Desarrollo de un protocolo para la aplicación del método de Rietveld y del estándar interno en la caracterización de materiales cerámicos con contenido de amorfos

La técnica de difracción de rayos X de muestras en polvo se ha convertido en una de las herramientas más útiles en el ámbito internacional para el análisis mineralógico cuantitativo de materiales -- Con base en esta técnica se han desarrollado diversos métodos con los cuales no solo es posible obtener información cualitativa y cuantitativa de las fases cristalinas en un material, sino también del contenido de amorfos si el material es semicristalino -- Los métodos de este tipo más difundidos son el método de cuantificación de fases de Rietveld y el método del estándar interno de cuantificación del contenido de amorfos -- En el método de Rietveld se modela todo el perfil de difracción observado a partir de parámetros estructurales de las fases constituyentes, lo que permite refinar parámetros de naturaleza instrumental y cristalográfica, se compara el difractograma calculado y el observado, se reducen las diferencias a través del método de mínimos cuadrados y se obtiene a partir de esto los resultados cuantitativos -- En el método del estándar interno se obtiene un estimativo del contenido de amorfos mezclando con la muestra una cantidad conocida de un estándar interno apropiado y con base en esto, se corrige el contenido de fases en la mezcla cuantificado por el método de Rietveld -- El trabajo consistió en el estudio y evaluación del método de Rietveld y del estándar interno, para lo cual se indagó acerca del efecto en el contenido de amorfos cuantificado al variar el tipo de estándar interno utilizado y su cantidad añadida -- Se estudiaron los factores de distorsión relacionados con la orientación preferencial, la microabsorción y el efecto en los resultados del tipo de parámetros refinados en el modelamiento del perfil de difracción, con el objeto de proponer un protocolo validado de cuantificación del contenido de amorfos en materiales cerámicos con base en los métodos de Rietveld y del estándar interno usando el programa X'Pert High Score Plus® v3.0e de PANalytical®, así como de aplicarlo en la caracterización de ciertos materiales seleccionados

Desarrollo de piezas de gran formato en la Ladrillera San Cristóbal y medición de sus impactos ambientales mediante la metodología de Análisis de Ciclo de Vida

En el presente trabajo se pretende evidenciar el proceso de desarrollo de una pieza de arcilla cocida de gran formato en las instalaciones de la planta de Itagüí de la Ladrillera San Cristóbal S.A. y posteriormente analizar, a través de la metodología del Análisis de ciclo de vida, los resultados de la medición de los impactos ambientales al construir un metro cuadrado de muro no estructural empleando dicha pieza -- Y compararlos, finalmente, con los efectos provocados por un ladrillo convencional de medidas nominales (10 cm x 20 cm x 40 cm), el cual se usa con mayor frecuencia en la mampostería no estructural en Antioquia -- El proceso de fabricación de una pieza de cerámica roja comprende las siguientes etapas: extracción minera, preparación de materias primas, moldeo, secado y cocción -- Para el desarrollo de la pieza cerámica se tomaron materias primas de varios de los títulos mineros de la empresa, haciendo siempre énfasis en aquellos que estuvieran más próximos al centro de producción -- Con ellas, se formuló una pasta cerámica que presentó el mejor comportamiento en cada una de las etapas críticas del proceso y condujo a lograr las mejores propiedades cerámicas y mecánicas de la pieza desarrollada -- Inicialmente, la pasta cerámica se acondicionó en los molinos del laboratorio, consecutivamente fue llevada a producción industrial una cantidad de 30 toneladas que procedió con la realización de los lotes en diferentes oportunidades -- La conformación de la pieza se efectuó con un molde “boquilla” que fue planteado con el equipo de diseño de la empresa y el personal de mantenimiento que la fabricó -- Posteriormente, se proyectaron ensayos de secado a diferentes piezas, para lograr simular los valores obtenidos de la pasta cerámica desarrollada a escala de laboratorio -- De esta manera, se pudo secar la pieza en un periodo inferior a las 24 horas, el tiempo aproximado que requiere la línea de producción sin ser afectada en el proceso continuo que funciona los siete días de la semana -- En caso de tener que someter la pieza a secados más extensos, el proyecto se vería perjudicado en su viabilidad -- En el horno se emplearon dos curvas de cocción de las piezas secas, debido a que inicialmente la pasta cerámica desarrollada en el laboratorio fue sometida a temperaturas entre 900 y 1000 grados centígrados -- En este rango se lograron valores de absorción de agua inferiores al 16% y una buena estabilidad del material a la quema, lo cual condujo a una aceptación de los obtenidos en cuanto a resistencia a la compresión de las piezas se refiere -- El Análisis de ciclo de vida realizado para comparar los impactos ambientales de un ladrillo tradicional versus una pieza de gran formato utilizando las metodologías de análisis de los inventarios de ciclo de vida Ecoindicador99, CML2001 Y ReciPe reforzó la hipótesis de que la principal reducción de los impactos de un tipo de ladrillo a otro se encuentra asociada a la etapa de manufactura y uso del producto -- En esa medida, se evidenció que los consumos de materiales y energía de una pieza de gran formato son menores que los de un ladrillo tradicional a lo largo de todo el ciclo de vida