Hablar de cerámica es, para muchos, hablar de suvenires, botijos, vajillas o azulejos. Es la alusión rápida, lo que nos viene a la mente cuando escuchamos o evocamos esta palabra. Como nos dicen los profesionales de Cerámica para arquitectura que, como su nombre indica saber todo lo relacionado sobre la cerámica para este fin en particular, la cerámica esta en muchos más lugares de los que somos conscientes. Uno de ellos, las celosías de cerámica que cada vez, son más utilizadas en el sector de la construcción.
Los materiales cerámicos poseen un papel muy importante en la sociedad desde que se descubrió. Cuentan con varias aplicaciones y están presentes en infinidad de objetos que nos rodean, pues constituyen una parte esencial de la tecnología aplicada en el sector de la construcción. En este post, vamos a aprovechar para hablar sobre las características, propiedades y clasificación que presenta este material, así como de sus usos más importantes.
Empezando por el principio, es conveniente saber que los materiales cerámicos también conocidos como cerámicas, hacen referencia a una serie de productos policristalinos que se forman al ser horneadas unas arcillas naturales que contienen unos aditivos especiales procedentes de los minerales. Este horneado, se realiza a una elevada temperatura para conferir las propiedades características de este singular material. Así mismo, pueden formarse materiales cerámicos mediante el horneado de arcillas con óxidos arcillosos y sustancias inorgánicas sintetizadas con elevados puntos de fusión.
Lingüísticamente hablando, el vocablo cerámica o cerámicos, deriva del griego Keromos que, significa arcilla o tierra de alfarero, siendo un término restringido a la gran variedad de materiales y productos derivados de la cerámica.
Como decíamos párrafos atrás, lo más probable es que al escuchar la palabra cerámica, a tu mente acuda la imagen de un plato, la alfarería, puede que tejas, ladrillos e incluso cemento. Sin embargo, estos materiales cerámicos, son más que eso y poseen infinidad de aplicaciones en nuestra vida diaria. Sus usos en la electrónica son cada vez más conocidos, así como en la construcción, debido a esas particularidades que presenta.
Características de la cerámica y sus propiedades
Antes de hablar sobre las propiedades que ofrece el material cerámico, debemos hacer lo propio con sus características principales, aquellas que podemos observar a simple vista y las que no. Encontramos que los materiales cerámicos son indudablemente duros pero a su vez, quebradizos, además que es posible encontrar cerámicas en forma de sólidos amorfos, o lo que viene a ser no cristalinos, o en forma vítrea, es decir con cristales.
Los enlaces químicos que hacen posible esas características, pueden ser mixtos, iónicos y covalentes, esto hace que las cerámicas se conviertan en un material con excelentes propiedades aislantes y térmicas. A bajas temperaturas, se comportan de forma elástica pero en las condiciones adecuadas de tensión y temperatura, se convierten en un material viscoso.
Sus propiedades típicas son una elevada dureza, una elasticidad alta, su baja ductilidad, la alta estabilidad dimensional y su buena resistencia frente al desgaste. A su vez, ofrecen una elevada resistencia frente a la corrosión, el ataque químico y la intemperie. Hay que destacar igualmente, su elevado punto de fusión y que requiere una alta temperatura de trabajo. También posee un nivel de bajo de expansión térmica y ofrece una conductividad térmica de baja a media, además de un constituir un buen aislante térmico. Su resistencia a la tracción va de baja a media y posee una maquinabilidad media, se trata de un material opaco, frágil y poco resistente al impacto y el choque térmico.
En referencia a sus propiedades mecánicas, la fuerza de tensión que ofrece no es tan alta como se presume, ya que en la práctica la resistencia que presenta ante la tracción es bastante baja. Sin embargo, muestra una gran resistencia a la compresión y es más que habitual utilizar cerámicas como arcilla, cemento o productos de vidrio sometidos a compresión. Frente a la cizalla, ofrece una resistencia muy alta que falla en forma quebradiza.
Dentro de sus propiedades térmicas, la capacidad térmica, la conductividad y la resistencia a los golpes, deben ser consideraros cuando se pretenden utilizar estos materiales. El calor específico de los ladrillos a base de arcilla refractaria puede alcanzar los mil cuatrocientos grados centígrados, mientras que los de carbono se quedan en los mil.
Los materiales cerámicos no poseen los suficientes electrones libres para resaltar la conductividad térmica electrónica. A elevadas temperaturas, la conducción se efectúa mediante transferencia de energía radiante.
En cuanto a sus propiedades eléctricas, al carecer de electrones libres, la conductividad eléctrica es baja. Aunque a temperaturas elevadas, se acelera la difusión de los iones.
Dado que la cerámica ofrece diferentes tipos con sus propiedades características y aplicaciones únicas, cada una de ellas, cuenta con su propio tipo de cerámica desarrollado para una finalidad concreta. Algunos de los tipos más comunes y que a todos nos suenan son la loza, el gres, la porcelana o las más avanzadas como la alúmina o el circonio.
Presente en numerosos campos y ámbitos, podemos encontrar cerámica en toda suerte de objetos que van desde la alfarería tradicional y los materiales de construcción más comunes, hasta las pilas de combustible y los superconductores. La electrónica, la industria aeroespacial, los dispositivos médicos e incluso la producción energética, cuentan con material cerámico de algún tipo en su fabricación.
Cerámica y versatilidad son sinónimas
No porque lo diga la Real Academia de la Lengua, sino porque la cerámica es un material tan versátil que se ha utilizado durante miles de años de diversas formas que no se limitan exclusivamente a la cerámica, también ha abierto el camino de otras industrias como las citadas, aeroespacial o la medicina.
De forma tradicional, la cerámica se conoce como cerámica al uso, tejas y ladrillos. Durante miles de años, ha sido utilizada para fabricar todo tipo de objetos que van desde el menaje más típico como los cuencos y platos, hasta las figuritas y objetos decorativos más singulares. En el campo de la construcción, tejas y ladrillos se han utilizado durante milenios debido a su durabilidad y la capacidad que poseen para soportar altas temperaturas.
Más de actualidad, encontramos la cerámica avanzada, una forma más novedosa de cerámica que se ha desarrollado en el último siglo y cuenta con una gama todavía mayor de propiedades que la cerámica tradicional, incluyendo mayor resistencia, tenacidad y resistencia tanto al desgastes como a la corrosión. Este tipo de cerámica se utiliza en diversos tipos de industria.
Por otro lado, tenemos la cerámica refractaria que se ha desarrollado para soportar las temperaturas más extremas. Son las que se utilizan en hornos, calderas, producción de vidrio y otros materiales, etc. Este tipo de cerámicas, se fabrican con materiales que son capaces de soportar hasta tres mil grados Fahrenheit.
Para casos en los que es necesario utilizar un material con alta resistencia y tenacidad, tenemos la cerámica estructural. La industria aeroespacial, la automotriz o el sector de la medicina, son los que más demandan este tipo de cerámica.
Además, el sector sanitario, cuenta con un tipo específico de cerámicas, denominadas biocerámicas. Son biocompatibles por lo que se pueden utilizar en el cuerpo humano sin causar reacciones adversas. Son ejemplos de este tipo de cerámica los implantes dentales, los injertos óseos o los reemplazos de las articulaciones.
Indiscutiblemente, la versatilidad de la cerámica es algo más que notable. Aparte de las citadas, existe la cerámica eléctrica y piezoeléctrica con aplicaciones industriales de todo tipo. Desde la cerámica más tradicional hasta la más avanzada, este material tiene presencia en muchas industrias y posee aplicaciones muy diferentes entre sí. Cada tipo de cerámica posee sus propias características y propiedades determinadas para aplicaciones únicas, lo que hace de ella un material de gran importancia en la sociedad actual.
Desde su creación por los humanos hace miles de años por civilizaciones tan antiguas como Egipto o China, la cerámica ha acompañado a la humanidad. Abarcando ámbitos tan dispares entre sí como la alfarería y la construcción, este material ha desempeñado un papel crucial en la configuración de la civilización y la evolución de la humanidad. No en vano, en la actualidad, la cerámica sigue siendo utilizada en infinidad de aplicaciones.
Antes de finalizar, vamos a destacar el papel de la cerámica en relación con la energía y el medio ambiente, puesto que se trata de un material utilizado durante siglos por su durabilidad, su versatilidad y la belleza que posee. En la actualidad, el papel de la cerámica a nivel medioambiental es más que relevante puesto que es la base de las pilas de combustible y forma parte de los paneles solares tan vigentes en el momento actual.
La cerámica ayuda a reducir la huella de carbono y crear fuentes de energía sostenibles como por ejemplo, almacenando la energía como es el caso de las baterías y pilas de combustible. Igualmente se utiliza en la producción de los paneles solares mencionados, debido a su alta conductividad térmica y la capacidad para soportar altas temperaturas que posee el carburo de silícico que compone un tipo de cerámica en particular.
Nada como lo tradicional y lo más arcaico para volver a los orígenes, aunque la cerámica, también nos lleva al futuro.
