistura! de! mais! de! uma! matériaCprima,!
podendo! chegar! a! 10! diferentes! matériasCprimas! no! caso! dos! pisos! do! tipo!
porcelanato.!Cada!uma!delas! tem!uma!função!específica,!e!proporções!distintas!
de!minerais!que!devem!ser!ajustados!variandoCse!a!proporção!de!cada!uma!das!
matériasCprimas!em!questão.!Tal!ajuste!deve!ser!feito!periodicamente,!conforme!
os! lotes! de! materiais! que! chegam! para! serem! utilizados! na! produção.! Muitas!
vezes!os!ajustes!são!feitos!diversas!vezes!numa!mesma!semana,!dependendo!da!
demanda!de!matériasCprimas!da!indústria.8!
! Abaixo! citaCse! as! principais! matériasCprimas! e! suas! respectivas!
características!e!funções!na!formulação!de!um!produto!cerâmico:8!
* Argilas*plásticas:!são!matériasCprimas!de!queima!clara!devido!aos!baixos!
teores!de!ferro!e!elementos!corantes!em!geral,!e!são!compostas!basicamente!de!
caulinita!e!outros!argilominerais!acessórios,!tais!como!a!ilita!e!a!esmectita,!cujos!
teores! de! quartzo,! feldspato,! micas! matériaCorgânica! variam.! Tem! por!
característica! oferecer! plasticidade,! trabalhabilidade,! resistência! mecânica! e!
refratariedade.!São!raras.!
* Caulim:* ! material! composto! basicamente! pelo! argilomineral! conhecido!
como!caulinita.!Pode!ser!adicionado!como!adição!ou!elemento! substituinte!das!
argilas! plásticas.! Conferem! menos! plasticidade! e! resistência! mecânica! a! seco!
inferiores,! mas! durante! a! queima! podem! ter! desempenho! semelhante! ou!
superior,!além!de!terem!menor!teor!de!matériaCorgânica.!
* Argilas* fundentes:* são! compostas! por! uma!mistura! de! argilominerais,!
dentre! os! quais! a! ilita,! a! caulinita! e! a! esmectita,! com! proporção! variada! de!
quartzo!e!outros!minerais!nãoCplásticos,!com!presença!de!óxidos!fundentes.!São,!
na!verdade,!rochas!sedimentares!antigas!como!siltitos!e!argilitos,!conhecidos!no!
meio!cerâmico!como!"taguá".!São!abundantes!no!polo!de!Santa!Gertrudes.!
* Feldspato:*são!aluminoCsilicatos!potássico,!sódico!e!cálcico!que!em!geral!
apresentam! alta! pureza! química! e! mineralógica,! mas! podem! ter! variações! de!
! 14!
composição!dentro!de!uma!mesma!mina,!ou!entre!diferentes!minas.!Na!indústria!
de!pisos!e!revestimentos!cerâmicos!não!é!utilizado!em!grande!escala!na!massa!
cerâmica,!mas!sim!nas!camadas!de!engobe!ou!no!vidrado.!na!formulação!utilizaC
se!outros!minerais!substituintes!ao!feldaspato,!tais!como!o!talco!!e!o!filito.!
! São!os!principais! formadores!de! fase! vítrea,! acelarando! a! sinterização! e!
contibuindo!para!o!fechamento!de!poros!e!aumento!da!densificação!
* Filito:*rocha!metassedimentar!muito!fina!constituída!principalmente!por!
serecitina,!caulinita!e!quartzo,!com!teor!de!álcalis!de!até!7%,!que!conferemClhe!a!
característica!fundente.!Devido!à!suas!características!químicas!e!mineralógicas!o!
filito! apresenta! simultaneamente! propriedades! de! materiais! plásticos! e! nãoC
plásticos,!podendo!compor!até!50%!das!massas!cerâmicas!de!via!úmida!
* Talco:! mineral! filossilicático! contendo! magnésio.! É! utilizado! na! massa!
cerâmica!via!úmida,!na!proporção!de!5%!para!a!fabricação!de!grês.!
* Carbonatos:*o!grupo!das!matériasCprimas!carbonáticas!é!compostos!por!
calcário,! calcita! e! dolomito,! e! é! de! fundamental! importância! na! produção! de!
revestimentos!porosos,!podendo!ultrapassar!os!20%!da!composição! !da!massa.!
No!entanto,! sua!utilização! requer!cuidado!com!granulometrias!muito!grossas!e!
determinadas!impurezas!bastante!comuns.!
!
3.6*O*processo*de*fabricação*
! Atualmente!o!processo!de!fabricação!de!pisos!e!revestimentos!cerâmicos!
é! feito! de!maneira! bastante! automatizada,! e! principalmente! com! conformação!
por! de! prensagem! de! pó.! O! processo! de! extrusão! tem! sido! cada! vez! menos!
utilizado,!sendo!que!no!Brasil!restam!ainda!cerca!de!5!empresas!que!utilizam!tal!
processo,!e!fazem!produtos!bastante!específico!com!produtividade!limitada!e!fins!
bastante!particulares.14!
! As!linhas!de!produção!geralmente!têm!grande!capacidade!de!produção,!e!
necessitam! de! poucos! funcionários! operando! ao! longo! de! todo! o! processo!
produtivo.!!
! 15!
! A!cadeia!produtiva!dos!pisos!do!tipo!porcelanato!esmaltado!se!inicia!nas!
minas! ou! jazidas! de!minério,! e! passam! pelos! setores! de! controle! de!matériasC
primas! (laboratório),! moagem,! atomização,! prensagem,! secagem,! esmaltação,!
queima,! retífica,! classificação,! controle! de! qualidade,! embalagem! e! expedição.!
Cada!uma!das!etapas!do!processo!produtivo!será!detalhada!e!ilustrada!abaixo.!
! O! processamento! de! outros! tipos! de! produtos,! tais! como! porcelanatos!
polidos!ou!pisos!cerâmicos!produzidos!por!via!seca!apresentam!algumas!etapas!
diferentes!ao!longo!do!processo,!mas!não!vêm!ao!caso,!uma!vez!que!o!foco!neste!
trabalho!são!os!porcelanatos!esmaltados.!
!
3.6.1*Mineração*
! Nas!jazidas,!ou!minas,!os!diferentes!minerais!utilizados!são!extraídos!por!
meio!de!tratores!e!transportados!em!caminhões.!Muitas!vezes!se!faz!necessário!o!
uso!de!explosivos!para!obtenção!do!minério!em!determinadas!regiões!da!jazida,!
quando!o!material!é!de!difícil!mineração!ou!se!o!acesso!das!máquinas!é!difícil!ou!
arriscado.!
!
!
* * * Figura*2:*Escavadeira*extraindo*argila*numa*jazida*
! O!material!minerado!é!descarregado!em!regiões!descampadas!chamadas!
terreiros,!onde!é!espalhado!de!maneira!homogênea!e!cominuido!por!tratores!que!
puxam!espécies!de!rastelos,!grades!e!correntes,!num!processo!conhecido!como!
! 16!
gradeamento.!O!minério!é!então!deixado!em!repouso!ao!ar!livre!para!secagem,!e!
então! o! material! seco! é! empilhado! e! armazenado! em! galpões.
!
* * * Figura*3:*Argila*amontoada*para*secagem*
!
3.6.2*Moagem*via*úmida*
! As! matériasCprimas! são! dosadas! na! proporção! pré! estabelecida! e!
transportadas!por!esteiras!até!um!moinho!de!bolas,!que!são!moinhos!cilíndricos,!
rotativos,! dispostos! na! horizontal,! que! promovem! a! moagem! das! matériasC
primas! em! um! meio! com! elevado! teor! de! água,! resultando! numa! suspensão!
cerâmica! chamada! barbotina,! que! pode! variar! de! 30%! a! 70%! em! volume! de!
sólidos,!e!com!adição!de!até!2%!de!aditivos!químicos!chamados!defloculantes,!no!
estado!sólido!o!líquido.!
!
* * * Figura*4:*Projeto*de*um*moínho*de*bolas*
! 17!
! No! interior! dos! moínhos! há! elementos! de! moagem! aproximadamente!
esféricos,!que!conforme!a!rotação!do!moínho!caem!por!gravidade!formando!um!
"efeito!cascata",!promovendo!a!cominuição!das!matériasCprimas.!Tais!elementos!
de! moagem! são! corpos! de! natureza! cerâmicos,! duros! e! densos,! e! podem! ser!
compostos!por!esferas!de!alumina!de!diferentes!tamanhos,!ou!por!pedras!a!base!
de!sílica!conhecidas!como!sílex.!Atualmente!há!uma!outra!rocha,!mais!barata!que!
o!sílex!e!com!desempenho!equivalente,!chamada!Ágata,!que!vem!sendo!usada!em!
substituição!aos!elementos!de!moagem!citados!anteriormente.!
!!!!!!!!! !
* * * Figura*5:*Elementos*de*moagem*esféricos*de*alumina*
! A! frequência!de! rotação!dos!moínhos,! o! teor!de! água! e!defloculante! e! o!
tempo!de!moagem!são!fatores!fundamentais!no!processo!de!moagem!a!úmido.!O!
parâmetro! temperatura! deve! ser! cuidadosamente! acompanhado,! já! que! o!
defloculante! tem! uma! faixa! de! temperatura! ótima! na! qual! atinge! seu!
desempenho!esperado,!promovendo!a!viscosidade!desejada!para!a!barbotina.!a!
viscosidade! da! barbotina! no! interior! do! moinho! deve! ser! acompanhada!
freqüentemente,! já! que! interfere! diretamente! no! desempenho! do! processo! de!
moagem.!O!pH!da!água!utilizada!também!afeta!o!desempenho!do!defloculante,!e!
conseqüentemente!da!moagem,!já!que!tal!aditivo!atua!nas!cargas!eletrostáticas!e!
nas!forças!de!atração/repulsão!entre!as!partículas.!
! 18!
! Comumente! são! utilizados! defloculantes! como! Silicato! de! Sódio!
(metassilicato,!dissilicato!ou!trissilicato),!Poliacrilato!de!Amônia,!Poliacrilato!de!
Sódio,! Tripolifosfato! de! Sódio,! Tripolifosfato! de! Potássio,!HexaCmetaCfosfato! de!
Sódio!ou!Potássio.!
! Após!a!moagem!a!barbotina!é!estocada!em!tanques!onde!permanece!em!
constante! agitação! para! evitar! decantação! dos! sólidos! ou! floculação,! para! ser!
utilizada!posteriormente!no!atomizador.!
!
!
3.6.3*Atomização*
! Uma!vez!que!a!barbotina!contém!alto!teor!de!água,!esta!mesma!deve!ser!
retirada!para!que!o!material!possa!ser!conformado!em!um!corpo!sólido.!
! A!retirada!da!fase!líquida!é!feita!num!equipamento!chamado!atomizador,!
que! consiste! em! uma! grande! câmara! cilíndrica! aquecida! por! meio! de!
queimadores!de!combustível! (comumente!gás,!podendo!ser!óleo)! similares!aos!
instalados!nos! fornos,!e!conta!com!um!fluxo!de!ar! forçado!em!seu! interior,!que!
faz! o! ar! aquecido! circular! em! forma! de! ciclone.! A! parte! inferior! tem! forma! de!
funil.!
! ! !* * * Figura*6:*Esquema*de*um*atomizador*e*seus*componentes*
! A! barbotina! proveniente! dos! tanques! de! armazenamento! é! borrifada!
através! de! bicos,! com! alta! pressão,! para! o! interior! deste! ambiente.! Quando! as!
gotículas!da!suspensão!cerâmica!entram!em!contato!com!o!ar!quente!circulante!a!
água! evapora,! resultando! em! um! aglomerado! oco! de! pó! fino! cerâmico! de!
! 19!
geometria! aproximadamente! esférica.! Essas! esferas! caem! por! gravidade! até! o!
funil,!e!são!então!retiradas!por!uma!válvula,!enquanto!o!vapor!de!água!e!a!fração!
mais! fina! do! pó! circulam!devido! ao! fluxo! de! ar! e! são! retirados! pela! lateral! do!
atomizador,!passando!por!um!filtro!que!retém!a!parte!sólida!e! joga!o!vapor!de!
água!para!a!atmosfera.!
!* * * Figura*7:*Partículas*de*pó*atomizado*de*formato*esférico,*ocas*
! A!geometria!esférica!do!pó!atomizado!confere!fluidez!ao!pó!cerâmico.!Ao!
mesmo!tempo!que!os!grânulos!são!resistentes!o!suficiente!para!rolarem!entre!si!
sem!se!desfazerem,!eles!são!frágeis!o!suficiente!para!se!desmancharem!quando!
submetidos!a!uma!pequena!pressão.!Isto!é!de!grande!interesse!na!etapa!anterior,!
de!prensagem.!
! Após! a! atomização! o! pó! segue! para! estocagem! em! silos,! onde! são!
resfriados! e! terão! a! umidade! homogeneizada! (em! torno! de! 6,0%! ! 6,5%! de!
umidade),!atingindo!as!condições!ideais!para!uso!posterior.!
!
3.6.4*Prensagem*e*secagem*
! O!pó!atomizado!é!levado!dos!silos!para!o!distribuidor!das!prensas!através!
de!um!sistema!de!esteiras.!Chegando!na!prensa!o!pó!é!dosado!preenchendo!um!
molde!chamado!estampo,!que!contém!as!dimensões!desejadas!para!o!compacto!
verde,!podendo!conter!também!o!relevo!de!peças!com!alto!ou!baixo!relevo.!
! Quando! o! estampo! é! preenchido! com!o! pó,! devido! a! fluidez! do!mesmo,!
obtémCse! um! preenchimento! homogêneo.! O! pó! é! então! prensado! em! um!
primeiro! estágio,! com! uma! pressão! baixa! apenas! para! promover! uma!
distribuição! homogênea! e! para! desmanchar! os! grânulos,! e! então! um! segundo!
estágio! de!prensagem!é! realizado,! com!mais! carga,! de!modo! a! compactar! o! pó!
! 20!
gerando!o!compacto!verde,!que!irá!conferir!resistência!mecânica!suficiente!para!
que! a! placa! cerâmica! não! queimada! siga! pelo! restante! da! linha! de! produção!
íntegra,!até!o!forno.!A!prensagem!irá!possibilitar!também!a!porosidade!desejada!
quando!a!peça!for!queimada.!
!
!* * Figura*8:*Esquema*do*estampo*da*prensa*que*molda*as*placas*
! Após! prensadas! as! placas! são! ejetadas! automaticamente! da! prensa! e!
seguem!por!uma! esteira! até! o! secador,! uma! espécie!de!préCforno!que! trabalha!
com!temperaturas!máximas!de!230°C,! cujo!objetivo!é!deixar!o!compacto!verde!
com!umidade!em!torno!de!0,5%!apenas.!
! Os!secadores!são!curtos,!em!torno!de!15!a!20!metros,!e!a!passagem!das!
peças!dura!cerca!de!1!minuto.!
! Após!a!secagem!as!placas!seguem!para!a!esmaltação.!
!
3.6.5*Esmaltação*
! As!peças! aquecidas!provenientes!dos! secadores! seguem!pela! esteira! em!
direção!ao!setor!de!esmaltação,!onde!inicialmente!recebem!um!spray!de!água!na!
superfície,! e! em! seguida! recebem!uma! camada! homogênea! de! engobe,! e! então!
uma!de!esmalte,!ambas!aplicadas!por!meio!de!uma!cortina!em!uma!campana.!A!
velocidade!com!que!as!peças!passam!através!da!cortina!(de!engobe!ou!esmalte)!
determina! a! espessura! da! camada! aplicada,! que! tem! influência! direta! no!
comportamento!das!peças!durante!a!queima,! e! interferem! também!no!empeno!
dos!pisos!após!a!passagem!pelo!forno.!!
! 21!
! O!engobe!e!os!esmaltes!são!confeccionados!a!partir!de!insumos!chamados!
fritas,!descritos!anteriormente.!
! Determinados! modelos! de! revestimentos! cerâmicos! recebem! uma!
camada!decorativa!com!diferentes!cores!e!detalhes,!que!são!aplicadas!por!meio!
de!rolos!de!silicone!ou!telas!cilíndricas!com!malhas!muito!finas!(serigrafia)!que!
contém!os!detalhes!que!devem!ser!"impressos"!na!superfície!da!placa.!
! A!decoração!é!feita!também!com!esmaltes,!e!é!aplicada!por!um!único!rolo!
(ou! cilindro),! e! em!casos!mais! complexos!necessita!de!uma!seqüência!de!até!5!
unidades!de!aplicação.!
! !* * Figura*9:*Decoração*de*pisos*com*cilindros*de*silicone*(ROTOCOLOR)*
! Após! as! esmaltação! as! placas! são! estocadas! em!uma! espécie! de! estante!
que!será!levada!até!a!entrada!dos!fornos,!onde!serão!descarregadas.!
!
3.6.6*Queima*
! As! estantes! são! instaladas!na! entradas!dos! fornos,! em! locais! específicos!
para!tal!fim,!de!maneira!manual!ou!automatizada.!Estas!estantes!são!compostas!
de! vários! andares,! cada! qual! formando! um! plano! de! pisos! que! variam! de! 4x4!
peças!até!6x6!peças,!dependendo!do! tamanho!dos!pisos!e!da! largura!do! forno.!
Podem!conter!de!15!a!30!planos!de!pisos.!
! Estes! planos! são! então! descarregados! automaticamente! nos! fornos,! de!
maneira! que! os! pisos! são! descarregados! sobre! os! rolos! do! forno,! rolando! por!
! 22!
cima!destes!ao! longo!de! toda!a!extensão!do!equipamento,!que!pode!chegar!até!
130!metros!ou!mais.!
! No! interior! do! forno! formaCse! um! plano! de! pisos! que! ocupa! toda! a!
extensão! do!mesmo,! fazendo! com! que! as! regiões! inferior! e! superior! ao! plano!
formado! tenham! temperaturas! levemente! diferentes.! Esta! diferença! de!
temperatura!é!necessária!porque!a!superfície!do!piso,!que!material!basicamente!
vítreo,!tem!comportamento!distinto!da!face!inferior,!de!pó!cerâmico!prensado.!
!* * * Figura*10:*Saída*de*um*forno*contínuo,*a*gás*
! Ao! longo! da! extensão! do! forno! as! temperaturas! variam! conforme! uma!
curva! de! queima! previamente! estabelecida! para! favorecer! o! desenvolvimento!
das!reações!físicoCquímicas,!iniciando!com!uma!temperatura!mais!baixa!(abaixo!
dos! 100°C)! que! aumenta! gradualmente! até! a! região! de! máxima! temperatura,!
chamada! de! zona! de! queima,! que! trabalha! por! volta! dos! 1200°C,! seguida! de!
outras! regiões! com! temperaturas! que! reduzem! gradualmente! até! a! saída! do!
forno,!que!se!encontra!novamente!abaixo!dos!100°C.!
! As!placas!cerâmicas!levam!entre!40!e!60!minutos!para!atravessar!o!forno,!
no!chamado!ciclo!de!queima.!
! O!forno!é!divido!em!diferentes!regiões,!conforme!a!faixa!de!temperatura!
em! cada! uma! delas,! e! segundo! as! transformações/reações! que! ocorrem! nas!
! 23!
placas! cerâmicas! em! cada! uma! delas,! quais! sejam:! préCforno,! préCqueima,!
queima,!resfriamento!rápido,!resfriamento!lento!e!resfriamento!final.!!
!
Para!cada!região!observaCse!transformações!importantes,!como!seguem:9,14!
Temperatura!(°C)! Transformação!
Abaixo!de!150°C! Eliminação!da!água!livre!
Entre!150!e!250°C!
Eliminação!da!água!adsorvida!e!
decomposição!de!alguns!minerais!
ferrosos!
Entre!250!e!650°C! Eliminação!da!água!de!estrutura!
Entre!400!e!600°C! Combustão!da!matéria!orgânica!
A!573°C!Transformação!de!quartzo!α!em!
quartzo!β!
Entre!700!e!800°C!Início!da!fusão!de!álcalis!e!óxidos!
ferrosos!
Entre!800!e!900°C!Decomposição!dos!carbonatos!e!
oxidação!do!carbono!
A!1000°C!Início!da!fusão!das!massas!com!CaO!e!
FeO!com!formação!de!silicatos!
Até!1200°C!Formação!da!fase!vítrea!com!
fechamento!de!poros!* * Tabela*2:*Reações*ocorridas*no*forno*conforme*a*faixa*de*temperatura*
! Na! zona! de! queimas! as! matériasCprimas! fundentes! presentes! na!massa!
cerâmica! se! transformam! em! fase! líquida! e! escoam! para! o! interior! dos! poros!
presentes! no! corpo! cerâmico,! diminuindo! a! porosidade! e! conseqüentemente!
aumentando!a!densidade.!
! Nas! zonas! de! resfriamento! há! uma! redução! mais! acentuada! na!
temperatura,!e!os!pisos!podem!ser!submetidos!a!fluxos!de!ar!frio!para!acelerar!o!
resfriamento.!
!
!
!
! 24!
3.6.7*Retífica*
! Os! porcelanatos! chamados! "retificados",! como! o! próprio! nome! sugere,!
passam!por!um!processo!de!retífica!após!a!queima,!de!modo!a!terem!as!arestas!
aparadas!permitindo!obter!um!efeito!chamado!"junta!seca"!quando!assentado.!!
! O! processo! de! retífica! não! será! detalhado! por! ter! sido! abordado!
anteriormente.!
! Durante! o! processo! de! retífica! devem! ser! tomados! alguns! cuidados!
básicos.!O!rigor!dimensional!é!um!deles,!já!que!o!processo!de!retífica!consiste!em!
retirar!uma!determinada!quantidade!de!material!das!arestas!dos!pisos,!tornando!
as!peças!menores.!Assim!sendo,!deveCse!tomar!atenção!com!relação!ao!tamanho!
que! as! peças! saem! do! forno,! bem! como! a! quantidade! de! material! que! será!
retirado,! ajustando! o! processo! de!modo! a! garantir! que! a! peça! final,! retificada,!
tenha!as!dimensões!especificadas!no!projeto.!
! DeveCse! também! ter! especial! atenção! com! a! retífica! de! porcelanatos!
esmaltados,!já!que!o!processo!de!retífica!nas!laterais!dos!pisos!pode!promover!o!
lascamento!do!esmalte,!inutilizando!a!peça!lascada.!
!
3.6.8*Controle*de*qualidade*e*classificação*
! Após!a!saída!do!forno!ou!da!retífica!os!pisos!passam!por!um!controle!de!
qualidade,! amostral,! feito! por! lotes,! que! verificam! a! qualidade! da! superfície,! a!
precisão!dimensional,!presença!de!imperfeições!entre!outros!parâmetros.!
! As!técnicas!utilizadas!no!controle!de!qualidade!não!serão!abordadas!neste!
trabalho.!
! As! peças! que! não! são! selecionadas! para! o! controle! de! qualidade! são!
encaminhadas! para! classificação,! feita! de! maneira! automática,! em! que!
equipamentos!classificam!as!peças!de!acordo!com!a! tonalidade!e!o! tamanho,! já!
que! a! utilização! de! matériasCprimas! naturais! e! variações! no! processo! dão!!
margem!para!desvios!do!padrão!de!cor!e!geram!peças!de!diferentes!dimensões!
dentro!de!uma!determinada!margem!de!variação.!
! As!peças!são!agrupadas!conforme!cor!e!tamanho,!e!seguem!por!fim!para!
embalagem.!
!
!
! 25!
3.6.9*Embalagem*e*expedição*
! Após!classificadas!as!peças!seguem!automaticamente!para!a!embalagem,!
também! feita! de! maneira! automática.! Um! braço! robótico! rotaciona! as! peças!
agrupadas! por! tamanho! e! cor! enquanto! um! bico! aplica! a! cola! que! fechará! a!
embalagem!e!outro!braço!envolve!os!pisos!na!embalagem!de!papelão.!
! Em!seguida!a!caixa! já! selada!passa!por!uma! impressora!que! identifica!o!
modelo!do!piso,!o!tamanho!e!a!cor,!e!um!outro!braço!mecânico!separa!a!caixa!no!
"palete"! correspondente,! contendo! outras! caixas! com! pisos! de! mesmas!
especificações.!
! Por!fim,!quando!o!palete!é!completado!com!o!número!máximo!de!caixas!
um!operador!o! coleta! com!uma!empilhadeira! e! armazena!na! região! correta!do!
depósito,!ou!leva!os!pisos!para!carregamento!imediado.!
!
4.*O*problema*do*empeno*
! O! empeno! observado! em! pisos! esmaltados,! também! chamado! "empeno!
diferido"! devido! a! origem! espanhola! do! termo! (originalmente! "curvatura!
diferida")!consiste!na!perda!de!planaridade!apresentada!pelas!placas!cerâmicas,!
fazendo!com!que!a!peça!fique!côncava!ou!convexa,!dependendo!do!caso.9,10!
! O!efeito!do!empeno!é!mais!notável!quanto!maior!forem!as!dimensões!da!
peça,! logo,! atingem! de!maneira! significativa! os! pisos! do! tipo! porcelanato,! que!
possibilitam! obter! placas! de! tamanhos! maiores! do! que! as! obtidas! com!massa!
vermelha,!produzidas!por!via!seca.!
!
!!!!!!!!!!! !* Figura*11:*Ilustração*de*um*piso*empenado.*Observa^se*a*perda*de*planaridade*
! Com! a! popularização! do! porcelanato! esmaltado! no! Brasil,! devido! à! boa!
aceitação! do! mercado! e! facilidade! de! fabricação! a! partir! dos! equipamentos!
utilizados!na!produção!de!pisos!por!via!seca,!associado!à!tendência!crescente!de!
produzir! pisos! com! dimensões! cada! vez!maiores,! o! problema! do! empeno! vem!
atingindo!cada!vez!mais!fabricantes!e!consumidores,!despertando!o!interesse!de!
! 26!
indústrias,! institutos! de! pesquisa! e! universidade,! que! vêm! trabalhando! com!
empenho! crescente! nos! últimos! anos! tendo! como! finalidade! compreender! as!
causas! do! fenômeno! e! desenvolver! estratégias! para! eliminar! ou! reduzir! a!
magnitude!do!defeito.!
! As! causas! do! problema! não! são! completamente! conhecidas,! e! os!
mecanismos!de!como!o!empeno!ocorre!ainda!estão!sendo!compreendidos,!mas!
diversos! trabalhos! abordam! o! tema! e! a! maioria! deles! apontam! para! duas!
principais! causas! para! tal:! o! alívio! de! tensões! residuais! e! o! fenômeno! de!
expansão! por! umidade! da! camada! vítrea.! Cada! um! dos! temas! será! abordado!
adiante.13!
!
4.1*Medindo*o*defeito*
! Para!que!se!possa!avaliar!o!empeno! imediatamente!na!saída!do! forno,!e!
fazer!um!acompanhamento!da!evolução!da!curvatura!ao!longo!do!tempo,!deveCse!
adotar!uma!metodologia!para!realizar!a!medição.9,10!
! Todos! os! trabalhos! tomados! como! referência! utilizaram! um! relógio!
comparador,! que! consiste! em! uma! espécie! de! relógio,! digital! ou! analógico,!
contendo! um! mostrador! ou! uma! escala! com! ponteiros,! e! é! capaz! de! medir!
diferenças!dimensionais!da!ordem!de!mícrons,!para!mais!ou!para!menos.!
! Para!medir! o! empeno!de!pisos!o! relógio! comparador! foi! acoplado!a!um!
sistema! de! hastes! de! 3! pontos,! de! modo! que! o! apoio! central! é! o! relógio!
comparador!e!os!apoios!das!extremidades!são!fixos.!Quando!os!3!pontos!de!apoio!
se! situam! à! mesma! altura! o! mostrador! do! relógio! comparador! indica! "0".! A!
calibração! é! feita! tarando! o! relógio! comparador! sobre! uma! pedra! plana,! de!
referência.!
!!!!!!!!!!!!! !* ********Figura*12:*Relógio*comparador*para*medida*do*empeno*de*pisos*cerâmicos*
! 27!
! A!diferença,! ou!desnível,! entre!os!3!pontos! é! chamada! flecha.!Para! cada!
peça! analisada! foram! tomadas! as! medidas! da! flecha! nas! 4! arestas,! e!
eventualmente! das! 2! diagonais! da! peça,! afim! de! mensurar! e! mapear! o!
comportamento!da!curvatura!diferida.!
!
4.2*Resultados*e*causa*prováveis*
! Na!edição!de!2008!do!QUALICER,!o!Congreso!Mundial! !de! la!Calidad!del!
Azulejo!y!del!Pavimento!Cerámico!(World!Congress!on!Ceramic!Tile!Quality)!que!
acontece! na! espanha! e! é! tido! atualmente! como! o! evento! mais! expressivo!
relacionado!ao!setor,! foi!apresentado!um!trabalho!desenvolvido!no!Instituto!de!
Tecnología! Cerámica! de! Castellon! relacionando! fatores! como! teor! de! quartzo,!
feldspato!e!pressão!de!compactação!com!o!empeno.11!
! Em!2009!foi!publicado!na!revista!Cerâmica!Industrial!o!primeiro!trabalho!
realizado!no!Brasil!referente!ao!empeno!diferido,!desenvolvido!em!uma!empresa!
na!região!de!Santa!Gertrudes,!baseado!no!trabalho!citado!anteriormente.10!
! No! estudo! foram! formuladas! duas! diferentes! composições! de! massa!
cerâmica,!diferindo!no!teor!de!quartzo.!Cada!uma!das!massas!foi!prensada!em!3!
diferentes!pressões!de!compactação:!330!kgf.cmC2,!370!kgf.cmC2!e!400!kgf.cmC2,!
no!formato!50x100!cm.!!
! Foram! testadas! também!diferentes!espessuras!de!camadas!de!esmalte!e!
engobe,!em!combinações!com!208,!297!e!386!gramas!de!engobe,!208,!297!e!386!
gramas! de! esmalte! por! peça,! que! resultam! em! espessuras! diferentes! destas!
camadas.!
! Como! a!medida! da! quantidade! de! esmalte! ou! engobe! é! feita! através! da!
massa!aplicada!em!uma!bandeja!padrão!com!medidas!41x41!cm,!as!massas!de!
208,!297!e!386!gramas!correspondem!respectivamente!a!70,!100!e!130!gramas!
de!engobe!ou!esmalte!na!bandeja!padrão.!
! ObservaCse! um! reflexo! significativo! da! pressão! de! compactação! e! o!
empeno!(médio)!apresentado!pelas!peças,!por!até!72!horas!após!a!queima,!sendo!
que! quanto! maior! for! a! pressão! de! compactação,! menor! é! a! tendência! de!
empeno.!
! 28!
!Figura*13:*Testando*diferentes*pressões*de*prensagem*para*uma*massa*cerâmica*com*baixo*teor*de*feldspato*
!
!Figura*14:*Testando*diferentes*pressões*de*prensagem*para*uma*massa*com*alto*teor*de*feldspato*
! 29!
! Já! com! relação! à! massa! de! engobe! e! esmalte! aplicadas,! ou! seja,! à!
espessura!destas!camadas,!não!se!observa!grande!influência!na!medida!da!flecha,!
pois! combinações! diferentes! nas! camadas! resultam! em! comportamentos!
similares.!O!que!se!observa!é!que!a!massa!P01,!com!menor!teor!de!feldspato,!é!
mais!sensível!ao!efeito!nas!primeiras!48!horas!após!a!saída!do!forno.!
! NotaCse!também!que!após!72!horas!a!partir!da!saída!do!forno!o!empeno!
tende!a!se!estabilizar.!
!Figura* 15:* Comparando* diferentes* espessuras* de* camada* de* esmalte* para* diferentes* massas*cerâmicas*
!
!Figura*16:*Diferentes*espessuras*de*camada*de*esmalte*e*engobe*para*diferentes*massas*cerâmicas*
! 30!
! Assim,! podemos! relacionar! a! pressão! de! compactação! como! fato!
interferente!direto!no!empeno!observado!nas!peças!nas!primeiras!72!horas!após!
a! queima,! e! descartaCse! a! influência! das! espessuras! das! camadas! de! engobe! e!
esmalte,!e!sim!do!teor!de!feldspato!presente!nestas.!10!
! O! aumento! da! pressão! de! compactação! resulta! em! menores! tensões!
residuais! nas! peças! queimadas,! e!menores! teores! de! feldspato! as! tornam!mais!
sensíveis!ao!empeno,!portanto!menos!quantidade!de!fase!vítrea.!Logo,!sugereCse!
que!a!fase!vítrea!contribua!no!sentido!de!conter!o!efeito!do!empeno.!
! Os! feldspatos,! bem! como! os! quartzos,! são! materiais! que! não! aportam!
plasticidade!em!presença!de!umidade,!eles!correspondem!à!fração!de!partículas!
de!maior!tamanho!na!mistura,!normalmente!com!tamanhos!máximos!de!até!63!
μm.!Por!esta!razão,!favorecem!o!empacotamento!de!partículas!durante!a!etapa!de!
compactação!e!a! saída!de!água!durante!a! secagem!das!peças.!Além!do!mais,!as!
partículas! cristalinas! provenientes! desses!materiais! ou! cristalizadas! durante! a!
queima! desenvolvem! um! importante! papel! reforço! da! microestrutura,!!
contribuindo!para!que!a!placa!cerâmica!adquira!maior!resistência!ao!empeno.!
! Baseado!nisso!foram!realizados!estudos!mais!recentes!relacionando!o!do!
empeno!com!o!teor!de!feldspato!e!fase!vítrea!presentes!na!formulação.!
!
!
4.3*Alívio*de*tensões*residuais*
*
! Os! ciclos!de!queima!utilizados! atualmente! são!os!mais! rápidos!possível,!
focando! no! aumento! da! produtividade.! Ocorre! que! o! ciclo! e! a! história! térmica!
determinam!de!maneira!fundamental!muitas!das!propriedades!do!produto!final.!!
! No!que!diz!respeito!à!etapa!de!resfriamento,!industrialmente!se!faz!o!mais!
rapidamente! possível! com! escasso! controle! sobre! as! variáveis! próprias! dessa!
etapa! da! queima,! respeitandoCse! apenas! a! temperatura! de! transformação!
alotrópica!do!quartzo!(573°C),!onde!se!reduz!a!taxa!de!resfriamento!para!evitar!
o! rompimento! das! peças,! voltando! a! aumentar! até! a! saída! do! forno.! Dada! a!
velocidade!da!queima!as!reações!de!fusão,!cristalização!e!dissolução!dificilmente!
chegam!a!seus!estados!de!equilíbrio!termodinâmico.!13!
! 31!
! O! resultado! disto! é! o! surgimento! de! tensões! residuais! que! podem! ser!
classificados! de! acordo! com! sua! magnitude:! macroscópicas! quando! se!
manifestam!ao!longo!de!vários!grãos!ou!ao!longo!de!toda!a!espessura!do!corpo;!
ou!microscópicas,!quando!se!manifestam!em!grãos!individuais!ou!em!parte!deles,!
entre! fases! ou! grãos! dispersos! na!matriz.! Há! também! as! tensões! residuais! em!
escala!interatômica!que!não!serão!abordadas!neste!trabalho.!
! Nos! vidros! são! empregadas! elevadas! taxas! de! resfriamento,! que!
associadas!à!baixa!difusividade!térmica!do!material,! resultam!em!um!gradiente!
térmico! entre! a! superfície! e! o! interior,! de! modo! que! as! camadas! externas! se!
resfriam!mais!rapidamente,!retraem!e!atingem!sua!rigidez,!enquanto!as!camadas!
mais! interiores! ainda! encontramCse! quentes! e! no! estado! viscoso.! Quando! o!
interior!do!material! resfria! suficiente!para!adquirir! rigidez! fica! impossibilitado!
de!se!retrair!livremente!devido!à!resistência!oferecida!pelas!camadas!exteriores.!
Desta!maneira!se!formam!os!gradientes!de!tensão!ao!longo!de!toda!a!espessura!
do! material,! tornando! as! camadas! mais! externas! sob! compressão! e! as! mais!
internas!em!tração,!quando!o!equilíbrio!térmico!é!atingido.!10,!11,!13!
! No!porcelanato!o!surgimento!de!tensões!residuais!macroscópicas!ocorre!
de!maneira! similar,!mas! levandoCse! em! conta! que! os! coeficientes! de! dilatação!
térmica! entre! o! suporte! e! a! camada! vítrea! de! esmalte! e! engobe! podem!
apresentar! diferenças! bastante! significativas,! causando! gretamento! ou!
lascamento!do!piso,!conforme!mencionado!anteriormente.!
! Já! as! tensões! residuais! microscópicas! são! originadas! em! função! dos!
diferentes! coeficientes! de! expansão! térmica! das! partículas! de! fases! diferentes,!
em!especial!das!partículas!cristalinas!e!da!matriz!vítrea.!No!caso!do!porcelanato!
as!maiores! tensões! são! aquelas!desenvolvidas!pelas!partículas!de!quartzo,! que!
apresentam! variação! significativa! de! volume! na! transformação! alotrópica! de!
quatrzoCα! para! quartzoCβ.! Dependendo! da! magnitude! das! tensões! geradas! as!
partículas!de!quartzo!presentes!na!matriz!vítrea!podem!se!desprender!gerando!
microfissuras!que!aliviam!as!tensões!residuais,!funcionando!como!mecanismo!de!
tenacificação.!
! Isto!sugere!que!o!teor!de!quartzo!deve!interferir!de!maneira!significativa!
nas!tensões!residuais,!e!conseqüentemente!no!empeno.!
! 32!
! Um!estudo! realizado!pelo!Departamento!de!Engenharia! de!Materiais! da!
Universidade! Federal! de! Santa! Catarina! preparou! corpos! de! prova! com! uma!
composição!típica!utilizada!!pelas!indústrias!cerâmicas!para!fabricação!de!pisos!
do! tipo!porcelanato,!e!os!submeteu!a!7!condições!distintas!de!resfriamento,!de!
modo!a!observar!a!influência!das!taxas!de!resfriamento!empregadas!e!o!nível!de!
tensões! residuais! macroscópicas! gerado.! Dentre! as! condições,! um! grupo! teve!
resfriamento! respeitando! a! faixa! de! temperatura! de! transformação!do! quartzo!
com! taxas! menores,! enquanto! outro! grupo! manteve! a! taxa! de! resfriamento!
constante!até!a!temperatura!ambiente.!
! Os! resultados! apontam! que! os! resfriamentos! forçados! geram! tensões!
residuais! macroscópicas! de! compressão! na! superfície! dos! corposCdeCprova,!
sendo! que! os!maiores! níveis! de! tensões! são! obtidos! com! as!maiores! taxas! de!
resfriamentos!para!o!grupo!que!respeitou!a!transformação!do!quartzo.!
! Adicionalmente,! a! superfície! em! compressão! resultou! no! aumento! de!
resistência!mecânica!dos!corpos!de!prova.13!
! Já! o! grupo! de! corposCdeCprova! que! não! respeitou! a! transformação! do!
quartzo! apresentou! menor! tensão! residual! macroscópica,! associado! a! maior!
geração! de! defeitos! microestruturais! resultantes! da! alta! taxa! de! resfriamento!
durante! a! transformação! do! quartzo,! promovendo! a! deterioração! da!
microestrutura.! A! principal! causa! é! provavelmente! a! grade! diferença! entre! os!
coeficientes!de!expansão!térmica!do!quartzo!e!da!matriz!vítrea,!evidenciada!pelo!
surgimento!de!microfissuras!ao!redor!das!partículas!de!quartzo!observadas!em!
MEV.!13!
!!!!!!!!!!!!!! !Figura*17:*Micro*trincas*ao*redor*de*um*grão*de*quartzo*e*deterioração*da*microestrutura*
! 33!
! O!estudo!sugere!que!o!porcelanato!é!um!produto!sensível!ao!processo!de!
têmpera!ao!desenvolver!tensões!residuais!durante!resfriamentos!rápidos,!típicos!
de!processos!industriais.!!
! Quando! elevaCse! o! nível! de! tensões! residuais! macroscópicas! de!
compressão!na!superfície,!observaCse!aumento!na!resistência!mecânica!também,!
assim! como! ocorre! no! processo! de! têmpera! de! vidros.! Porém! a! existência! de!
gradientes! térmicos! entre! a! superfície! e! o! interior! da! peça! durante! a!
transformação!alotrópica!do!quartzo!resulta!em!deterioração!da!microestrutura,!
prejudicando!a!resistência!mecânica.!
!
4.4*Expansão*por*umidade*
! Uma! vez! que! os! pisos! cerâmicos,! conhecidos! como! "pisos! frios"! são!
resistentes! à! água! é! comum! que! se! faça! uso! de! água! em! abundância! para! a!
limpeza!e!manutenção!dos!mesmos.!
! Além!disso,!pisos!e!revestimentos!cerâmicos!são!aplicados!também!para!
ambientes!externos,!ficando!sujeitos!a!contato!intenso!com!água!e!umidade.!
! As!matériasCprimas! que! compõem!as! placas! cerâmicas! contém! água! em!
suas!moléculas,!em!forma!de!umidade!ou!água!de!estrutura.!No!entanto,!durante!
o!processo!de!queima!essa!água!é!volatilizada,!inclusive!a!estrutural.!
! Porém,!após!o!processo!de!queima!ocorrerá!a!reChidratação!do!material,!
por! adsorção! em! forma!de! vapor!da!umidade!natural! ou!devido! ao! contato!da!
água!do!ambiente!em!que!o!piso!estiver!submetido.!!
! Esta!reincorporação!da!água!provoca!aumento!do!tamanho!da!moléculas!
minerais,!fazendo!com!que!o!corpo!se!expanda.!
! Tal! fenômeno! é! chamado! como! "expansão! por! umidade"! ou! "dilatação!
higroscópica",!e!se!inicia!imediatamente!quando!a!peça!sai!do!forno!e!entra!em!
contato!com!o!meioCambiente.12!
! Segundo! a! norma! NBRC13.818,! o! limite! de! expansão! por! umidade!
recomendo! é! de! no! máximo! 0,6%,! de! modo! a! evitar! problemas! como!
descolamento!das!placas.!No!caso!de!pisos!a!expansão!promove!uma!espécie!de!
"estufamento"!do!piso,! resultante!do!descolamento!das!placas!e!do!movimento!
que!as!placas!exercem!umas!sobre!as!outras,!empurrandoCse!mutuamente.!Mas!
em!revestimentos!de!parede!o!problema!é!mais!sério,!uma!vez!que!as!placas!são!
! 34!
assentadas! na! vertical,! em! paredes,! e! podem! se! soltar! totalmente! e! cair! de!
alturas!consideráveis!quando!ocorre!o!descolamento.!
! Um!estudo!realizado!por!uma!consultoria!especializada!em!revestimentos!
cerâmicos,!na!cidade!de!Água!Branca,!interior!de!São!Paulo,!submeteu!pisos!com!
idades!entre!8!e!10!anos,!nas!cores!azuis!e!vermelha,!de!lotes!que!apresentaram!
problemas!de!descolamento!a!ensaios!de!expansão!por!umidade,!por!meio!de!3!
diferentes!métodos!de!ensaio!propostos.!
! Inicialmente!todas!as!peças!deveriam!ser!requeimadas!em!mufla!a!550°C!
durante!4!horas,!e!separadas!em!3!grupos.!O!primeiro!grupo!de!peças!foi!imerso!
em! água! fervente! por! 24,! 48! e! 72! horas,! o! segundo! submetido! a! autoclave! a!
500kPa! durante! 2! horas! e! o! terceiro! grupo! submetido! a! autoclave! a! 700kPa!
durante!5!horas.12!
! O!trabalho!compara!também!4!diferentes!normas!referentes!a!ensaios!em!
placas!cerâmicas:!a!norma!NBR!13.818,!a!norma!ISO!10.545,!a!norma!BS!6431!e!a!
norma!ASTM!C!370,! em!que! todas! realizam!os! teste!de! expansão!por!umidade!
pela! imersão! em! água! fervente! por! 24! horas,! e! sugere! a! comparação! entre! os!
método!por!imersão!e!por!uso!de!autoclave.!
! As! peças! foram!medidas! após! a! requeima! em!mufla! (Lo)! e! após! serem!
submetido!à!imersão!ou!autoclave!(L);!a!EPU!é!obtida!pela!equação:!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !* * Equação*1:*Cálculo*da*Expansão*por*Umidade*(EPU)*
!
!
!
!
!
!
!
!
!
! 35!
Os!resultados!obtidos!seguem!abaixo!
!* Tabela*3:*Resultados*dos*ensaios*de*expansão*por*umidade*obtidos*para*18*amostras*
!!
! ComparouCse! então! os! resultados! obtidos! pelos! métodos! de! fervura! e!
autoclave! e! verificouCse! que! os! resultados! obtidos! pelo! método! de! fervura!
atingiram!2mm/m,!enquanto!o!método!autoclave!obteve!resultados!próximos!de!
3mm/m.!
!* * Figura*18:*Resultados*de*EPU*para*18*amostras!
! Os! resultados! demonstram! dois! importantes! pontos:! a! expansão! por!
umidade!em!um! longo! tempo!pode!atingir!valores!superiores!aos!evidenciados!
pelos! ensaios! de! EPU! utilizados! atualmente,! inclusive! em! pisos! do! tipo!
! 36!
porcelanato;! e! deveCse! questionar! se! o!método! de! fervura! é! eficiente! e! ilustra!
realmente! o! fenômeno! de! absorção! de! água,! com! o! objetivo! de! garantir! que! a!
norma! brasileira! estabeleça! de! fato! absorções! de! água! de! até! 0,5%,! ou! se! ela!
camufla!uma!absorção!real!devido!à!má!escolha!do!método!utilizado.!
! Um!outro!trabalho!realizado!no!Laboratório!de!Revestimentos!Cerâmicos!
(LaRC)!da!Universidade!Federal!de!São!Carlos!verificou!que!ocorre!expansão!por!
umidade!inclusive!em!baguetas!de!vidro!submetidos!em!autoclave.!
!
!5.*Conclusões*
! Os! trabalhos! analisados! relacionam! alguns! fatores! que! interferem! no!
empeno!verificado!em!pisos!do!tipo!porcelanato!esmaltado,!quais!sejam:!
1.!O!empeno! tem!maior!magnitude!em!peças!com!maiores!dimensões,!por! isso!
são!mais!notados!em!porcelanatos,!uma!vez!que!as!características!deste!tipo!de!
piso!permitem!a!confecção!de!peças!de!maiores!tamanhos.!
2.! A! pressão! de! prensagem! tem! importância! relevante! principalmente! nas!
primeiras!72!horas!após!a!queima,!sendo!que!pressões!de!compactação!maiores!
levam! a! empenos! de!menor!magnitude,! já! que! pressões!maiores! implicam! em!
menores!tensões!residuais.!
3.! A! espessura!da! camada!de! engobe! ou! esmalte! não! interferem!no! empeno,! e!
sim!a!composição!destes,! relacionada!principalmente!com!o! teor!de! feldspatos.!
Quanto!maio!menor!o!teor!de!feldspato,!menor!o!teor!de!fase!vítrea,!e!as!placas!
cerâmicas!serão!mais!susceptíveis!ao!empeno.!
4.! O! empeno! diferido! resulta! dos! diferentes! coeficientes! de! expansão! térmica!
entre! !a!camada!vítrea,!de!engobe!e!esmalte,!e!o!suporte!de!massa!cerâmica.!O!
alívio! de! tensões! residuais! macroscópicas! e! microscópicas! promove! o!
relaxamento!estrutural!da!camada!vítrea!
5.!Os! porcelanatos! esmaltados! são! sensíveis! à! têmpera!de!maneira! similar! aos!
vidros.! Maiores! taxas! de! resfriamento! resultam! em! maior! nível! de! tensões!
residuais,! Taxas! elevadas! produzem! altos! níveis! de! tensão! de! compressão! na!
superfície,! que! pode! potencializar! o! efeito! do! empeno,! mas! contribui! para! o!
aumento!da!resistência!mecânica.!
! 37!
6.! Altas! taxas! de! resfriamento! durante! a! transformação! alotrópica! da! sílica!
produz!microfissuras!ao!redor!das!partículas!de!quartzo,!podendo!aliviar!o!efeito!
do!empeno,!mas!prejudicando!severamente!a!resistência!mecânica!da!peça.!
7.!O!teor!de!quartzo!e!de!feldspatos!interfere!diretamente!nas!tensões!residuais.!
Eles! fornecem! partículas! cristalinas! ou! que! se! cristalizam! durante! a! queima! e!
oferecem!reforço!mecânico,!aumentando!a!resistência!ao!empeno.!
8.!A! expansão!por!umidade!pode! ter! grande! influência!no!desenvolvimento!do!
empeno,! atuando! tanto! no! suporte! quanto! na! camada! vítrea,! uma! vez! que! a!
umidade!adsorvida!promove!expansão!em!diferentes!magnitudes!para!ambos.!
9.! A! metodologia! empregada! para! determinar! a! absorção! de! água! das! placas!
cerâmicas!pode!não!refletir!o!fenômeno!tal!como!ocorre!na!realidade.!
!
6.*Minimizando*o*problema*
! Diante!dos!resultados!observados,!algumas!atitudes!podem!ser! tomadas!
de!modo!a!minimizar!o!efeito!do!empeno!diferido:!
1.! Controle! das! etapas! de! resfriamento,! com! menores! taxas,! minimizando! as!
tensões!residuais!resultantes.!
2.!Emprego!de!maiores!pressões!de!compactação,!afim!de!gerar!menores!níveis!
de!tensões!residuais.!
3.! Adotar! massas! cerâmicas! e! composições! de! esmaltes! e! engobes! cujos!
coeficientes!de!expansão!térmica!sejam!os!mais!próximos!possíveis.!
4.!Controlar!o!teor!e!a!granulometria!do!quartzo!e!dos!feldspatos,!favorecendo!a!
formação!de!estruturas!cristalinas!que!ofereçam!reforço!microestrutural!para!a!
placa!cerâmica.!
!
7.*Sugestões*para*trabalhos*posteriores*
1.!Elaborar!testes!em!escala!piloto!com!suportes!de!espessuras!menores,!visando!
identificar!a!influência!da!camada!de!esmalte!e!engobe!no!empeno!de!peças!mais!
finas.!
2.!Testar!matériasCprimas!que! forneçam!estruturas!do!tipo!agulha!de!mulitas!e!
verificar! aumento! de! resistência! ao! empeno,! confeccionando! peças! e!
submetendoCas!a!altas!taxas!de!resfriamento,!inclusive!durante!a!transformação!
alotrópica!do!quartzo.!
! 38!
3.! Contrapor! o! ganho! obtido! com! o! reforço! microestrutural! por! estruturas!
cristalinas!formadas!a!partir!do!quartzo,!feldspatos!ou!por!agulhas!de!mulita!com!
a! perda! oferecida! pela! deterioração! da!microestrutura! durante! o! resfriamento!
severo!na!transformação!alotrópica!do!quartzo.!
4.!Avaliar!a!metodologia!usada!pelos!ensaios!de!absorção!de!água!previstos!em!
norma! (imersão! em! água! fervente! por! 24! horas)! realizandoCos! para! tempos!
prolongados,!verificando!a!absorção!para!48!e!72!horas.!
!
8.*Bibliografia*
1.!ASPACER!(Associação!Paulista!das!Cerâmicas!de!Revestimento),!DADOS!
ESTATÍSTICOS,!disponível!em!www.aspacer.com.br/estatisticas.html!
2.!ANFACER!(Associação!Nacional!dos!Fabricantes!de!Cerâmica!para!
Revestimento,!Louças!Sanitárias!e!Congêneres),!DADOS!DO!SETOR,!BRASIL,!
MUNDO,!EXPORTAÇÃO!E!PRODUÇÃO,!disponível!em!www.anfacer.org.br!
3.!PANORAMA!E!PERSPECTIVAS!DA!INDÚSTRIA!DE!REVESTIMENTOS!
CERÂMICOS!NO!BRASIL;!CABRAL!JR,!Marsis;!BOSCHI,!Anselmo!O.;!Motta,!José!
Francisco!M.;!TANNO,!Luiz!C.;!SINTONI,!Ayrton;!COELHO,!José!M.;!CARIDADE,!
Marcelo;!Revista!Cerâmica!Industrial;!Volume!15;!número!3;!Maio/Junho!2010,!
disponível!em!www.ceramicaindustrial.org.br!!
!
4.!PRINCIPLES!OF!CERAMICS!PROCESSING;!REED,!James!S.;!2a!edição;!Editora!
John!Wiley!&!Sons,!1995,!New!York.!
!
5.!MATERIALS!SCIENCE!AND!ENGINEERING:!AN!INTRODUCTION;!CALLISTER,!
William!D.;!8a!edição,!Editora!Wiley!&!Sons,!2009,!New!York!
!
6.!PANORAMA!ATUAL!DA!INDÚSTRIA!DE!REVESTIMENTOS!CERÂMICOS;!
BOSCHI,!Anselmo!O.;!Revista!Cerâmica!Industrial;!Volume!13;!Número!3;!
Maio/Junho!2008,!disponível!em!www.ceramicaindustrial.org.br!
!
!
!
! 39!
7.!NORMA!ABNT!13818:1997!VERSÃO!CORRIGIDA:1997;!Placas!Cerâmicas!Para!
Revestimento!C!Especificação!e!Métodos!de!Ensaio,!disponível!em!
www.abntcatalogo.com.br/norma!
!
8.!AS!MATÉRIASCPRIMAS!CERÂMICAS.!PARTE!II:!OS!MINERAIS!INDUSTRIAIS!E!
AS!MASSAS!DA!CERÂMICA!TRADICIONAL;!MOTTA,!José!F.!M.;!CABRAL!JR.,!M.;!
TANNO,!Luiz!C.;!ZANARDO,!Antenor;!Revista!Cerâmica!Industrial;!Volume!7;!
Número!1;!Janeiro/Fevereiro!2012,!disponível!em!
www.ceramicaindustrial.org.br!
!
9.!ANÁLISE!E!MEDIDA!DOS!FATORESUE!AFETAM!AS!CURVATURAS!
RETARDADAS!EM!PORCELANATO;!CANTAVELLA,!Vicente;!GarcíaCTen,!J.;!
SÁNCHEZ!E.;!BANNIER!E.;!SÁNCHEZ!J.;!SOLER,!C.;!SALES,!J.;!Revista!Cerâmica!
Industrial;!Volume!13;!Número!2;!Abril!2008!
!
10.!ANÁLISE!EXPERIMENTAL!DOS!PARÂMETROS!DE!PROCESSAMENTO!QUE!
AFETAM!O!EFEITO!DE!CURVATURAS!DIFERIDAS!EM!REVESTIMENTOS!
CERÂMICOS;!OLIVEIRA!C.!J.,!ROSSA!P.,!GAMA!R.!M.;!Revista!Cerâmica!Industrial;!
Volume!14;!Número!6;!Dezembro!2009!
!
11.!MODELIZACIÓN!MECÁNICA!DEL!ENFRIAMENTO!RÁPIDO!EN!SISTEMAS!TIPO!
GRES!PORCELÁNICO;!DAL!BÓ!M,!CANTAVELLA!V.,!SÁNCHEZ!E.,!HOTZA!D.,!
BOSCHI!A.,!QUALICER!2012:!XI!Congresso!Mundial!de!la!Calidad!Del!Azulejo!y!del!
Pavimento!Cerámico.!
!
12.!EXPANSÃO!POR!UMIDADE!DE!PLACAS!PARA!REVESTIMENTOS!CERÂMICOS;!
BAUER!J.!R.!F,!RAGO!F.;!Revista!Cerâmica!Industrial;!Volume!5;!Número!3;!Junho!
2000!
!
13.!ESTUDO!DAS!PROPRIEDADES!MECÂNICAS!DE!PORCELANATO!ATRAVÉS!DA!AVALIAÇÃO!DE!TENSOES!RESIDUAIS!MICROSCÓPICAS!E!MACROSCÓPICAS!ORIGINADAS!DURANTE!A!ETAPA!DE!RESFRIAMENTO!DO!CICLO!DE!QUEIMA;!!NONI!Jr.!A.;!Tese!de!doutorado!em!engenharia!de!materiais!pela!Universidade!Federal!de!Santa!Catarina;!Florianópolis;!2007!*
! 40!
14.!ABCERAM:!Associação!Brasileira!de!Cerâmica,!INFORMAÇÕES!TÉCNICAS:!DEFINIÇÃO!E!CLASSIFICAÇÃO,!disponível!em!www.abceram.org.br/site/informacoesCtecnicas!!
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