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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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Aluminium and non-ferrous Metals Melting and holding Furnaces
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EDITORIALS 2009

 

FEBRUARY 2009 ? FUNDIDORES Edition 155
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