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B O L E T I N D E L A S O C I E D A D E S P A Ñ O L A D E ISSN-0366-3175-BSCVB9, VOLUMEN 45 NUMERO 1 ENERO-FEBRERO 2006 Cerámica y Vidrio I B O L E T I N D E L A S O C I E D A D E S P A Ñ O L A D E ISSN-0366-3175-BSCVB9, VOLUMEN 45 NUMERO 1 ENERO / FEBRERO 2006 Publicación bimestral sobre ciencia y tecnología de la cerámica y el vidrio Cerámica y Vidrio Edita: SOCIEDAD ESPAÑOLA DE CERAMICA Y VIDRIO Despacho 176 Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC C/ Kelsen 5, 28049 Madrid Tlf: +34 - 91 735 58 60; Fax: +34 - 91 735 58 43 web: www.secv.es; e-mail: secv@icv.csic.es Presidente: Jorge Bakali Secretaría General: Miguel Ángel Rodríguez Tesorería: Marina Villegas Redacción y Administración: C/ Kelsen 5, 28049 Madrid, Spain. Tel.: +34 - 91 735 58 60 Fax: +34 - 91 735 58 43 Secretaria de Redacción: Ofelia Sanz, Pedro Cubero. E-mail: secv@icv.csic.es - Página web: www.secv.es Realización, Maquetación y Fotolitos: AS & A Design, S.L. Pol. Ind. Ronda Sur, Nave 39. 12006 Castellón Tel. 964 25 70 89. Fax: 964 24 10 10 - e-mail: info@asadesign.com Edición e Impresión: Faenza Editrice Ibérica, S.L. Pol. Ind. Ronda Sur, Nave 39. 12006 Castellón Tel. 964 25 37 62. Fax: 964 24 10 10 - e-mail: info@faenza.es Exclusiva Publicidad: Faenza Editrice Ibérica, S.L. Depósito Legal: CS-385-1998 El Boletín de la SECV forma parte de los fondos documentales de distintas bases de datos bibliográficas. S. C. I.; Indice Español de Ciencia y Tecnología; Chemical Abstracts; PASCAL; Georef; SDIM; Silica y WCA recogen de forma sistemática los trabajos originales publicados en la revista. Todos los trabajos recibidos se someten antes de su publicación a la revisión crítica de dos supervisores. Órgano de difusión de: ALAFAR, AICE, CEVISAMA y CEVIDER. La SECV agradece al Instituto de Cerámica y Vidrio, la colaboración de su personal en la publicación de la revista. Los autores de los trabajos asumen toda la responsabilidad que pudiera derivarse de los mismos. Queda prohibida la reproducción total o parcial, aún citando su procedencia, sin permiso de la SECV. Precio de la suscripción anual: 150 C- Miembro Fundador ECERS (European Ceramic Society). Miembro Internacional Commission on Glass (IGG) Miembro Union Scientifique Continentale du Verre (USCV) © Copyright: textos, gráficos, fotografías - SECV. SUMARIO III Editorial ARTÍCULOS 1 Materias primas para la industria cerámica española. Situación actual y perspectivas. E. Sánchez, J. García-Ten, M. Regueiro 13 La industria cerámica europea en el siglo XXI. Retos tecnológicos y desafíos de la próxima década J. Albors, J.L. Hervás 22 Análisis del proceso de clasificación cerámico I. Tortajada, G. Peris-Fajarnés, M. Aguilar, P. Latorre 28 Las escorias de la central térmica GICC ELCOGAS como materia prima para la síntesis de materiales vitrocerámicos. Parte 2: Síntesis y caracterización de los materiales vitrocerámicos. M. Aineto, A. Acosta, J.Ma. Ricón, M. Romero. 33 Reducción superficial de circon en atmosferas de baja Po 2 a altas temperaturas P. Rey, A. Souto, J. Franco, F. Guitián 38 Modificación microestructural de minerales arcillosos en ball clays de Teruel mediante tratamiento térmico J. Bastida, M.T. Lores, J. de la Torre, P. Pardo y A.M. López Buendía 46 Arcillas Wealdenses en Cantabria (N. de España): su aprovechamiento cerámico L.A. Díaz Rodríguez, R. Torrecillas 52 Vidrios de silicato a partir de residuos galvánicos con alto contenido en Cr y Ni Sonia R. H. Mello-Castanho, Antonio C. da Silva, A. Esteban-Cubillo, Carlos Pecharromán, José S. Moya CONTENTS PAPERS 1 Raw materials for the Spanish ceramic industry: State of the actual trends E. Sánchez, J. García-Ten, M. Regueiro 13 The European tile ceramic industry in the XXI century. Challenges of the present decade J. Albors, J.L. Hervás 22 Analysis of the ceramic sorting process I. Tortajada, G. Peris-Fajarnés, M. Aguilar, P. Latorre 28 The slag from ELCOGAS IGCC thermal power plant as raw material for the synthesis of glass-ceramic materials. Part 2: Synthesis and characterization of the glass-ceramic materials. M. Aineto, A. Acosta, J.Ma. Ricón, M. Romero. 33 Tittle: Zircon surface reduction under low Po 2 environments at high temperatures P. Rey, A. Souto, J. Franco, F. Guitián 38 Microstructural modification of clay minerals in ball clays from Teruel by thermal treatment J. Bastida, M.T. Lores, J. de la Torre, P. Pardo y A.M. López Buendía 46 Wealden clays from Cantabria (N. Spain): Their ceramics use L.A. Díaz Rodríguez, R. Torrecillas 52 Glass silicate from Cr and Ni high level galvanic waste Sonia R. H. Mello-Castanho, Antonio C. da Silva, A. Esteban-Cubillo, Carlos Pecharromán, José S. Moya V LIBROS VI IN MEMÓRIAM VII NOTICIAS XIX CALENDARIO XX DIRECTORIO EMPRESAS PORTADA: Nueva imagen del Premio Alfa de Oro que concede la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio en la Feria de CEVISAMA Autores Trinidad Roig AS&A Design B O L E T I N D E L A S O C I E DA D E S PA Ñ O L A D E Cerámica y Vidrio ISSN-0366-3175-BSCVB9, VOLUMEN 45 NUMERO 1 ENERO-FEBRERO 2006 Enero-Febrero (2006) II B O L E T I N D E L A S O C I E DA D E S PA Ñ O L A D E Cerámica y Vidrio EDITOR José Francisco Fernández Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC Editores Asociados: Arte y Diseño: Jaume Coll. Museo Nacional de Cerámica González Martí Ciencia Básica: Antonio Ramírez de Arellano López. Universidad de Sevilla Electrocerámica: Amador Caballero. Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC Esmaltes y Pigmentos Cerámicos: Juan Carda Castello. Universidad Jaume I. Ladrillos y Tejas: Jorge Velasco. AITEMIN. Centro Tecnológico de la Arcilla Cocida Materias Primas: Mª Flora Barba. Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC Medio Ambiente: José Miguel Morte Poles. QUACER, SL Pavimentos, Revestimientos Cerámicos y Cerámica Blanca: Antonio Barba. Instituto de Tecnología Cerámica Refractarios: Antonio H. de Aza. Instituto de Cerámica y Vidrio Vidrios: Alicia Durán. Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC Comité Redacción: E. Criado, P. J. Sanchez-Soto Comité Editorial Internacional: J. L. Batista (P); R. Brook (GB); S. de Aza (E); F. Cambier (B); P. Durán (E); A. Escardino (E); G. Fantozzi (I); J. Mª Fernández-Navarro (E); A. García-Verduch (E); C. Guillemet (F); P. F. James (GB); E. Mari (RA); N. Claussen (A); A. West (G.B.) F. Marques (P); J. S. Moya (E); F. Nicoletti (I); T. Yamamoto (J); M. Yoshimura (J); C. Miratvilles (E); V. Orera (E); II SCOPE Authors must select a maximum of 4 keywords from the attached list. Authors can nominate 2 additional keywords not included in the list. Keywords must be indicated in the title page of each paper submitted. Author’s complete address including email must be also included. Synthesis and processing Coatings. Deposition methods. Drying. Finishing. Melting. Milling. Pressing. Processing. Raw materials. Reactivity. Shaping. Sintering. Sol-gel. Suspensions. Synthesis. Thick/Thin Films. Structure and microstructure Composites. Diffraction methods. Grain boundaries. Grain growth. Impurities. Interphases. Microstructure. Microscopy. Nanocomposites. Nanoparticles. Non-destructive tests. Phase diagrams. Porosity. Spectroscopy. Surfaces. Properties Chemical properties Colour Conductivity Corrosion Electric/Dielectric properties Fatigue Ferroelectric properties Fracture Hardness Magnetic properties Mechanical properties Modelling Optical properties Piezoelectricity Plasticity Rheology Thermal/ Thermomechanic properties Wear resistance. Applications Actuators. Archeometry. Batteries. Bioceramics/bioglasses. Cutting Tools. Frits. Fuel cells. Functional coatings. Glass ceramics. Glazes/enamels. Insulators. Magnetic applications. Membranes. Non-oxide ceramics. Porcelain. Red/white ceramics. Refractories. Sealing/joining. Semiconductors. Sensors. Structural applications. Substrates. Superconductors. Tiles. Varistors. TEMÁTICA Los autores deben seleccionar un máximode 4 palabras clave de la lista adjunta. De forma opcional se puede añadir 2 palabras claves designadas por el autor que no se encuentre en la lista. La lista de palabras clave debe aparecer en la página del título de cada trabajo enviado seguida del resumen. La dirección completa del autor debe adjuntare incluyendo el correo electrónico de contacto. Síntesis y procesamiento Acabado. Conformado. Fusión. Laminados. Laminas gruesas/delgadas. Materias primas. Métodos de deposición. Molienda. Prensado. Procesamiento. Reactividad. Recubrimientos. Secado. Sinterización. Sol-gel. Suspensiones. Síntesis. Estructura y microestructura Bordes de grano. Crecimiento de grano. Diagramas de fases. Espectroscopia. Ensayos no destructivos. Impurezas. Interfases. Materiales compuestos. Métodos de difracción. Microscopía. Microestructura. Nanocomposites. Nanopartículas. Porosidad. Superficies. Propiedades Color. Conductividad. Corrosión. Desgaste. Dureza. Fatiga. Fractura. Modelización. Piezoelectricidad. Plasticidad. Propiedades eléctricas/ dieléctricas. Propiedades ferroeléctricas. Propiedades magnéticas. Propiedades Mecánicas. Propiedades ópticas. Propiedades térmicas/termomecánicas. Propiedades químicas. Reología. Aplicaciones Actuadores. Aisladores. Aplicaciones Estructurales. Aplicaciones Magnéticas. Arqueometría. Baterías. Biocerámicas/biovidrios. Cerámica roja/blanca. Cerámicas no oxídicas. Esmaltes. Fritas. Herramientas de corte. Membranas. Pavimentos y revestimientos. Pilas de Combustible. Porcelana. Recubrimientos funcionales. Refractarios. Sellos/Unión. Semiconductores. Sensores. Substratos. Superconductotes. Varistores. Vitrocerámicas. Enero-Febrero (2006) III Una nueva edición de CEVISAMA, 2006, está ya aquí. EL trabajo de meses se expone en una feria comercial que prácticamente inicia el año de ventas de las empresas. Nuevos conceptos, modelos, ambientes... se mezclan durante los breves y agotadores días de feria. La Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, ininterrumpidamente desde 1977, está presente en CEVISAMA con la convocatoria de los premios Alfa de Oro. Estos premios constituyen un referente para conocer las tendencias tecnológicas del sector Industrial Cerámico Español. Su objetivo es estimular y fomentar la investigación en I+D+i de las empresas. De esta forma se persigue consolidar y aumentar la posición de liderazgo del sector. Esta edición de 2006 cumple tres décadas en las que los premios Alfa de Oro han ido recogiendo no sólo lo más granado de los adelantos técnicos, sino confirmando la tendencia, hecha realidad en los últimos años, de los grandes progresos científicos como base de los posteriores desarrollos. En la presente edición los Alfa de Oro se renuevan en imagen. El nuevo símbolo del alfa incorpora las nuevas tecnologías y nanotecnologías que se están implantado en el sector, esto es, se trata de una pieza de cerámica diseñada en 3D, tratada con láser y recubierta con nanocapas metálicas por PVD. Al mismo tiempo se transforma la figura del accésit en Alfa de Plata, recogiendo de esta forma una aspiración de muchas empresas que, estando cerca de recibir los laureles del ganador, tienen un trabajo serio e importante realizado para llegar a tan señalada posición que merece ser recompensado. El futuro de estos premios está necesariamente trazado sobre la base de la I+D+i. La agrupación de empresas para conseguir objetivos científico-técnicos más ambiciosos será el eje de los próximos avances radicales. Algunas de estas agrupaciones empresariales del sector ya se han establecido en el entorno del programa INGENIO 2010 y basándose en la convocatoria CENIT. De esta forma el gobierno impulsa la investigación dirigida a productos industriales innovadores y apuesta por estructuras de investigación más amplias y con mayor aprovechamiento de las sinergias con otros sectores. Sirvan así estos premios para impulsar aún más el dinamismo del sector y sentar las bases del futuro. B O L E T I N D E L A S O C I E DA D E S PA Ñ O L A D E Cerámica y Vidrio E D I T O R I A L CEVISAMA 2005: 30 años de Alfa de Oro Enero-Febrero (2006) IV B O L E T I N D E L A S O C I E DA D E S PA Ñ O L A D E Cerámica y Vidrio NORMAS DE PUBLICACIÓN - INSTRUCTIONS FOR PAPERS ENVIO DE ARTÍCULOS El trabajo original y dos copias se entregarán en la Redacción del Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, ICV-CSIC, C/ Kelsen 5. 28049, Madrid. 1. TITULO. El título deberá ser conciso y reflejar con la mayor precisión el contenido del trabajo. Se adjuntará el título en inglés. 2. AUTORES. Debajo del título se indicará el nombre y apellidos del autor o autores y el nombre del centro donde se haya realizado el trabajo. 3. RESUMEN. El texto deberá ir precedido de un resumen con una extensión máxima de 200 palabras. Es necesario adjuntar el correspondiente resumen en inglés. 4. PALABRAS CLAVE. A continuación del resumen se indicarán las palabras clave que mejor describan el contenido del trabajo, hasta un máximo de cinco. Se adjuntarán las palabras clave en inglés. 5. TEXTO. El texto deberá presentarse en castellano o inglés, mecanografiado a doble espacio por una sola cara, ajustándose en lo posible al tamaño de 21 por 29,7 cm (UNE- A4), con un margen lateral izquierdo de 2 a 3 cm. Su extensión total será de 8.000 palabras. En términos generales, cada figura simple equivale a 200 palabras y cada tabla a 300 palabras. Para facilitar su comprensión, el texto se dividirá en apartados lógicos con un breve epígrafe precedido de su número de orden en caracteres arábigos. Dentro de cada apartado se establecerán las subdivisiones necesarias para una clara sistemática expositiva, como indica el siguiente ejemplo: 1. INTRODUCCIÓN 2. PARTE EXPERIMENTAL 2.1. Identificación de las materias primas 2.1.1. Análisis químico 2.1.1.1. Granulometría El empleo de símbolos, abreviaturas de magnitudes físicas y unidades deberán ajustarse al Sistema Internacional de Unidades. 6. TABLAS, GRAFICAS Y FOTOGRAFIAS. Las tablas y figuras (gráficas y fotografías) deberán ajustarse, en cada caso, a la extensión y a los requerimientos del trabajo. No deberán emplearse simultáneamente tablas y gráficas para representar los mismos resultados. Las tablas deberán numerarse en su cabecera con caracteres romanos e ir provistas de un breve título. Las figuras se numerarán correlativamente de acuerdo con su cita en el texto y junto con las tablas se incluirán en hojas aparte al final del texto. Deberán poseer calidad suficiente para su reproducción directa. 7. BIBLIOGRAFIA. Las referencias bibliográficas se numerarán correlativamente por orden de cita. Su número se indicará entre paréntesis. Toda la bibliografía citada se reunirá por orden correlativo en una hoja independiente, que se incluirá al final del texto. En el caso de revistas, cada cita debe incluir los siguientes datos: iniciales del nombre de los autores, apellidos de los autores, título del artículo en su idioma original, abreviatura del nombre de la revista (de acuerdo con las indicaciones del Chemical Abstracs Service Source Index, CASSI), volumen, número, páginas inicial y final y año. Las citas de los trabajos publicados en libros o libros de congresos deben incluir (cuando proceda), además de los datos anteriores: el título, los editores y emplazamiento de la editorial y la fecha de publicación. En el caso de idiomas escritos con caracteres no latinos, todos los títulos deberán sustituirse por su traducción española, indicándose entre paréntesis el idioma original. 8. PRUEBAS DE IMPRENTA. Los autores recibirán las correspondientes pruebas de imprenta, que deberán devolver corregidas en el plazo de una semana a partir de su recepción. Pasado este plazo, las correcciones serán realizadas por la Redacción de esta revista, declinándose toda responsabilidad sobre las erratas que involuntariamente pudieran quedar sin corregir. No se admitirán en las pruebasde imprenta modificaciones con respecto al texto original recibido, o, en tal caso, el importe de éstas será a cargo de los autores. 9. ADMISION DE ORIGINALES. Todos los artículos originales recibidos serán revisados por dos supervisores, cuyas sugerencias se enviarán a los autores para que realicen las modificaciones pertinentes. Sólo se aceptarán trabajos originales que no hayan sido anteriormente publicados en otras revistas. Una vez el trabajo haya sido revisado y aceptado para su publicación, los autores enviarán un diskette conteniendo la versión final junto con la copia impresa de la misma. Los ficheros tipo wpg, doc o txt son los más adecuados para su reproducción. Compruebe que ambas copias coinciden exactamente. SUBMISSION OF PAPERS The original paper and two copies should be sent to the Conference Secretariat or to the “Redacción del Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio”, ICV- CSIC, C/ Kelsen 5. 28049 Madrid. 1. TITLE. It should be concise and reflect the contents of the publication. 2. AUTHORS. Underneath the title author’s (authors’s) full name(s) will be indicated, as well as the name of the institution where the research was conducted. 3. ABSTRACT. The text will be preceded by a short abstract, 200 words maximum. 4. KEY WORDS. The abstract should be followed by a maximum of five key words that describe the paper contents. 5. TEXT. The text will be submitted in Spanish or English, typewritten with double line spacing and using the front page only, the page being adjusted to UNE Standard A4 (21 x 29,7 cm) with a 2-3 cm left hand margin. The total length of the article should not exceed 8.000 words. Each single figure cover approximately 200 words and each table 300 words. For easier comprehension, it is recommended to structure the text into logical sections provided with a short heading and sequentially numbered in Arabic. Such sections may have any number of subsections or chapters, identified according to the example below: 1. INTRODUCTION 2. EXPERIMENTAL PROCEDURE 2.1. Identification of raw materials 2.1.1. Chemical analysis 2.1.1.1. Granulometry The use of symbols, abbreviations or acronyms of physical magnitudes should follow the International Unit System. 6. TABLES AND FIGURES. Tables and figures (graphs and photographs) have to adjust in any case to the scope and requirements of the research reported. Tables and graphs should not be used simultaneously to represent identical data. Tables will be numbered in Romans and provided with a short legend. Figures will be numbered correlatively and in the order of quotation in the text. Tables and figures will be presented on separate sheets at the end of the paper. Tables and figures will have to be expressly mentioned in the text. 7. REFERENCES. References should be listed in the order in which they appear in the paper. The order numbers in the text should be into brackets. All references should be listed together on a separate page. References to periodical papers must include the authors’ names, paper title, periodical title, volume, number, page range and year. Papers from books or proceedings should include also the title of the proceedings, the name of Editors, the location of the publisher and the year of publication. 8. GALLERY PROOFS. The authors will receive the respective printer’s slips for proof reading, which must be returned within one week. After this time, the Bulletin’s editorial staff will proof the gallery with no liability for errata remaining in the text. Upon gallery proofs, no modifications of the original text can be accepted, unless the author bears the charges. 9. REVIEW AND PUBLISHING. The Editorial Committee will select two reviewers for any original manuscript received and will returned to the authors the reviewer’s comments, recommending introducing the suggested changes. Only original manuscripts will be accepted. When the paper has been approved, the authors will submitted a disk containing the final version in wpg, doc or txt type file in addition to the final hard copy. Make sure that the disk and hard copy match exactly. Enero-Febrero (2006) 1 B O L E T I N D E L A S O C I E D A D E S P A Ñ O L A D E A R T I C U L O D E R E V I S I Ó N Cerámica y Vidrio Materias para la industria cerámica española. Situación actual y perspectivas E.SÁNCHEZ1, J.GARCÍA-TEN1, M.REGUEIRO2 1Instituto de Tecnología Cerámica-AICE (ITC) 2Instituto Geológico y Minero de España (IGME) Los datos de la industria cerámica y vidriera en España muestran un espectacular crecimiento que tuvo lugar principalmente en la segunda mitad de los 90, en particular en productos relacionados con la construcción, como baldosas cerámicas o ladrillos y tejas, impulsados por una frenética actividad en este sector industrial en España. Sin embargo, con el comienzo de siglo, el modelo cerámico español muestra claros síntomas de agotamiento, como consecuencia del gran aumento de la producción en China, Brasil y países de la zona Asia-Pacífico. Las materias primas, por su gran incidencia en el coste final del producto, han jugado y jugarán un decisivo papel en este nuevo escenario. Para analizar este rol, en el presente trabajo se ha comenzado por describir las principales materias primas que intervienen en la formulación de las diferentes composiciones cerámicas y de vidrio, con una breve mención a la función que desempeñan. Seguidamente se ha revisado la evolución en el consumo y en los precios, en un contexto de negocio fuertemente globalizado, tratando de encontrar las causas que han motivado en algunos casos el desajuste entre la oferta y la demanda. Finalmente, se hará una reflexión sobre los retos que el suministro de materias primas tiene ante sí, haciendo especial hincapié en el desarrollo sostenible de los recursos, en las amenazas y ventajas del mercado global y en la investigación y desarrollo de nuevos materiales. Palabras clave: Materias primas, cerámica blanca/roja, pavimentos y revestimientos, refractarios. Raw materials for the Spanish ceramic industry: State of the current trends The ceramics and glass industry in Spain has witnessed spectacular growth in recent years – particularly in the latter half of the 1990s – in products such as ceramic tiles, bricks and roofing tiles, driven by the building boom in Spain. However, at the start of the 21st century, growth has clearly flattened, owing to the emergence of production hubs in China, Brazil and Asian-Pacific countries. Raw materials have played a critical role in this new scenario, owing their impact on final product cost. With a view to analysing this role the present study first describes the principal raw materials used in ceramics and glass compositions, briefly indicating the functions of these raw materials. The study then reviews the evolution of raw materials consumption and prices in a strongly globalised business context, and seeks to identify the causes of certain mismatches between supply and demand. Finally, the challenges facing raw materials supply are discussed, particularly in regard to sustainable development of resources, threats and advantages of the global market, and research and development of new materials. Keywords: raw materials, red-body/white-body ceramics, tiles, refractories 1. INTRODUCCIÓN La evolución de la industria cerámica y vidriera española en los últimos diez años ha sido espectacular (1). El valor de la producción superó en 2004 la cifra de 12000 M€, más del 1% del PIB, dando trabajo a alrededor de 100.000 personas en más de 2600 empresas. Las previsiones de crecimiento más optimistas se han visto superadas ampliamente en la mayor parte de los sectores cerámicos, sobre todo los directamente relacionados con la construcción. La construcción de viviendas ha sido el principal motor de la demanda, con casi 700.000 viviendas construidas en el 2003 y 650.000 en el 2004, un 40% del total de casas construidasen Europa. De todos los subsectores, sin ningún género de dudas el de baldosas cerámicas es el que ha sufrido un crecimiento más espectacular, tal como se refleja en la Figura 1. Esta industria ha experimentado un crecimiento superior al 60% en la segunda mitad de los 90, pasando de producir 400 Mm2 en 1995, a una cifra record de 651 Mm2 en 2002, con una facturación de 3596 M€. Tras superar a Italia en el año 2002, España se ha situado como primer productor europeo (44% del total de la producción) y segundo productor mundial después de China, con una cuota sobre el comercio mundial del 25%. En el año 2003 se produce, por primera vez en la reciente historia, un descenso en la producción cercano al 3%. No obstante las estimaciones del 2004 apuntan a que la situación ya ha sido revertida. El sector de fritas y esmaltes con 1.5 Mt producidas en el año 2004 ha liderado, con un extraordinario esfuerzo en I+D, el relanzamiento global del subsector de baldosas cerámicas (2). Bol. Soc. Esp. Ceram. V., 45 [1] 1-12 (2006) 2 El subsector de ladrillos y tejas se ha visto igualmente impulsado por el dinamismo de la construcción, alcanzando en el año 2004 una producción de 27 Mt, procedentes de 420 compañías. El boom de la construcción e infraestructuras, unidos al crecimiento en la producción de vehículos y envases, han sido responsables también del aumento, a lo largo de este período, de otros productos como refractarios y vidrio (3). La porcelana sanitaria muestra por el contrario una tendencia a la disminución (4). Así, en España se ha pasado de fabricar 9 millones de piezas en el año 1995, a poco más de 7 millones en 2003, como consecuencia de la creciente competencia de la producción procedente del sudeste asiático y este europeo. La situación es incluso más negativa en los subsectores de la cerámica de mesa y decorativa, lo que ha dado lugar a una caída de la producción. Por ejemplo, en cerámica de mesa de 60 millones de piezas fabricadas en 1995 se ha pasado a escasamente 32 en 2003. La cerámica técnica y avanzada tampoco presenta un panorama muy halagüeño. Aunque no se dispone de cifras y valores de producción ajustados, en todo caso el valor de la producción no supera el 3% del valor total de la industria cerámica española. Todo este desarrollo del sector cerámico y vidriero español no habría podido tener lugar sin contar con una adecuada disponibilidad de materias primas de naturaleza y características muy diversas, con el nivel de calidad exigido en todo momento por la industria. Los proveedores de materias primas han sido capaces de adaptarse a los rápidos y exigentes cambios que este fuerte impulso industrial ha demandado. Los cambios y reconversiones tecnológicas han sido constantes (1) a la par que los incrementos de producción, lo que ha obligado a continuos y denodados esfuerzos en I+D orientados a la búsqueda de nuevas materias primas y a la mejora y optimización de los procesos de beneficio y tratamiento para ser capaces de responder a estas exigencias de cantidad y calidad. A todo ello ha contribuido de manera eficaz la puesta en escena desde hace años de empresas especializadas en la fabricación de materias primas semielaboradas, tales como E.SÁNCHEZ, J.GARCÍA-TEN, M.REGUEIRO Bol. Soc. Esp. Ceram. V., 45 [1] 1-12 (2006) polvo atomizado, pastas y composiciones cerámicas o fritas, esmaltes y pigmentos cerámicos, que no solo han ofrecido sus productos, sino que éstos han venido avalados por una importante contribución en I+D y asistencia técnica a sus clientes. Algunas de estas empresas, como los fabricantes de fritas, esmaltes y colores cerámicos, han dado lugar a un potente subsector industrial en el que España es líder mundial (1). A nivel mundial los crecimientos han sido todavía más espectaculares si cabe, con un claro papel protagonista (aunque no único) de China. Según un reciente estudio (5), en los últimos 20 años la producción de baldosas cerámicas de China ha pasado de 10 Mm2 a 1870 Mm2, convirtiéndose en claro líder mundial a mucha distancia de España. Pero además, a diferencia de España, su producción de vajilla también se ha incrementado enormemente pasando de 1200 a 16470 millones de piezas, al igual que la cerámica sanitaria (de 6 a 60 millones de piezas). A otra escala, pero con espectaculares crecimientos también en la producción de baldosas cerámicas, se sitúan países como India, Brasil, Irán, Turquía o Vietnam (6). En el caso de Brasil, las previsiones indican que puede situarse como segundo productor mundial el próximo año, superando a España. O Irán, cuya producción de 20 Mm2 de 2002 va a transformarse en 160 Mm2 estimados en 2004. La influencia de mercado global es más que una realidad que amenaza con el liderazgo técnico y económico de los sectores cerámicos español y europeo. En el presente trabajo se pretende hacer una revisión de las materias primas que se emplean en la fabricación de productos cerámicos y vidrio en España. Se llevará a cabo un análisis de la evolución de su consumo y precio, así como de los factores que pueden afectar a ambos parámetros en un entorno de negocio cada vez más globalizado. Finalmente, se hará una reflexión sobre los retos que el suministro de materias tiene ante sí, haciendo especial hincapié en el desarrollo sostenible de los recursos, en las amenazas y ventajas del mercado global y en la investigación y desarrollo de nuevos materiales. 2. ¿QUÉ MATERIAS PRIMAS SON? No resulta tarea fácil elaborar una clasificación exhaustiva de las materias primas que se emplean para fabricar los diferentes tipos de productos cerámicos, ya que, sin ir más lejos, en la fabricación de vidrio o esmaltes cerámicos pueden usarse más de 100 tipos de materias primas. Además, la misma materia prima puede ser empleada en uno, dos o más tipos de productos cerámicos, con funciones y requerimientos muy diferentes, por lo que su clasificación todavía resulta más compleja. En general, los criterios de clasificación empleados son totalmente empíricos y se basan en la función que desempeña la materia prima o componentes aportados por la misma a la composición. En el caso de la fabricación de productos de vidrio, resulta muy útil la clasificación establecida en la bibliografía (7) en base al papel desempeñado por la materia prima durante la elaboración del vidrio. Este criterio clasifica las materias primas en cuatro grupos: • Vitrificantes. Son las sustancias típicamente formadores de la red vítrea. El vitrificante por excelencia es el SiO2, aportado generalmente en forma de arenas de cuarzo, junto con el B2O3 y en menor medida (solo para aplicaciones muy específicas) el P2O5.. Para la incorporación de B2O3, la industria del vidrio emplea tanto productos de síntesis (ácido bórico y V id ri o Pa vi m en to s y re ve st im ie nt os L ad ri llo s y te ja s E sm al te s M at er ia s pr im as C er ám ic a ar tí st ic a R ef ra ct ar io s Sa ni ta ri os C er ám ic a té cn ic a V aj ill a A lf ar er ía M € Fig. 1- Evolución del valor de la producción de la industria española de cerámica y vidrio 3 MATERIAS PARA LA INDUSTRIA CERÁMICA ESPAÑOLA. SITUACIÓN ACTUAL Y PERSPECTIVAS capaces de ser moldeadas en presencia de agua, y materias primas no plásticas o desgrasantes. Éstas últimas engloban un conjunto amplio de materiales de naturaleza muy diversa que desempeñan a su vez un sinfín de funciones en la composición cerámica y que se diferencian de las anteriores en que no son capaces de desarrollar un comportamiento plástico durante el moldeo, ni aportar resistencia mecánica a las piezas crudas. En este grupo se incluyen materias primas que van desde un simple cuarzo hasta sustancias de composición más compleja como talco o nefelina. En la Figura 2 se describe de forma gráfica los intervalos composicionales de los distintos tipos de baldosas cerámicas representativos de la producciónespañola (10): gres esmaltado de pasta roja y blanca, azulejos (revestimientos porosos) de pasta roja y blanca, gres porcelánico y pavimento rústico extruído. El gres porcelánico esmaltado, cuya producción es cada vez más importante en España (11), ha sido incluido en la categoría de gres de pasta blanca, ya que al tratarse de un producto recubierto con un vidriado, los requerimientos finales de blancura en el soporte no son tan exigentes como en el gres porcelánico no esmaltado. De esta figura se podría destacar que las baldosas de pasta roja (actualmente representan el 75% de la producción nacional) se formulan a partir de arcillas rojas locales, extraídas de yacimientos ubicados a distancias inferiores a los 200 km. de los centros de producción, como los situados en las provincias de Castellón (San Juan de Moró, Mas Vell en Alcora, Morella), Valencia (Villar del Arzobispo, Higueruelas, Chulilla y La Yesa) y Teruel (Galve y Rubielos de Mora) ya que la incidencia del coste del transporte sobre el precio final de la arcilla es determinante. Estas arcillas se denominan generalmente con el nombre del área geográfica donde se extraen (12), así habitualmente se habla de arcilla de Moró, Villar, Mas Vell, etc. Al tratarse de materias primas naturales presentan una variabilidad intrínseca a los propios yacimientos, por lo que para obtener una calidad constante es necesario proceder al mezclado y homogeneización de las diferentes capas (13). Como puede observarse, la práctica totalidad del gres de pasta roja se formula a partir de cuatro tipos de arcillas: Moró, Villar (extraída en la zona Villar del Arzobispo-Higeruelas), Morella y Galve. Algo similar ocurre en el caso de los azulejos de pasta roja, aunque en este caso se emplean, junto con las anteriores, arcillas margosas que aportan carbonato cálcico a la composición, como las arcillas de Mas Vell y Chulilla. En la Figura 3 se muestran las fotografías de algunos de estos yacimientos. Bol. Soc. Esp. Ceram. V., 45 [1] 1-12 (2006) borato sódico) como minerales de boro (colemanita y ulexita principalmente). • Fundentes. Componentes cuya finalidad es favorecer la formación de vidrio rebajando su temperatura de fusión, y facilitar su elaboración. De todos los óxidos alcalinos, es el Na2O el más utilizado como fundente, siendo incorporado a la composición del vidrio en forma de carbonato principalmente, aunque también como sulfato y otras materias primas naturales o de síntesis (hidróxido sódico, feldespato, nefelina, etc.). Otros óxidos fundentes son el K2O, aportado generalmente en forma de carbonato, y en algunas aplicaciones muy especiales el Li2O. • Estabilizantes. Su misión es compensar el efecto negativo sobre la red vítrea producido por la incorporación de los óxidos alcalinos. El CaO es el estabilizante por excelencia y tras la sílice y el óxido de sodio, ocupa el tercer lugar en proporción en la composición de los vidrios comerciales. El principal aportador de CaO es la caliza natural, aunque también pueden utilizarse otras fuentes de calcita e incluso de dolomita (dolomía). Esta última también es la fuente más común de MgO, utilizado como estabilizante en las composiciones de vidrios para envases. Otros óxidos estabilizantes, junto con sus principales aportadores son: PbO (minio), BaO (carbonato), ZnO (ZnO) y Al2O3 (feldespato y caolín en composiciones de fibra de vidrio) • Componentes secundarios. Componentes minoritarios con funciones determinadas como colorantes, decolorantes, opalizantes, fluidificantes etc. En este grupo la variedad de materias primas es muy amplia, yendo desde fluoruros hasta óxidos no metálicos, de metales de transición o incluso metales preciosos. A modo de ejemplo, en la Tabla 1 se recogen composiciones típicas de tres de los principales productos de vidrio: vidrio para envases, vidrio plano y fibra óptica (8). Como puede observarse en esta tabla, aunque las materias primas que potencialmente pueden ser empleadas en la fabricación de vidrios son muy numerosas, apenas media docena pueden considerarse aportadoras de los constituyentes básicos de la estructura vítrea. Materia Prima Vidrio para envases V i d r i o plano Fibra de vidrio Arena de sílice 59-60 60 28-30 Caliza 14-18 19 28-31 Carbonato sódico 19 20 0-1 Sulfato sódico 1 0.5 0.3-0.8 Alúmina 4-5 Caolín 26-28 Acido bórico 8-11 Colemanita 8-17 Espato fluor 1-2 Ocre 0.5 TABLA I. COMPOSICIONES TÍPICAS DE LOS PRINCIPALES PRODUCTOS DE VIDRIO (% EN PESO). FUENTE: 8 Desde el punto de vista de un soporte cerámico, una clasificación general muy útil es la que divide las materias primas en dos grandes grupos (9): materias primas plásticas, que son aquellas que contienen minerales arcillosos (básicamente arcillas naturales y caolines) y por lo tanto Fig. 3- Fotografías de algunos de los yacimientos de arcillas rojas en España: a) San Juan de Moró, b) Villar del Arzobispo, c) Mas Vell, d) Morella 4 Bol. Soc. Esp. Ceram. V., 45 [1] 1-20 (2006) Fig. 2- Intervalos composicionales de los diferentes tipos de baldosas cerámicas fabricados en España (% en peso) A rc ill a Im p. A rc ill a N ac . Fe ld es pa to s A re na s Fe ld . Ta lc os A lc añ iz E st er cu el V ill ar C ha m ot a A re na Dentro de la gama de productos de pasta blanca, la baldosas de baja porosidad tales como el gres esmaltado o el gres porcelánico, se formulan casi exclusivamente a partir de mezclas de arcillas illítico-caoliníticas de bajo contenido en óxido de hierro y elevada plasticidad (arcillas blancas denominadas comúnmente “ball clays”), feldespato sódico E.SÁNCHEZ, J.GARCÍA-TEN, M.REGUEIRO 5 Por otro lado, en las composiciones empleadas en la fabricación de ladrillos y tejas y otros productos de arcilla cocida, se utilizan casi exclusivamente mezclas de arcillas y arenas, extraídas de yacimientos muy próximos a las fabricas, dada la enorme incidencia del transporte sobre el coste final del producto. Las arcillas empleadas por lo tanto son muy diversas, estando constituidas por lo general por mineral arcilloso illítico-caolinítico, y en menor medida montmorillonítico, en una proporción que oscila entre el 30- 50%, junto con otros minerales o sustancias no plásticas que pueden llegar a representar hasta las dos terceras partes de la arcilla (15)(16). Su presencia en muchas ocasiones no solo no es perjudicial, sino que resulta necesaria para el procesamiento de la arcilla. Estas sustancias son fundamentalmente cuarzo, carbonato cálcico y óxido de hierro, aunque a nivel de impurezas pueden existir muchos más minerales. En la Tabla 3 se muestra el intervalo composicional de las arcillas empleadas en la fabricación de productos de arcilla cocida. Bol. Soc. Esp. Ceram. V., 45 [1] 1-20 (2006) o sódico-potásico y arenas feldespáticas, con pequeñas aportaciones de otras materias primas (talco principalmente) (14). La diferencia entre unos productos u otros estriba básicamente en el grado de blancura final deseado, lo que obliga en el caso del gres porcelánico, a emplear arcillas y feldespatos de mayor calidad (menor contenido en óxido de hierro) que por lo general deben ser importados. Finalmente, las composiciones de azulejo de pasta blanca, al igual que ocurría con las de pasta roja, deben incorporar carbonato cálcico, lo que en este caso, al no disponer la naturaleza de arcillas margosas de bajo contenido en óxido de hierro, se incorpora a partir de materias primas como calcita, creta, o menos frecuentemente, dolomita. Finalmente, para la fabricación de baldosas de acabado rústico por extrusión, generalmente se emplean mezclas de arcillas caoliníticas de elevada plasticidad, con contenidos en óxido de hierro variables, junto con chamotas o arenas de tamaño de partícula grande para mejorar la permeabilidad de las piezas. La mayoría de las empresas fabricantes de este tipo de baldosas se ubican en las provincias de Castellóny Teruel, por lo que las arcillas consumidas provienen de estas provincias, en concreto de la provincia de Teruel, rica en yacimientos arcillosos. Algunas de estas zonas son: Estercuel- Crivillén, Ariño y Cañada de Verich. Las arcillas provenientes de esta última población son mucho más caoliníticas, lo que permite obtener productos que se fabrican a temperaturas de cocción más elevadas. Respecto a productos de porcelana, en la Tabla 2 se detallan algunas composiciones estándar empleadas en la fabricación de los cuatro tipos de porcelanas más comunes en España. Como puede observarse, todas las composiciones se adaptan fielmente al concepto de composición triaxial o lo que es lo mismo, representadas en el diagrama de fases SiO2- Al2O3-K2O. Estos óxidos son aportados por la mezcla caolín y/o arcilla blanca illítico-caolinítica, que además contribuye con la plasticidad necesaria en la etapa de conformado, cuarzo y feldespato potásico. En porcelana sanitaria es también frecuente el empleo de feldespato sódico-potásico y nefelina debido a su menor temperatura de cocción. En todos los casos se trata de materias primas de elevada calidad (mínimo contenido de impurezas) que generalmente han sufrido un beneficio o tratamiento previo en el que se incluye una molienda para hacerlas fácilmente disgregables en agua, con el objeto de facilitar la obtención de la suspensión y evitar los largos procesos de molienda. El menor contenido de arcilla en las composiciones de porcelana de vajilla y artística está relacionado con los mayores requerimientos de blancura en este tipo de productos, por lo que se prefiere el uso de caolines, materias primas con menor contenido en óxido de hierro que las arcillas. También el hecho de que las piezas de porcelana artística y de vajilla son por lo general más pequeñas que las de porcelana sanitaria o eléctrica, permite la minimización del contenido de arcilla. Materia prima/Porcelana Sanitaria Eléctrica Vajilla Artística Caolín 25 15 45 47 Arcilla blanca 25 35 5 3 Feldespato potásico* 25 20 20 20 Cuarzo 25 30 30 30 TABLA II. COMPOSICIONES TÍPICAS DE PRODUCTOS DE PORCELANA (% EN PESO) *EN PORCELANA SANITARIA SE EMPLEAN FRECUENTEMENTE FELDESPATO SÓDICO-POTÁSICO Y NEFELINA Componente u óxido SiO2 (1) 45-55 Al2O3 (2) 10-20 K2O 1.5-5 Na2O <0.5 CaO+MgO <20 Fe2O3 <10 TiO2 <4 TABLA III. INTERVALO COMPOSICIONAL DE LAS ARCILLAS EMPLEADAS EN LA FABRICACIÓN DE PRODUCTOS DE ARCILLA COCIDA (% EN PESO). (1) EN ARCILLAS CALCÁREAS EL CONTENIDO DE SIO2 SUELE SER INFERIOR AL 45%, PUDIENDO INCLUSO SITUARSE POR DEBAJO DEL 40% (2) ALGUNAS ARCILLAS REFRACTARIAS PUEDEN PRESENTAR CONTENIDOS EN AL2O3 SUPERIORES AL 20% (ENTRE UN 20-40%) Desde el punto de vista de un recubrimiento vítreo o esmalte cerámico, la clasificación en este caso incidiría en la funcionalidad de la materia prima, tanto en relación con el procesado, como con las características deseadas en el recubrimiento (opaco, mate, etc.) por lo que podríamos hablar de los siguientes tipos: agentes suspensionantes, reguladores de fundencia-viscosidad del esmalte fundido, opacificantes, matificantes, etc (17)(18). En la Tabla 4 se ha tratado de relacionar, en base a esta funcionalidad, las principales materias primas empleadas en la elaboración de esmaltes cerámicos. Como puede observarse, son numerosas las materias primas que entran a formar parte en la formulación de esmaltes. Además, esta relación se amplia enormemente si se considera los diferentes tipos de fritas que intervienen en estas composiciones como materias primas de naturaleza vítrea: fritas transparentes, fritas que dan lugar a vidriados mate, opacos, etc. De esta relación podemos destacar al circón, que es el agente opacificante por excelencia en los vidriados MATERIAS PARA LA INDUSTRIA CERÁMICA ESPAÑOLA. SITUACIÓN ACTUAL Y PERSPECTIVAS 6 cerámicos dada su excelente relación eficacia-coste y al caolín, principal agente suspensionante en la práctica totalidad de los esmaltes aplicadas en forma líquida, procedimiento habitual de esmaltado. En esta última clasificación se ha incluido las fritas al emplearse como materia prima o componente en las componentes óxidos. En la segunda se han agrupado aquellas materias primas que por razones de coste o disponibilidad, o porque su uso es función de la necesidad de introducir un determinado componente en la formulación, son empleadas con menor frecuencia. En la tabla se incluye así mismo productos de síntesis química como el ácido bórico, borato sódico, carbonato sódico o algunos nitratos. No todas estas materias primas se consumen en proporción semejante, ya que esto va a depender de la composición de los diferentes tipos de fritas. En la Figura 5 se muestra de forma gráfica, una estimación del consumo relativo actual de Función Materia Prima Regulador de fundencia Frita Feldespato sódico-potásico Nefelina Cuarzo Alúmina Opacificantes Circón Anatasa Matificantes Alúmina Carbonato cálcico (calcita) Wollastonita Dolomita Óxido de cinc Suspensionante Caolín Arcilla Blanca (“ball clay”) Bentonita Otras funciones Regulador de la expansión térmica Cuarzo Modificador de fundencia Carbonato de litio Petalita Espodumena Ajuste de fundencia y/o brillo Carbonato de bario TABLA IV. MATERIAS PRIMAS MÁS USUALES Y FUNCIÓN QUE DESEMPEÑAN EN LA ELABORACIÓN DE ESMALTES CERÁMICOS formulaciones de esmaltes de gran variedad de productos cerámicos, como baldosas, porcelanas, ladrillos y tejas y hasta productos de alfarería. La fabricación de fritas y esmaltes ha dado origen a un potente subsector cerámico, del que España es el primer productor mundial, tal como se mencionó anteriormente. Una frita cerámica es un material de naturaleza vítrea preparado por fusión, a temperatura elevada (alrededor de 1500ºC) de una mezcla de materias primas de naturaleza cristalina. Éstas, durante el proceso de fusión forman una masa fundida que, al final del proceso, es enfriada bruscamente en aire o agua, originando la frita propiamente dicha. La principal razón de emplear fritas y no sus precursores cristalinos en la elaboración de esmaltes es la posibilidad de incorporar componentes solubles. Sin embargo existen otras importantes ventajas como son la reducción de la temperatura y tiempo de sinterización, la obtención de texturas más lisas y brillantes o el mejor rendimiento de los opacificantes. En la Figura 4 se muestra una fotografía con granos de frita. En la Tabla 5 se recogen las materias primas empleadas en la fabricación de fritas (19). Se han considerado dos grupos en esta descripción. En la primera columna se incluyen las materias primas más habituales para la incorporación de los Fig. 4- Fotografía de una frita realizada mediante microscopio óptico Óxido o componente Materias Primas Usadas Otras Materias Primas SiO2 Cuarzo Caolín Feldespato alcalino (Na, K) B2O3 Ácido bórico cristalizado Borato sódico Colemanita Ulexita Li2O Espodumena Na2O Feldespato sódico Carbonato sódico Nitrato sódico K2O Feldespato potásico Nitrato potásico MgO Talco Magnesita Dolomita CaO Carbonato de calcio Nitrato de calcio Colemanita Dolomita BaO Carbonato de bario ZnO Óxido de zinc PbO Minio Al2O3 Caolín Alúmina hidratada Feldespato alcalino Alúmina calcinada ZrO2 Circón TABLA V. MATERIAS PRIMAS UTILIZADAS EN LA FABRICACIÓN DE FRITAS E.SÁNCHEZ, J.GARCÍA-TEN, M.REGUEIRO Bol. Soc. Esp. Ceram. V., 45 [1] 1-20 (2006) 7 materias primas para fritar, comparándolo con la estimación de hace 20 años. Como puede observarse, con apenas una docena de materias primas se diseñan la mayor parte de composiciones de fritas. Por otro lado, los consumos relativos han sufrido importantes modificaciones en los últimos años, bien por la presión medioambiental, como es el caso de la drástica reducción del PbO, nitratos y algunos compuestos borácicos, por la modificación de la tecnología de fabricaciónde los productos cerámicos o por las características de los vidriados, lo que ha hecho que se incremente fuertemente el consumo de ZnO, carbonatos alcalinotérreos (Ca y Mg), feldespatos, y más recientemente, el carbonato de Bario. Finalmente, las materias primas empleadas en la fabricación de productos refractarios pueden ser descritas en base a diversos criterios de clasificación. Un criterio muy útil es el que sigue las recomendaciones PRE (productores refractarios europeos), tal como se muestra en la Tabla 6 (20). Como se puede observar, aparece una doble clasificación. Por un lado, la basada en el contenido máximo del óxido característico, y por otro, una clasificación en dos grandes grupos, ácido y básico, basada en el carácter del óxido preponderante en el material. Esta última tiende a desaparecer ya que algunos refractarios ácidos se comportan perfectamente bien frente a escorias o fundidos básicos. Por último, el grupo de productos especiales se refiere a aplicaciones específicas y en pequeños tonelajes en comparación con los materiales de los dos grupos anteriores. La tabla muestra que, aún hoy en día, la mayoría de los materiales refractarios se fabrican a partir de minerales frecuentes en la naturaleza (cuarcitas, caolines, silimanitas, bauxitas, magnesitas, dolomitas, circón, etc), los cuales al Fig. 5- Estimación del consumo relativo actual de materias primas para la fabricación de fritas en comparación con la estimación de hace 20 años ACIDOS Tipo de material refractario Contenido limite del constituyente principal Materia prima De alta alúmina Grupo I Al2O3>56% Corindón, mullita, bauxita, diásporos De alta alúmina Grupo II >45%Al2O3<56% Arcillas bauxíticas, sillimanitas andalucita y cianita Aluminosos >30% Al2O3<45% Arcillas (caolín) Silicoaluminosos >10% Al2O3<30% SiO2<85% Arcillas Siliciosos o de semisílice >85% SiO2<93% Cuarcitas, arenas de sílice BASICOS De sílice SiO2>93% Cuarcitas, sílice Magnesita MgO>80% Magnesitas y magnesitas de agua de mar. Magnesia-cromo Cromo-magnesia >55%MgO<80% >25% MgO<55% Magnesitas-cromitas Cromita Cr2O3>25% Cromitas, óxido de cromo y magnesia ESPECIALES Forsterita MgO<25% Olivino Dolomita Dolomía enriquecida con magnesia Grafito C Carbón Circón ZrSiO4 Arenas de circón Circona ZrO2 Arenas de circón+badeleyita Carburo de silicio SiC Sílice+carbón Otros - Óxidos puros, espinelas, etc. TABLA VI. MATERIAS PRIMAS PRINCIPALES DE LOS MATERIALES REFRACTARIOS CLASIFICADOS SEGÚN LAS RECOMENDACIONES PRE (PRODUCTORES REFRACTARIOS EUROPEOS). FUENTE: 20 MATERIAS PARA LA INDUSTRIA CERÁMICA ESPAÑOLA. SITUACIÓN ACTUAL Y PERSPECTIVAS Bol. Soc. Esp. Ceram. V., 45 [1] 1-20 (2006) 8 mismo tiempo, determinan los distintos subgrupos en que se divide la clasificación. Aunque la lista es amplia, la producción nacional solo incluye dolomita, algunos tipos de magnesita y caolines pétreos. 3. CONSUMOS La Tabla 7 recoge las estimaciones de consumo de las principales materias primas empleadas en los sectores de cerámica y vidrio en España a lo largo del año 2004. Tal como cabía esperar por los datos de producción (Figura 1), la industria de cerámica y vidrio es una gran consumidora de materias primas, en concreto, más de 53 Mt el pasado año. Ahora bien, más de la mitad de esta cantidad (alrededor de un 60%) se destina exclusivamente a un único tipo de producto (ladrillos y tejas, o en general materiales de construcción de arcilla cocida) ya que la producción es enorme y además esta constituida por lo general por piezas de gran volumen y peso. El segundo subsector en consumo es el de baldosas, como consecuencia también de la gran producción nacional, seguido a cierta distancia por el del vidrio, aunque este último, tal como se indicó en la introducción, lo supera en valor añadido. Con consumos más modestos, aunque importantes, se situarían las materias primas para fritas y esmaltes y refractarios, y ya a mucha distancia, el resto. El análisis por materias primas nos muestra que, las arcillas rojas, destinadas a la fabricación de ladrillos y tejas y a gran parte (un 75%) de la producción de baldosas cerámicas, son con diferencia los recursos más demandados por la industria cerámica española, en concreto, el 85% de las materias primas consumidas son arcillas rojas. Cuarzos y arenas, feldespatos alcalinos (sódicos, potásicos y sódico-potásicos) y arcillas blancas y caolines configuran el resto de consumos relevantes en el espectro de la industria cerámica y vidriera española. Dentro de estas materias primas de mayor consumo merece la pena destacar el importante crecimiento experimentado por alguna de ellas, como es el caso de las arcillas blancas y feldespatos, y en particular los que son importados. Actualmente se está importando más de 1 Mt de arcilla blanca tipo ball-clay, el 60% proveniente de Ucrania y algo más de 900 kt de feldespato, de las que el 80% son extraídas en Turquía. Este crecimiento puede ser corroborado a partir de la gráfica representada en la Figura 6, elaborada con los datos suministrados por la autoridad portuaria de Castellón, puerto desde donde se distribuyen a los centros de producción de esta provincia. Conviene no obstante aclarar que los datos se refieren a movimiento total de mercancía (carga y descarga), aunque en este caso el movimiento de carga debe ser prácticamente despreciable. Como puede observarse, el crecimiento en los últimos años de arcillas y feldespatos de importación ha sido del 100%. Este drástico aumento ha venido motivado por el incremento de la cuota de baldosas de pasta blanca en la producción nacional (se ha pasado de un 15% en 2000 a un 25% en 2004), y en particular, al crecimiento del gres porcelánico esmaltado en España (11)(21). Aunque a distancia de las anteriores, otro indicador del crecimiento de la producción de baldosas cerámicas es el circón, Materia prima Baldosas Esmaltes Vidrio Refractarios Ladrillos y tejas Sanitarios Vajilla Total (kt) Arenas, cuarzos 300 250 2200 50 11 2.811 Feldespatos 1.100 176 280 50 7 1.613 Arcillas rojas 9.500 50 35.000 44.550 Arcillas blancas 1.800 6 50 2 1.858 Caolín 130 120 50 19 319 Arcilla/Chamota refractarias 280 180 460 Carbonato cálcico 140 70 50 260 Dolomita 55 500 75 630 Carbonato sódico 600 600 Circón 20 120 5 145 Carbonato potásico 60 60 Oxido de zinc 60 60 Comp. borácicos 80 80 Alúmina 9 70 79 Óxidos de plomo 17 5 22 Talco 25 25 Magnesita 80 80 Andalucita 20 20 Bauxita 80 80 Grafito 5 5 Carburo Silicio 3 3 TOTAL 13.295 1.013 3.695 518 35.000 200 39 53.760 TABLA VII. CONSUMO DE MATERIAS PRIMAS EN LA INDUSTRIA CERÁMICA Y VIDRIERA EN ESPAÑA (AÑO 2004). FUENTE: AINDEX, IGME, ANFRE, ANFFECC Y ESTIMACIONES DE LOS AUTORES E.SÁNCHEZ, J.GARCÍA-TEN, M.REGUEIRO Bol. Soc. Esp. Ceram. V., 45 [1] 1-20 (2006) 9 materia prima importada en su totalidad (22), ya que, como se mencionó antes, es el opacificante más utilizado en vidriados cerámicos. A nivel mundial, la demanda de circón el pasado año superó la cifra de 1.1 Mt, siendo su principal destino, tal como se refleja en la Figura 7, la industria cerámica, con más del 65% del consumo total. Las principales aplicaciones cerámicas del circón son: fritas, engobes y vidriados cerámicos, refractarios y baldosas de gres porcelánico. Aunque China es el principal consumidor mundial con un 25% del total, España se sitúa en segundo lugar con un 12%, tras un espectacular crecimiento en los últimos años, tal como se puede deducir del movimiento de ésta materia prima en el puerto de Castellón (Figura 6), uno de los puertos por los que se introduce esta mercancía en España. Sin embargo la traslación de este índice global al sector cerámico nacional, no permite concluir que se haya producido un alza generalizada en el precio de las materias primas de esa u otra magnitud. Esta afirmación puede ser corroborada por lo datos recogidos en la Tabla 8. En esta tabla se detalla, a partir de estimacionesde los autores, la evolución de los precios que han sufrido algunas materias primas para fritas y esmaltes, a lo largo de los últimos 5 años. Fig. 6- Evolución del movimiento de algunas materias primas (embar- que y desembarque) en el puerto de Castellón en los últimos 5 años Fig. 7- Principales usos del circón 4. EVOLUCIÓN DE LOS PRECIOS El espectacular crecimiento experimentado por el sector cerámico mundial, junto con las peculiares características del mercado global, ha ocasionado una desestabilización en la disponibilidad y precios de las materias primas, aunque en algunos casos el efecto ha sido beneficioso para la industria, al traducirse en una reducción de precios. Para atenernos a datos objetivos, según el índice de precios de compra (IPCO) correspondiente al año 2004, el precio de los materiales en química industrial, dentro de los que se encuentran las materias primas empleadas en cerámica, ha registrado un incremento del 10%, muy por encima como es obvio del incremento del IPC. Materia prima Variación (%)* Alúmina 14 Bórax 8 Carbonato sódico 0 Carbonato potásico -6 Circón 67 Cuarzo 3 Dolomita 11 Feldespato sódico 23 Feldespato potásico 6 Nefelina 2 Nitrato potásico 11 Óxido de cinc -8 TABLA VIII. EVOLUCIÓN DE LOS PRECIOS DE ALGUNAS MATERIAS PRIMAS PARA FRITAS Y ESMALTES EN LOS ÚLTIMOS 5 AÑOS (2000-2004)(ESTIMACIONES DE LOS AUTORES) *VARIACIÓN ESTIMADA SEGÚN PRECIOS DE MERCADO A raíz de estas estimaciones, podemos observar que existe un primer grupo en el que se ha producido un incremento del coste de las materias primas, aunque en el caso de las materias primas de origen exclusivamente nacional (cuarzo, dolomita, feldespato potásico…) o algunas de importación (nefelina, bórax, óxido de cinc…) apenas han repercutido el valor del IPC. Otras incluso han reducido su precio, como es el caso del carbonato potásico o el óxido de cinc. En un tercer grupo, aparecen materias primas donde el aumento de precio se sitúa clara, y en el caso del circón, exageradamente, por encima del incremento medio del IPC para este período. En este grupo se incluirían además del circón, el feldespato sódico y determinadas calidades de alúmina, la evolución de cuyos precios ha venido marcada por el fuerte incremento de la demanda. Podemos concluir por lo tanto que no existe un patrón definido en la evolución del precio de las materias primas, como consecuencia del efecto simultáneo de un conjunto de factores que afectan de forma desigual a la estabilización de los suministros. Por un lado, el incremento de la demanda, principalmente en China y otros países de la zona Asia-Pacífico. El circón es el claro exponente de este crecimiento, siendo la industria cerámica su principal destino y China el gran consumidor. Así, aunque durante el período 1998-2003 el consumo de circón ha experimentado un crecimiento medio del 3.8%, China ha mostrado un crecimiento muy superior, cifrado en un 13%. (22). En el presente año, el crecimiento continúa, alimentado por la escasez de suministro y por una demanda todavía robusta. Sin embargo las simples leyes de oferta y demanda no son capaces de explicar la evolución cíclica del precio del circón, reflejada en la Figura 8. Así, a pesar de que el suministro de circón depende en gran medida de la MATERIAS PARA LA INDUSTRIA CERÁMICA ESPAÑOLA. SITUACIÓN ACTUAL Y PERSPECTIVAS Bol. Soc. Esp. Ceram. V., 45 [1] 1-20 (2006) kt 10 demanda de los minerales de titanio, ya que se trata de un subproducto, y ésta a su vez es enteramente dependiente del comportamiento de la industria de pigmentos de dióxido de titanio, no es posible ocultar un componente altamente especulativo, a tenor de la variación observada. más, como consecuencia del encarecimiento del barril de petróleo, ya que la mayoría de contratos de fletes incluyen una cláusula de suplemento de combustible en función del precio del petróleo. También la “europeización” de los costes internos de logística (ferrocarril, gestión portuaria, etc) en estos países ha contribuido al aumento de precios. Afortunadamente, la favorable cotización de la divisa europea frente al dólar americano ha mitigado en gran parte estos importantes desbarajustes, contribuyendo a una corrección de precios. La Tabla 9 refleja este último comentario para el caso del feldespato sódico turco. Fig. 8- Evolución con el tiempo del precio de la arena de circón utili- zada como materia prima en la industria cerámica Fig. 9- Comparación del comercio mundial de mineral de hierro en 1964 (izquierda) y 1997 (derecha) FO B A S/ t Por otro lado, la efervescente actividad de la industria china del acero continúa estimulando un creciente comercio mundial de materias primas, en particular de minerales de hierro. Así por ejemplo, las exportaciones de minerales de hierro a Brasil y Australia se dispararon un 9 y un 13% respectivamente, siendo los destinos principales China, Corea del Sur y Japón (23). En la Figura 9 se ilustra el dinamismo y la evolución a escala mundial del comercio de minerales de hierro. Este frenético movimiento de mercancías ha impactado en la disponibilidad y coste del flete marítimo, que en algunos casos ha llegado a incrementarse en el corto espacio de un año hasta en un 50%. El incremento del flete ha repercutido, sobre todo, en el precio de las materias primas de menor valor añadido suministradas a granel, como por ejemplo, la arcilla proveniente de Ucrania o el feldespato turco, que además, como se ha indicado, han experimentado crecimientos de consumo espectaculares en los últimos años. La situación, lejos de remitir, parece incluso que vaya a complicarse todavía Año €/t US$/t 2000 30 33 2002 37 33 2004 36 43 2005 37 48 TABLA IX. EFECTO DE LA DEPRECIACIÓN DEL DÓLAR AMERICANO SOBRE LA EVOLUCIÓN DEL PRECIO DEL FELDESPATO SÓDICO IMPORTADO DE TURQUÍA (AÑOS 2000-2005)(ESTIMACIONES DE LOS AUTORES) Mención aparte merece el óxido de cinc, producto de síntesis química obtenido a partir de cinc metal, el cual, tal como se refleja en la tabla 8, ha disminuido su precio en el intervalo de tiempo analizado. Sin embargo, un análisis más detallado de la evolución del precio (Figura 10), nos muestra una situación bien diferente, con un precio que aunque globalmente ha disminuido, ha pasado por un valor mínimo para volver posteriormente a repuntar. Este comportamiento del mercado ha sido propiciado por la política anti-dumping establecida por la Comisión Europea, con el objeto de paliar la competencia de bajo precio del producto chino debida a sus menores costes salariales y medioambientales. 5. PERSPECTIVAS DE FUTURO Los indicadores macroeconómicos confirman la sospecha de que el crecimiento económico chino, y el de otros países de la zona de influencia Asia-Pacífico no ha hecho sino empezar. Con 12 de las 25 megaciudades con que contará el mundo en el año 2015, y el consiguiente crecimiento exponencial de población, no es sorprendente que la industria cerámica asiática, impulsada por un poder adquisitivo cada vez mayor, siga creciendo al ritmo hasta ahora exhibido (24). E.SÁNCHEZ, J.GARCÍA-TEN, M.REGUEIRO Bol. Soc. Esp. Ceram. V., 45 [1] 1-12 (2006) 11 Tal crecimiento ha conducido a intereses enfrentados. Algunas compañías, como por ejemplo, las suministradoras de materias primas o bienes de equipos han incrementado enormemente sus beneficios. Otras, que directamente compiten con la marea de productos baratos, sufren pérdidas de mercado y en muchos casos instan a sus gobiernos a la adopción de medidas proteccionistas. En un reciente trabajo se apunta el agotamiento evidente del modelo cerámico español (1), proponiéndose la necesidad de un cambio de ciclo. Un cambio basado en la combinación, por un lado de reformas estructurales, relacionadas con la concentración y especialización productivas y por otro, con un esfuerzo todavía más intenso en innovación tecnológica. Si la industria cerámicaha sido capaz de alcanzar situaciones de liderazgo en sectores en que hace dos décadas ocupaba posiciones casi marginales en Europa, debe ser capaz también de afrontar estos nuevos desafíos. En este contexto, el papel de las materias primas va a ser relevante, ya que, no debemos olvidar, pueden llegar a representar hasta un 60% o más del coste de fabricación de determinados productos cerámicos. Esta importante contribución en el coste del producto obligará a la minimización de precios con el objeto de competir en un entorno globalizado. Un estudio reciente de la consultora A.T Kearny sobre la “excelencia en la gestión de compras”, realizado entre más de 275 empresas internacionales pronostica que más del 70% de las empresas mundiales utilizará proveedores chinos dentro de 4 años, casi un 60% recurrirá a suministradores de Europa del Este y un 50% a proveedores de India, aunque al mismo tiempo advierte de la necesidad de mejorar el conocimiento de estos mercados. Recientes ejemplos de este planteamiento se han visto en Europa donde la entrada de arcillas de Ucrania para la fabricación de baldosas cerámicas de pasta blanca ha impactado en el volumen de ventas y precio de las arcillas tipo “ball-clay” inglesas y alemanas, tradicionalmente consumidas en España e Italia respectivamente (25) Mientras estos factores podrían ser vistos como una amenaza para los suministradores actuales de minerales industriales, al mismo tiempo representan una oportunidad. Los fabricantes de productos cerámicos demandan calidad y consistencia, y los suministradores actuales tienen el conocimiento y experiencia para aportarlas. Lógicamente, ello requerirá situarse en vanguardia de los desarrollos tecnológicos que experimenten los diferentes subsectores cerámicos con el fin de mantener su cuota de mercado mediante el empleo de su experiencia. La reciente historia del sector minero español también aporta una interesante conclusión: Las empresas multinacionales han tomado posiciones en España y hoy el talco, el caolín, las arcillas rojas, las magnesitas y otros muchos minerales pertenecen a empresas multinacionales. Ese ejemplo lo han seguido también las empresas de minerales industriales españolas que han optado por la internacionalización (Grupo SAMCA, Tolsa, etc) y están hoy posicionadas en América, África o Europa. La adquisición de reservas mineras a nivel mundial tiene una larga tradición en la minería metálica: Quizás es el momento para la no metálica. Otro de los importantes retos que tiene ante sí el suministro de materias primas esta relacionado con el uso sostenible de los recursos naturales. Según la política de la Unión Europea, el objetivo es alcanzar un balance entre asegurar el suministro de minerales y proteger el entorno, todo ello en el contexto del bienestar humano y social (26), lo que los euroburócratas denominan el “decoupling”. No debemos olvidar que la minería es un sector básico en la UE ya que proporciona más de 500.000 empleos y suministra el 35% de los materiales que necesita la industria. No obstante, el desafío es importante ya que la percepción social y la imagen pública del sector minero, por diferentes motivos, no pasa por su mejor momento. Algunas de las propuestas necesarias para alcanzar este objetivo son: • Ayudas económicas para la restauración del terreno afectado y para proyectos de preservación y puesta en valor del patrimonio minero • Armonización de la legislación ambiental y minera en Europa, con el establecimiento de Eurocódigos Mineros • Políticas para evitar el uso innecesario y costoso de materias primas minerales importadas con arreglo a la filosofía de no exportar nuestros problemas medioambientales. Dentro de esta propuesta estaría incluida la protección de los recursos minerales contra el “dumping” internacional. Además todo lo anterior se desarrollará en un escenario donde las exigencias de calidad y de reducción del tamaño de partícula de las materias primas deberán ser compatibles con la minimización del impacto medioambiental asociado al transporte, almacenamiento y manipulación de sólidos pulverulentos. Finalmente, merece la pena destacar la importancia que adquirirá en un futuro la aplicación industrial de los nanominerales (27). Los minerales convencionales presentan tamaños de grano que varían desde cientos de micrómetros hasta centímetros. Los nanomateriales que incluyen nanominerales, algunas veces denominados nanopolvos, presentan tamaños de grano en el intervalo 1-100 nm, en al menos una dimensión de la partícula, aunque generalmente en las tres. Los nanominerales no son del todo nuevos, aunque si que lo es la comprensión de su enorme potencialidad industrial. El negro de humo, la sílice pirogénica y el carbonato cálcico precipitado ultrafino son solo tres ejemplos de nanomateriales utilizados desde hace ya muchos años. Japón y EEUU lideran el campo de la nanotecnología, en el que alrededor del 25% del negocio esta relacionado con nanomateriales y nanopolvos. El número de aplicaciones crece cada día, y muchas de ellas están relacionadas con los materiales cerámicos, particularmente con recubrimientos. Nanopartículas de SiO2, TiO2 o Al2O3 están actualmente ya Fig. 10- Evolución en los últimos 5 años del precio del ZnO MATERIAS PARA LA INDUSTRIA CERÁMICA ESPAÑOLA. SITUACIÓN ACTUAL Y PERSPECTIVAS Bol. Soc. Esp. Ceram. V., 45 [1] 1-12 (2006) €/ t 12 en fase de aplicación industrial como recubrimientos que aportan funcionalidades diversas a las superficies sobre las que se aplican que van más allá de la obtención de efectos estéticos. Uno de los ejemplos más visibles de nanominerales comercializados es el dióxido de titanio para la obtención de vidrios autolimpiantes (28). Otro importante campo es el de los nanominerales arcillosos o nanoarcillas, naturales o sintéticos, con importantes aplicaciones en nanocomposites de matriz polimérica, al mejorar ostensiblemente las prestaciones de las cargas minerales tradicionales (28)(29). Estos nanocomposites presentan enormes oportunidades en la industria de automoción, estimándose que el uso de nanoarcillas en esta industria podrá llegar próximamente a alcanzar una cifra entre 10.000-25.000 t por año. Finalmente, otros nanominerales con importantes perspectivas de futuro incluyen carbono, circonia, compuestos de litio, talco, carbonato cálcico y sulfato de bario, con aplicaciones tan diversas como pilas combustibles, baterías recargables, recubrimientos de altas prestaciones, nanocargas, etc. 6. AGRADECIMIENTOS Los autores desean agradecer a cuantas personas e instituciones han contribuido con su información para la preparación de este trabajo. También desean hacer constar que la elaboración de esta información y las conclusiones expuestas son responsabilidad única de los autores. 7. BIBLIOGRAFÍA 1. E. Criado; E. Sánchez; M. Regueiro. «La industria cerámica española, ¿ante un cambio de ciclo?». Bol. Soc. Esp. Ceram. V. 43 [1] 85-101 (2004). 2. G.P. Crasta, D. 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Retos tecnológicos y desafíos de la próxima década J.ALBORS, J. L. HERVÁS Departamento de Organización de Empresas. Universidad Politécnica de Valencia La industria cerámica europea, española e italiana, ha logrado un liderazgo tecnológico importante en la actualidad. Sin embargo, en algunos aspectos del proceso de fabricación de la cerámica, subsisten culturas artesanales que aún perduran y que son derivadas del origen de la industria. Esta situación, combinada con la crisis iniciada en la actualidad, la globalización, la creciente presión de industrias cerámicas tan alejadas como la China y los cambios en las preferencias de los clientes presentan un panorama que va a acabar produciendo, previsiblemente, ciertas demandas tecnológicas sobre el proceso de manufactura cerámica, tras una fase previa de presión sobre el proceso de desarrollo de producto. La presente comunicación tratara de realizar una reflexión sobre estos aspectos desde la perspectiva de los trabajos desarrollados por el proyecto MONOTONE, financiado por la Comisión Europea y en el que participan 17 institutos y empresas europeas del sector1. Palabras Clave. Tecnología, Demanda, Cambio, Globalización industria cerámica The European tile ceramic industry in the XXI century. Challenges of the present decade. The European, Spanish and Italian tile ceramic industry, has achieved today a relevant technology leadership. Nevertheless, in certain aspects of the tile ceramic manufacturing process, artisan cultures still subsist which are derived from the origin of the industry. This situation, combined with the crisis initiated at the start of the century, the globalisation, the increasing pressure of tile ceramic industries located in the East and the changes in the preferences of the customers presents/ a scenario which will cause determined technology demands on the