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MÉTODOS ANALÍTICOS
PARA LA EVALUACIÓN DE COMPUESTOS REFRACTARIOS EN FUNDICIÓN
ESCULTÓRICA
Jorge Alberto Durán
Suárez; Rafael Peralbo Cano; Carmen Bellido Márquez;
Antonio Sorroche Cruz y Cristina Moreno Pabón.
Universidad de Granada. Departamento de Escultura.
INTRODUCCIÓN
La fundición técnico
artística tiene una alta representatividad en diferentes
áreas tales como la Industria y la Universidad, las cuales
están unidas por un denominador común que es la
Investigación. Los estudios de materiales y técnicas
relacionados con estos procesos generan un gran interés
entre alumnos de Facultades Técnicas, Bellas Artes, Ingenierías
y Humanidades. Por otra parte, conviene recordar la producción
científica que en esta parcela se viene desarrollando
desde hace años (Durán et al, 1998.; Sorroche et
al, 1999. y Durán, et al. 2001)
El reciclado de materiales constituye una tendencia en alza.
Las técnicas de reutilización están presentes
en la mayor parte de las disciplinas, ya sean de índole
científica, artística o técnica. El campo
de la fundición escultórica es igualmente apropiado
para abordar estudios de recuperación de materiales, especialmente
y, desde nuestro punto de vista, los empleados como recubrimientos
refractarios. Una primera aproximación en esta línea
(reutilización de recubrimientos refractarios en los procesos
de fundición escultórica) se puso de manifiesto
en el artículo de las revistas Fundidores: Reciclabilidad
de compuestos refractarios. Propuesta metodológica. (Durán
et al., 2001). En el citado trabajo se proponía, tras
una serie de ensayos y análisis de tipo térmico,
continuar con pruebas que certificaran de forma práctica
la teórica reversibilidad de los compuestos refractarios
del tipo yeso-chamota. En resumen los citados recubrimientos
empleados en fundición escultórica, mediante la
técnica de cera perdida, podrían ser reutilizados
de forma indefinida a consecuencia de la deshidratación
de los aglomerantes que experimentan estos compuestos durante
la fase de horneado para la eliminación del modelo en
cera u otro material fusible. La figura número 1 resume
todo el proceso de fundición a la cera pérdida,
así como el proceso de reutilización del material
refractario propuesto y puesto en práctica en el presente
estudio.
Las mezclas refractarias que se aluden en este trabajo están
constituidas por aglomerantes aéreos de baja cocción
tipo yeso-escayola, y áridos de media refractariedad obtenidos
a partir de la molienda y cribado de ladrillos y/o cerámicas
de baja temperatura.
Figura 1. Proceso de fundición a la cera perdida y posterior
reutilización del recubrimiento refractario, deshidratado
en fases D-E. A (modelo en cera). B (mezcla de yeso y chamota
con agua para conseguir una mezcla plástico-refractaria).
C (cubrición del modelo de cera). D-E (eliminación
de cera, agua del recubrimiento y deshidratación parcial
o total del aglomerante). F-G (colada de metal y enfriamiento
de la pieza). H-I (extracción de la pieza y repaso de
imperfecciones). J-K (triturado-molturado del recubrimiento seco
y, en su caso, nueva adición de agua para obtención
de mezcla plástico-refractaria). L (inició del
proceso, en su caso, según punto C).
Lo anteriormente expuesto genera los objetivos del presente trabajo
de investigación, consistente en verificar la prácticamente
ilimitada reciclabilidad de los recubrimientos refractarios empleados
con este tipo de técnicas, a través de la valoración
de diversos comportamientos físicos mediante el empleo
de pulsos ultrasónicos, lo cual permitirá cuantificar
la capacidad de reutilización de las citadas mezclas después
de varios ciclos de deshidratación-rehidratación
y sobre todo, determinar la trabajabilidad y fraguado de las
mismas una vez han sido sometidas a ciclos de deshidratación.
Los resultados de este trabajo de investigación se ponen
al servicio de los usuarios que emplean técnicas de fundición
a la cera perdida, u otras análogas (eg. modelo de poliestireno
expandido con recubrimiento de yeso-chamota) para usos técnico-artísticos.
El control de la velocidad de transmisión de pulsos ultrasónicos
a través de los materiales es un método ampliamente
utilizado en la determinación y evaluación de las
propiedades físicas de los mismos. La propagación
de ondas elásticas constituye entre otras, una de las
técnicas denominadas como no destructivas. La utilidad
más importante de este método radica en la caracterización
de determinados aspectos relacionados con la calidad y durabilidad
de los materiales sólidos y no sólidos tales como:
evaluación de materiales pétreos en canteras (Krtolica
y Crnkovic, 1979), determinación de su resistencia mecánica,
valoración de las características porométricas
de rocas, morteros y cerámicas, presencia de alteraciones
originales o inducidas tales como fisuración (Rodríguez-Rey
et al., 1989), control de resistencia de maderas, evaluación
de calidad de tratamientos de conservación (Rossi-Manaresi
y Tucci, 1983) o incluso control de calidad de alimentos.
La movilidad de ondas elásticas se realiza gracias a sistemas
electrónicos precisos, provistos de emisores-receptores
de pulsos ultrasónicos, y un sistema de registro capaz
de medir numéricamente el tiempo que tardan en recorrer
dichas ondas el material objeto de estudio, entre dos puntos
de distancia conocida. El cálculo de la velocidad de transmisión
de ondas elásticas a través de un medio determinado
se realiza a partir de la ecuación v=l/t, donde l, es
la distancia entre el emisor y el receptor, expresada en metros;
t, es el tiempo empleado por la onda en recorrer dicha distancia,
expresado en segundos.
Los fundamentos teóricos de este tipo de ensayos se basan
en la movilidad de las ondas sonoras a través de diferentes
medios, las cuales se transmiten a partir de la excitación
de las moléculas de los materiales por los que viajan,
de modo que la disposición molecular así como su
proximidad o alejamiento condiciona que la excitación
se produzca a mayor o menor velocidad. Por ello las ondas sonoras
viajan más rápidamente en los sólidos que
en los líquidos, dada la mayor proximidad molecular que
presentan los primeros respecto a los segundos. Siguiendo este
principio en el medio gaseoso la velocidad de propagación
de ondas sonoras es aún peor que en el caso de los líquidos.
EXPERIMENTAL
Para evaluar el comportamiento en cuanto a reciclabilidad
se refiere se preparó una mezcla de compuesto refractario
a partir de yeso-escayola, chamota cerámica y agua en
proporciones del 20-60-40% respectivamente. Estas proporciones
son las habituales en este tipo de materiales plástico-endurecibles
con propiedades refractarias para fundición de metales.
Las mezclas, una vez amasadas con agua se depositaron en recipientes
cuadrangulares de material plástico, cuyas medidas aproximadas
son de
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