INCORPORACIÓN DE CHAR DE PINO EN MEZCLAS ARCILLOSAS PARA PRODUCCIÓN DE PIEZAS CERÁMICAS POROSAS

HUGO LÓPEZ; NANCY QUARANTA; MIGUEL UNSEN; , ADRIÁN CRISTÓBAL; , GISELA PELOZO; JUAN PABLO PASQUINI

Jornada; JONICER 2019; 2019

En este trabajo se estudia un residuo de combustión incompleta de biomasa para producción de energía calórica, proveniente de una empresa maderera. Este residuo, denominado ?biochar? es el material resultante luego de la quema de tirillas y trozos pequeños de madera de pino, que a su vez son descartes de la empresa. El objetivo principal del estudio es caracterizar el char de pino, e investigar su uso como formador de poros en la fabricación de piezas cerámicas, debido a que aún contiene importantes porcentajes de material orgánico combustible.El material fue molido y seleccionado a tamaños de partícula menores de 1 mm. Luego fue secado en estufa a 100°C durante 48 horas. La arcilla utilizada para la producción de los ladrillos también fue sometida a molienda y tamizada con malla pasante de 1mm. Las materias primas han sido caracterizadas mediante diversas técnicas como análisis granulométrico, microscopías óptica y electrónica de barrido (MO y MEB), análisis químico por EDS, pérdida de peso por calcinación (PPC), difracción de rayos X (DRX), entre otras. Las piezas cerámicas se conformaron incorporando diferentes porcentajes en volumen del char: 5, 10, 15 y 20%. Una muestra sin agregado del material residual se preparó a modo de referencia. Se utilizó un molde de 40mm x 70mm y presiones de 25 MPa. Luego fueron secadas y tratadas térmicamente a 950°C durante 3 horas. Las piezas cerámicas obtenidas se caracterizaron por variación volumétrica permanente (VVP), pérdida de peso por calcinación (PPC), porosidad y propiedades mecánicas. Los análisis microscópicos del char de pino muestran que en este material aún perduran partes de la estructura típica fibrosa de la biomasa original (Figura). El análisis químico por EDS muestra porcentajes elevados de C, y contenidos variables de otros elementos siendo los principales Fe y Ca. Los compactos obtenidos presentan una tonalidad homogénea, con una mayor porosidad macroscópica a medida que aumenta el porcentaje de char incorporado. Se observa desgranamiento de la estructura en los bordes de la muestra con 20% de char. La porosidad determinada de las muestras aumenta notablemente a medida que se incrementa la proporción de residuo incorporado. Los resultados de VVP indican que las muestras con 5% y 10% se comportan de manera similar a la muestra de referencia (sin agregado de char), mientras que para porcentajes mayores de char, los valores de VVP son mucho menores. Esto significa que se han contraído menos a expensas de una mayor porosidad formada, o que el grado de sinterización alcanzado es menor. Las propiedades mecánicas de los compactos fueron evaluadas mediante el ensayo de flexión. Se observa que para valores altos de adición de residuo, 15% y 20%, la resistencia a la flexión cae a valores inferiores a los requerimientos del mercado para este tipo de materiales. En función de los resultados obtenidos puede concluirse que el char de pino puede ser utilizado para aumentar la porosidad del ladrillo, y producir piezas más livianas, con agregados de hasta 10% en volumen, ya que porcentajes mayores van en detrimento de las propiedades requeridas.