O estudo compreendeu, incialmente, a definição de uma amostra constituída de 3 olarias que produzem tijolos maciços cerâmicos e 3 olarias que fabricam blocos cerâmicos de vedação 6 furos, distribuídas em cidades aleatórias localizadas na região da Grande Santa Rosa, noroeste do estado do Rio Grande do Sul, e que fossem representativas dos diferentes níveis de tecnologias e de escala de produção.
A pesquisa apresentou referências bibliográficas na produção de tijolos maciços cerâmicos e blocos cerâmicos de vedação 6 furos, correlacionando-os com as formas de execução observadas nas olarias escolhidas.
Foram coletadas as amostras de forma aleatória durante o mês de agosto de 2017. Posteriormente a essa data, foram realizados os ensaios de dimensões, resistência a compressão e absorção da água durante os meses de agosto e setembro de 2017. Assim, pode-se analisar os resultados e compará-los com as normas técnicas de referência e obtidas as conclusões.
As cerâmicas escolhidas para a realização deste estudo localizam-se nas cidades de Três de Maio, São Martinho, Santa Rosa e Independência. Com o intuito de preservar as identidades das indústrias que forneceram os artefatos, serão identificadas como Cerâmica 1, Cerâmica 2, Cerâmica 3, Cerâmica 4 e Cerâmica 5.
3.1.1 Cerâmica 1
A Cerâmica 1 está a mais de 50 anos no mercado produzindo tijolos maciços cerâmicos. Hoje, apresenta uma produção mensal de 250.000 tijolos ao mês.
De acordo com uma conversa informal com o proprietário, a argila é extraída em três áreas chamadas de várzeas, localizadas próximas aos arredores da sede empresa. A extração ocorre com auxílio de retroescavadeira e é transportada com um caminhão caçamba até o
depósito (Figura 8), onde fica em descanso durante meses para ocorrer o sazonamento do material.
Figura 8 - Depósito da argila
Fonte: Autoria própria, 2017.
A empresa utiliza dois tipos de argila, uma argila conhecida como “barro preto”, ou seja, uma argila mais escura, adicionada em torno de 10% na mistura. A segunda é uma argila cinza. Sem esta mistura o tijolo torna-se muito quebradiço após a queima.
Após a extração da argila nas várzeas, é levada a um depósito a céu aberto para ocorrer o sazonamento da matéria-prima. Depois de determinado tempo, a argila é transferida para o depósito coberto para dar início ao processo de fabricação. A argila é depositada em um caixão alimentador que abastece constantemente e uniformemente as demais máquinas da linha de produção, conforme a Figura 9.
Figura 9 – Depósito coberto e caixão alimentador
Fonte: Autoria própria, 2017.
A matéria-prima proveniente do caixão alimentador é transportada até o desintegrador (Figura 10) por uma esteira. Essa máquina desintegra os torrões de barro, ou seja, desmancha- os em pedaços menores e separa as impurezas, como pedras e galhos.
Figura 10 - Desintegrador
Fonte: Autoria própria, 2017.
Após passar pelo desintegrador, a massa chega ao laminador (Figura 11). Este equipamento compacta e transforma a matéria-prima em lâminas de argila. Também é responsável por distribuir melhor a umidade na argila, diminuindo os vazios entre as partículas.
Figura 11 - Laminador
Fonte: Autoria própria, 2017.
A massa laminada é transportada à maromba. A maromba ou extrusora (Figura 12) recebe a argila beneficiada, tendo como função de homogeneizar a matéria-prima e é através da bomba a vácuo que o ar da massa é extraído, compactada e extrusada conforme formato final. Assim a maromba cria uma massa homogênea que é moldada ao sair pela boquilha no tamanho do tijolo desejado.
Figura 12 - Maromba/Extrusora
Fonte: Autoria própria, 2017.
Assim que a massa sai pela boquilha (Figura 13) é carimbada na lateral dos bastões de argila com informações obrigatórias sobre o produto, como tamanho, CNPJ da empresa, endereço e com data mensal de fabricação.
Figura 13 - Boquilha
Fonte: Autoria própria, 2017.
Depois a massa é movimentada sobre o transportador de rolo até o cortador pneumático (Figura 14). No processo de corte, a barra do material extrudado é cortado nas dimensões padronizadas do tijolo.
Figura 14 - Cortador pneumático
Fonte: Autoria própria, 2017.
A secagem (Figura15) dos tijolos verdes (úmidos) ocorre naturalmente, são estocados em prateleiras de madeira (estaleiros), para melhorar a passagem do ar e consequentemente a perda de umidade mais rápidas; os galpões tem as portas abertas em dias ensolarados e fechados em dias de chuva. Por ser um processo natural, os fatores climáticos influenciam diretamente na secagem das peças, variando de 30 a 60 dias.
Figura 15 - Estaleiros (prateleiras de madeira)
Fonte: Autoria própria, 2017.
Em seguida os tijolos são transferidos para os fornos para serem queimados. O processo de queima ocorre em duas fases: o requente e a queima. O requente é a fase inicial, os fornos são abastecidos com lenhas para que a umidade restante dos tijolos seja removida lentamente, não causando danos futuros. Nesta fase, o fogo precisa começar baixo e aumentar gradativamente, para evitar quebras nos tijolos. A queima ocorre em altas temperaturas, com ajuda de máquinas próprias para este processo, sendo utilizados cavaco, serragem, maravalha e sabugo. Não há um controle de temperatura dos fornos. A queima ocorre por volta de 3 dias, é colocado um tijolo na boca do forno, fechado de barro, e este é verificado diariamente até atingir
a coloração avermelhada. A Figura 16 ilustra tijolos ainda “verdes” colocados no interior do forno e a boca do forno fechada com barro.
Figura 16 - Tijolos “verdes” no interior do forno e boca do forno fechada com barro.
Fonte: Autoria própria, 2017.
No resfriamento, as portas dos fornos são abertas, retirado a cinza acumulada e utilizado um ventilador de alta potência para acelerar o processo. Este processo dura cerca de 2 dias, dependendo do clima que se encontra.
Assim que o calor da queima é perdido, os tijolos são desenformados. É inspecionado a qualidade dos tijolos e então são paletizados.
3.1.2 Cerâmica 2
A Cerâmica 2 tem 17 anos de mercado produzindo tijolos maciços cerâmicos. Apresenta uma produção mensal de 100.000 tijolos maciços.
Pela sede da empresa estar localizado em uma várzea, a extração da matéria-prima ocorre nos seus arredores, ou seja, utilizam somente um tipo de argila. A matéria-prima extraída fica no máximo uma semana no depósito, conforme a Figura 17. Esta não possui uma elevada quantidade de argila estocada, ou seja, tudo que é extraído é utilizado pela empresa imediatamente.
Figura 17 – Depósito de matéria-prima
Fonte: Autoria própria, 2017.
A argila é misturada a serragem, cerca de 30% do total, de maneira empírica, segundo o proprietário, a mistura ocorre para diminuir o tempo de secagem das peças e diminuir as quebras durante e após a queima.
Como a Figura 18 mostra, a mistura de argila e serragem é depositada no caixão alimentador, que abastece constantemente as demais máquinas da linha de produção.
Figura 18 – Caixão alimentador abastecido com a mistura de argila e serragem
Fonte: Autoria própria, 2017.
Então, o caixão alimentador abastece o desintegrador por uma esteira. O desintegrador (Figura 19) tem a função de diminuir o tamanho dos torrões da argila. Neste equipamento também é adicionado água quando a argila se encontra muito seca, ou seja, não está plástica para ser moldado, no entanto, essa adição ocorre empiricamente.
Figura 19 - Desintegrador
Fonte: Autoria própria, 2017.
As partículas desintegradas são levadas a maromba/extrusora. É na maromba que a argila é beneficiada e através deste que o ar da massa é extraído por uma bomba a vácuo e compactada. A massa compactada sai pela boquilha, que molda uma barra de material conforme o tamanho desejado. A barra do material moldado é levada por esteiras até o cortador, onde é cortada nas dimensões padronizadas dos tijolos (Figura 20).
Figura 20 – Extrusora, boquilha e cortador
Fonte: Autoria própria, 2017.
A secagem dos tijolos “verdes” ocorre de forma natural. Estes são estocados, em pares, no chão de um galpão aberto nas laterais. Após secarem, por uma semana, os tijolos são depositados em palhetes, empilhados de maneira que o ar possa passar entre eles. Este processo dura cerca de 2 meses em média. A Figura 21 mostra as duas formas de secagem dos artefatos.
Figura 21 – Secagem dos tijolos
Fonte: Autoria própria, 2017.
O processo de queima dos artefatos ocorre em fornos convencionais. Os tijolos são depositados no seu interior e então a boca do forno é fechada com barro. No início da queima, chamado de requente, o fogo é mais lento, para que toda a umidade do tijolo seja removida. A queima, verdadeiramente dita, ocorre em altas temperaturas e dura uma semana. A empresa utiliza somente lenha no processo. A Figura 22 mostra o local onde é realizado a queima das lenhas.
Figura 22 – Local onde é realizado a queima das lenhas no forno
Fonte: Autoria própria, 2017.
Após esse tempo, os fornos são abertos e ficam uma semana com os tijolos prontos para ocorrer o resfriamento. Assim, são retirados e transferidos para o caminhão para serem entregues.
3.1.3 Cerâmica 3
A Cerâmica 3 está a 69 anos no mercado, produzindo tijolos maciços e blocos cerâmicos de vedação 6, 9 e 12 furos. Apresenta uma produção mensal de 800 mil tijolos e blocos.
A argila é extraída em 3 várzeas que estão localizadas nas proximidades da sede da empresa. Em cada várzea é extraída um tipo diferente de argila, distinguidas pela coloração, preta, cinza e vermelha, e pelas propriedades.
Após a extração, com o auxílio de retroescavadeira, as argilas são levadas por caminhões caçambas até o depósito a céu aberto, conforme a Figura 23. Neste depósito as argilas ficam por 6 meses para ocorrer o sazonamento, ou seja, o apodrecimento da matéria orgânica.
Figura 23 – Depósito de argila
Fonte: Autoria própria, 2017.
Depois as argilas são encaminhas a um depósito coberto, onde ocorre a preparação do material a ser processado. Ou seja, é neste lugar que ocorre a mistura dos três tipos de argila, além disso a empresa adiciona casca de arroz e resíduos da construção civil (RCC). A mistura apresente 67% de argila, 22% de casca de arroz e 11% de resíduos da construção civil.
Essa mistura ocorre, segundo o responsável técnico da empresa, porque a argila que utilizam apresenta propriedades que tornam os artefatos produzidos muito frágeis após a queima. Então a casca de arroz e o RCC neutralizam essas propriedades, tornando o tijolo mais resistente durante a queima e diminui a retração linear causada pela queima. A Figura 24 mostra a mistura pronto no depósito.
Figura 24 – Mistura das argilas, casca de arroz e resíduos da construção civil
Fonte: Autoria própria, 2017.
A mistura então é levada ao caixão alimentador que abastece o desintegrador. Neste equipamento os torrões de argila são desintegrados em partículas menores e levados por uma esteira até outro depósito, onde fica por um dia. Isso acontece para que ocorra a total mistura entre as argilas e os resíduos. A Figura 25 ilustra o desintegrador e o depósito das partículas menores.
Figura 25 – Desintegrador e depósito das partículas menores
Fonte: Autoria própria, 2017.
Após um dia o material é colocado na caixa alimentadora, onde é encaminhado por esteiras até o misturador (Figura 26). Neste equipamento há a adição de 10% de água na mistura para deixar a argila mais plástica para sofrer moldagem.
Figura 26 - Misturador
Fonte: Autoria própria, 2017.
Assim, a matéria é levada ao laminador que a transforma em placas mais finas (Figura 27). Após isso é levado a outro misturador acoplado a maromba/extrusora. Nesta etapa ocorre novamente a adição de água na mistura.
Figura 27 – Material antes e depois de passar pela laminadora
Fonte: Autoria própria, 2017.
O material passa pela extrusora a vácuo que retira o ar entre as partículas e o molda. Assim a barra conformada é carimbada, com o nome da empresa, CNPJ e data de fabricação, e cortada conforme as padronizações da norma (Figura 28). O tijolo e bloco cortador são colocados em estaleiros de ferro e levados ao local onde ocorre a secagem natural por um dia. Todo este processo é automatizado, somente há funcionários cuidando e retirando materiais que apresentam defeitos.
Figura 28 – Carimbo
Fonte: Autoria própria, 2017.
Após a secagem natural, os estaleiros com os tijolos/blocos são colocados em um túnel onde ocorre a secagem artificial (Figura 29) com o calor proveniente do esfriamento do forno. Nesta etapa os artefatos ficam por 36 horas secando.
Figura 29 – Secador artificial
Fonte: Autoria própria, 2017.
Para os blocos a queima ocorre em forno túnel (Figura 30), com cerca de 110 metros. Os blocos são postos em vagonetas, cerca de 800 em cada. O forno apresenta uma temperatura inicial de 680ºC, a queima ocorre com temperatura mais elevada de 810ºC, quando a vagoneta já está na metade do túnel, e a temperatura final é de 680ºC, até o bloco estar totalmente frio para ser colocado em palhetes e vendido. A queima ocorre com a utilização de cavaco e serragem.
Figura 30 – Entrada do forno túnel
Fonte: Autoria própria, 2017.
Para os tijolos maciços, a queima ocorre em fornos tradicionais como as demais olarias. Os tijolos são colocados nos fornos e a boca é fechada com barro. Incialmente há um requente, com temperatura mais baixa para retirar a umidade restante presente no tijolo, depois a temperatura aumenta, por volta de 800ºC, isso ocorre durante 3 dias. Após isso, o forno é aberto para que seja resfriado.
Quando os artefatos estiverem frios, são desenformados e palhetizados para poder ocorrer a entrega.
Na Cerâmica 3 foram coletados amostras de tijolos maciços cerâmicos e blocos cerâmicos de vedação 6 furos, devido a empresa apresentar adição de resíduos na matéria-prima argila.
3.1.4 Cerâmica 4
A Cerâmica 4 está no mercado há 26 anos, produzindo tijolos maciços cerâmico e blocos cerâmicos de vedação 6 furos. Hoje apresenta uma produção mensal de 500 mil tijolos e blocos.
A empresa conta com 5 áreas de extração de argila, sendo que a maioria estão localizadas nas proximidades da sede da empresa, no entanto uma encontra-se em outra cidade, a cerca de 74 km de distância. Essa distância se deve porque nas várzeas próximas a cerâmica não se encontram o “barro preto”, utilizado em 10% na mistura para dar coloração clara ao tijolo e bloco. Após a extração, a argila é transportada com um caminhão caçamba até as
dependências da cerâmica, as quais são estocadas em um depósito ao ar livre, para ocorrer o sazonamento.
Para iniciar o processo de produção, primeiramente a argila é levada a um depósito coberto (Figura 31) onde é realizado a mistura da argila com o cascalho moído finamente. Na produção do bloco 6 furos, a Cerâmica 4 utiliza somente a Liga na mistura, o “barro fundo” encontrado a 80 cm de profundidade.
Figura 31 – Depósito coberto
Fonte: Autoria própria, 2017.
Com o auxílio de uma retroescavadeira o caixão alimentador é abastecido. A mistura é levada por esteiras até o desintegrador (Figura 32). Neste equipamento é diminuído o tamanho das partículas grandes da argila.
Figura 32 - Desintegrador
Fonte: Autoria própria, 2017.
Após a matéria é levada até o laminador (Figura 33), onde dois cilindros compactam e transformam a argila com o cascalho em lâminas. Esse processo diminui os espaços vazios entre
as partículas e melhora a qualidade do produto. É também neste momento em que a água é adicionada, quando necessária, para melhorar a trabalhabilidade do material.
Figura 33 - Laminador
Fonte: Autoria própria, 2017.
A massa laminada é transportada à extrusora/maromba (Figura 34). A massa é homogeneizada pelo processo de laminação e é comprimida contra a boquilha, a qual é trocada de acordo com o tipo de artefato que está sendo produzido, dando assim, o formato desejado.
Figura 34 – Extrusora
Fonte: Autoria própria, 2017.
A barra conformada é carimbada com o nome da empresa, CNPJ, endereço e data de fabricação, para então ser cortado por cortadores pneumáticos (Figura 35), conforme as dimensões padronizadas e utilizadas pela empresa.
Figura 35 – Cortador pneumático
Fonte: Autoria própria, 2017.
O processo de secagem é realizado sob galpões cobertos. Após a extrusão, os blocos ainda úmidos são dispostos no máximo em 2 camadas, onde ficam por aproximadamente trinta dias, tempo necessário para o bloco perder certa quantidade de água e não ser mais suscetível a moldagem, para então realizar o gradeamento em camadas maiores para finalizar a secagem, conforme a Figura 36. Dependendo do clima, a secagem pode durar de 40 a 60 dias.
Figura 36 – Secagem natural
Fonte: Autoria própria, 2017.
Para evitar o aparecimento de tensões e futuros defeitos, as peças que ainda contêm água, são expostas ao calor e a ambientes ventilados, de forma lenta e gradual, sob controle de taxa de aquecimento, ventilação e umidade relativa boa.
Após o tempo de secagem, os blocos e tijolos são enformados para serem queimados, em fornos iguais ao da Figura 37. Primeiramente ocorre o processo de requente, sendo submetido ao aquecimento com a utilização de cavacos e sabugos, no intuito de retirar o restante da água acumulado nos artefatos. Esta etapa inicia com temperatura de 50ºC a 200ºC, até a
secagem completa, que leva três dias para finalizar. Posteriormente ao requente se inicia a queima propriamente dita. Para esta etapa se utiliza a maravalha elevando a temperatura aos 800ºC aproximados, levando de 30 a 40 horas para ser concluída.
Figura 37 - Forno
Fonte: Autoria própria, 2017.
Quando o bloco atingir o tempo de queima, os fornos são abertos e colocados ventiladores para esfria-los. Após isso, é realizado a desinformação, os artefatos são classificados e paletizados.
3.1.5 Cerâmica 5
A Cerâmica 5 possui 20 anos de existência e produz blocos cerâmicos de vedação 6 e 9 furos. Apresenta uma produção de 600.000 blocos por mês.
A extração da matéria-prima ocorre com o auxílio de uma draga em várzeas localizadas próximas a sede da empresa. A argila extraída é levada ao depósito não coberto e permanece por seis meses, para que ocorra o sazonamento do material. Utiliza dois tipos de argila na mistura, a gorda e a magra.
Depois de transcorrido o tempo de permanência no depósito ao ar livre, a matéria-prima é levada até o depósito coberto, onde ocorre a mistura entre as argilas. E então é abastecido o caixão alimentador (Figura 38). Em sequência, é levada por esteiras até o desintegrador que diminui os torrões de argila em partículas menores e passa pelo misturador para retornar ao depósito, onde permanece por uma semana.
Figura 38 – Caixão alimentador
Fonte: Autoria própria, 2017.
A mistura desintegrada é levada a outro caixão alimentador que abastece a laminadora (Figura 39). Este equipamento transforma a matéria-prima em lâminas, diminuindo os vazios entre as partículas, também é neste momento em que a água é adicionada para melhorar a plasticidade da massa, somente quando necessário e na quantidade certa.
Figura 39 - Laminadora
Fonte: Autoria própria, 2017.
A massa laminada é levada a extrusora (Figura 40). É nesse equipamento que o restante do ar da massa é retirado por uma bomba a vácuo e compactada em formato de uma barra de massa, com as dimensões padronizadas por normativas.
Figura 40 - Extrusora
Fonte: Autoria própria, 2017.
No momento em que a barra sai da extrusora é carimbada com o nome da empresa, CNPJ, dimensões do bloco, endereço e data de fabricação da peça. Então é cortada conforme o tamanho recomendado, conforme a Figura 41. A empresa é praticamente toda automatizada, somente há funcionários descartando peças defeituosas e controlando os equipamentos.
Figura 41 - Cortador
Fonte: Autoria própria, 2017.
Os blocos cortados são dispostos em estaleiros móveis de ferro, então permanecem secando naturalmente por doze horas. Posteriormente a esse tempo são levadas à câmara de secagem (Figura 42), que utiliza o ar quente proveniente do esfriamento dos blocos queimados. A secagem artificial dura cerca de 36 horas.
Figura 42 – Câmara de secagem
Fonte: Autoria própria, 2017.
Os blocos são retirados dos estaleiros e dispostos em vagonetas apropriadas para o forno túnel. Inicialmente o forno apresenta temperatura de 630ºC, para a queima propriamente dita a temperatura encontra-se em 800ºC, e a temperatura final chega a 630ºC. Quando os blocos estiverem frios são inspecionados e colocados em palhetes para serem entregues. A Figura 43 mostra a saída do forno.
Figura 43 – Saída do forno túnel
Fonte: Autoria própria, 2017.
3.1.6 Resumo das etapas de produção
O quadro 1 apresenta um resumo das principais etapas de produção de cada cerâmica estudada, bem como o tempo, tipo e método utilizado.
Quadro 1 – Resumo das etapas do processo de produção de cada cerâmica
Fonte: Autoria própria, 2017.