La cerámica es la artesanía mas antigua. Está muy presente en nuestra vida cotidiana y en el desarrollo mismo de la humanidad. Inclusive colaborando con un invento clave para el desarrollo de ésta, como veremos en este texto . Sus orígenes se remontan a la era paleolítica. Sus propiedades, variantes y diversos usos, desde el diseño hasta la construcción y la tecnología, los veremos en detalle a continuación.

¿Qué es la cerámica?

La palabra “cerámica” deriva de la palabra griega keramos, que significa arcilla. Como definición, una cerámica es un compuesto inorgánico que contiene metales, semimetales y no metales que se fabrica mediante cocción.  Entre las materias primas mas antiguas para hacer cerámicos está como dijimos, la arcilla y además el pedernal y el feldespato (que contienen impurezas de varios tipos).

Los cristales de cerámico tienen una estructura de las mas complejas de todos los materiales. Sus enlaces ya sean iónicos o covalentes, le dan una característica resultante de fortaleza que supera a los enlaces de los metales.

Un avance fundamental para el proceso de fabricación de productos de cerámica fue la invención de la rueda, ya que esto permitió a los alfareros ir mas allá de las limitaciones de la construcción manual y realizar creaciones con simetría radial. La rueda comenzó a usarse como torno de alfarero y luego, con la importante adición de un eje, también como rueda para transporte, con todo el progreso que eso trajo consigo para la historia de la humanidad.

Tipos de cerámica

Existen dos grupos principales de cerámicas: las de base de arcilla y las de alto rendimiento.

Las cerámicas a base de arcilla son materiales de grano fino compuestos por minerales de arcilla (silicato de aluminio), cuarzo y fragmentos de roca. Son las que se asocian a la alfarería e incluyen:

• Tierras cocidas (ladrillos, baldosas)
• Loza (calcárea, para vajilla,sanitaria)
• Porcelana
• Gres

En tanto las cerámicas de alto rendimiento o avanzadas se refieren generalmente a los materiales cerámicos creados sintéticamente. En este grupo, por ejemplo, se encuentran las cerámicas industriales para componentes de turbinas, aeroespaciales, intercambiadores de calor y semiconductores.

Las tres categorías de cerámicas avanzadas son:

• Óxidos: El óxido de aluminio se ha utilizado durante miles de años. Es una cerámica avanzada porque actualmente se produce de forma sintética (lo que permite controlar las impurezas, el tamaño de las partículas y la mezcla exacta). Como resultado adquiere mejores propiedades físicas.
• Carburos (tugnsteno, silicio, titanio o tántalo): Tienen una extrema dureza y resistencia al desgaste. Por eso, el uso mas habitual de este material es para herramientas de corte y abrasivos
• Nitruros: Se utilizan para herramientas de corte y fresadoras, aplicaciones como bolas de cerámica y encendedores de superficie caliente o como revestimiento de las herramientas de corte debido a su bajo coeficiente de fricción con el acero.

¿Cómo se forman las cerámicas?

Las cerámicas se procesan de diferentes maneras según sean de arcilla o de alto rendimiento:

La cerámica a base de arcilla es plástica y moldeable en estado húmedo. Los procesos utilizados para darle forma incluyen el vaciado, moldeado por deslizamiento y moldeado a presión. Se cuecen para fundir los ingredientes y fijar la forma.

Las cerámicas de alto rendimiento suelen formarse en polvo. Los procesos incluyen el moldeo por inyección de polvo, por inyección cerámica y el moldeo a presión mas un tratamiento térmico.

Propiedades de la cerámica

• Alta dureza y fragilidad (alta resistencia a la compresión pero baja resistencia a la tensión), sin deformación plástica antes de alcanzar la resistencia a la tracción y alto módulo de elasticidad (alta rigidez).
• Buena resistencia eléctrica y térmica (baja conducción de electricidad y calor)
• Una de las principales ventajas de muchos materiales cerámicos es su capacidad para resistir la corrosión (por ejemplo muchos materiales que corroen a los metales, no afectan a la cerámica)
• Las cerámicas de alto rendimiento tienen menos impurezas que las que tienen base de arcilla y propiedades superiores: son resistentes a las altas temperaturas y a la mayoría de los productos químicos (superando a los metales en las aplicaciones más exigentes).
• Su estructura porosa tiene una alta resistencia a la compresión, pero una baja resistencia a la tracción (que suele situarse entre el metal y el plástico).

Usos de la cerámica

Las aplicaciones basadas en arcilla incluyen ladrillos (los cerámicos además son sustentables con el medio ambiente), baldosas, vidrios, porcelana, gres, azulejos y loza. Una categoría especial es la arcilla de fuego, diseñada para resistir altas temperaturas, por lo que estos materiales se conocen también como materiales refractarios.

Respecto a las cerámicas avanzadas, por ejemplo la mayoría de los abrasivos y fresas de abrasión están hechos de cerámica. El cemento que se utiliza en la construcción y en las rutas también es un material cerámico. Así como motores cerámicos y turbinas para la generación de energía. También encontramos cerámicas en productos de la salud como los biomateriales (biocerámicas) y en la electrónica/electricicdad (electrocerámicas, semiconductores).

Su uso como herramienta de corte

• Una de sus principales ventajas es el aumento de la productividad. Ya que pueden funcionar a velocidades de corte más altas que las herramientas de carburo recubiertas.
• Pueden funcionar a mayor temperatura y durante más tiempo con menos desgaste que otros materiales.
• Las herramientas de corte de carburo de tungsteno supusieron una gran mejora respecto a las herramientas de acero (permitían mecanizar a mayor velocidad y con mayor profundidad de corte)

Conclusión

Como podemos ver, la cerámica es un material muy versátil por los diferentes rubros en los que puede utilizarse y por sus amplias posibilidades de producción desde objetos funcionales a decorativos. Sus antiguos orígenes y su influencia como parte de la historia son evidentes. Productos cotidianos como un vaso, decorativos como un jarrón, de uso práctico como una vasija para transportar, como herramienta de construcción, sus nuevos usos en salud y en el sector tecnológico (con sus usos presentes y su prometedor futuro). La cerámica con sus características únicas es uno de los materiales centrales en el proceso de desarrollo de la humanidad.