Cisco de Café como posible material sustituto de arcilla en la fabricación de materiales cerámicos de construcción en el área metropolitana de Cúcuta

Cisco de Café como posible material sustituto de arcilla en la fabricación de materiales cerámicos de construcción en el área metropolitana de Cúcuta

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Jorge Sanchez-Molina
Diana Carolina Alvarez-Rozo
John Freddy Gelves-Díaz

Resumen

Resumen

La industria cerámica representa un sector representativo para la economía del Norte de Santander. A pesar del reconocimiento de la calidad de los productos fabricados a nivel nacional e internacional, el desarrollo del sector aún se encuentra en fase de consolidación si se compara con los grandes referentes del mundo, entre estos, la industria cerámica Española e Italiana. En la búsqueda de alternativas que permitan entrar en esta dinámica global, el equipo de investigación realizó algunas actividades encaminadas a aplicar el concepto de la economía circular (reutilización de residuos a los sistemas de producción) al proceso cerámico regional. En este caso particular se ha propuesto la reutilización del cisco de café (residuo de agroindustria regional) como sustituto del material arcilloso en la fabricación de materiales cerámicos de construcción. El trabajo experimental se desarrolló a nivel de laboratorio, usando la extrusión como técnica de conformado. Las materias primas fueron caracterizadas mediante fluorescencia y difracción de rayos X (FRX/DRX), así como por análisis térmico (TG/DSC); las propiedades tecnológicas del cerámico evaluadas fueron: la contracción lineal de secado/cocción, porcentaje de absorción de agua, resistencia mecánica a la flexión y resistencia a la abrasión profunda. Al material de mejor comportamiento físico cerámico le fue evaluada la conductividad térmica mediante un método transitorio de flujo de calor. Los resultados obtenidos evidencian el potencial del cisco para reducir la conductividad térmica del material y el aporte calórico al sistema. La utilización del cisco de café permite obtener cerámicos para uso como revestimientos y pavimento de tipo residencial.

Palabras clave: Caracterización, cisco de café, economía circular, materiales cerámicos.

Abtract

The ceramic industry is a representative sector for the economy of Norte de Santander (Colombia). Despite the recognition of the quality of the products manufactured nationally and internationally, the development of the sector is still in the consolidation phase if it is compared with the major references in the world, including the Spanish and Italian ceramic industry. In the search for   alternatives that allow entering this global dynamic of being recognized, the work team has carried out some activities aimed at applying the concept of the circular economy (reuse of waste to production systems) to the regional ceramic process. In this   particular case, the reuse of coffee husk (waste from regional agro-industry) as a substitute for clay material in the manufacture of ceramic construction materials has been proposed. The experimental work was developed at the laboratory level, using extrusion as a forming technique. The raw materials were characterized by fluorescence and X-ray diffraction (XRF / XRD), as well as by thermal analysis (TG / DSC). The technological properties of the ceramic evaluated were the linear shrinkage of drying / firing, percentage of water absorption, mechanical resistance to bending and resistance to deep abrasion. To the material with the best ceramic physical behavior, the thermal conductivity was evaluated by means of a transient heat flow method. The results obtained show the potential of the coffee husk to reduce the thermal conductivity of the material and the caloric contribution to the system. The use of coffee husk allows to obtain ceramics for use as coatings and residential type pavement.

Keywords: Characterization, coffee husk, circular economy, ceramic materials

Resumo

A indústria cerâmica representa um setor representativo para a economia do Norte de Santander. Apesar do reconhecimento da qualidade dos produtos fabricados nos níveis nacionais e internacionais, o desenvolvimento do setor ainda está em fase de consolidação, quando comparado com as grandes figuras do mundo, entre eles, a indústria cerâmica espanhol e italiano. Na busca de alternativas que permitissem entrar nessa dinâmica global, a equipe de pesquisa realizou algumas atividades voltadas à aplicação do conceito de economia circular (reutilização de resíduos aos sistemas produtivos) ao processo cerâmico regional. Neste caso particular, tem sido proposto o reuso do café cisco (resíduo da agroindústria regional) como substituto do material argiloso na fabricação de materiais cerâmicos de construção. O trabalho experimental foi desenvolvido em nível de laboratório, usando a extrusão como técnica de formação. As matérias-primas foram caracterizadas por fluorescência e difração de raios-X (FRX / DRX), bem como por análise térmica (TG / DSC); As propriedades tecnológicas das cerâmicas avaliadas foram: retração linear de secagem / cozimento, porcentagem de absorção de água, resistência mecânica à flexão e resistência à abrasão profunda. Para o material com melhor comportamento físico cerâmico, a condutividade térmica foi avaliada por meio de um método de fluxo de calor transiente. Os resultados obtidos mostram o potencial do cisco para reduzir a condutividade térmica do material e a contribuição calórica para o sistema. O uso do café cisco permite obter cerâmicas para uso como revestimentos e pavimentos residenciais.

Palabras Chave: Caracterização, cisco de café, economia circular, materiais cerâmicos.

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Biografía del autor/a (VER)

Jorge Sanchez-Molina, Universidad Francisco de Paula Santander

Candidato a PhD en Avances en Ingeniería de Materiales y Energías Sostenibles de la Universidad de Jaén. Grupo de Investigación en Tecnología Cerámica GITEC

Diana Carolina Alvarez-Rozo, Universidad Francisco de Paula Santander

Candidata a Magister en Ingeniería Industrial.  Grupo de Investigación en tecnología Cerámica GITEC

John Freddy Gelves-Díaz, PhD en Ingeniería, Ciencia y Tecnología de Materiales, Grupo de Investigación en Competitividad y Sostenibilidad para el desarrollo.

Universidad Libre Seccional Cúcuta, Colombia

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