universidade federal rural do semi-árido campus mossoró
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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO
CAMPUS MOSSORÓ
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AMBIENTAIS E TECNOLÓGICAS
CURSO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA
BRUNO NORONHA RODRIGUES
ESTUDOS DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE PRODUTOS CERÂMICOS
DA MICRORREGIÃO DO BAIXO JAGUARIBE - CE
MOSSORÓ/RN
2013
BRUNO NORONHA RODRIGUES
ESTUDOS DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE PRODUTOS CERÂMICOS
DA MICRORREGIÃO DO BAIXO JAGUARIBE - CE
Monografia apresentada a Universidade
Federal Rural do Semi-Árido –
UFERSA, Campus Mossoró para a
obtenção do Título de Bacharel em
Ciência e Tecnologia.
Orientador: Profª. Dra. Marília Pereira
Oliveira – UFERSA.
MOSSORÓ/RN
2013
Ficha catalográfica preparada pelo setor de classificação e
catalogação da Biblioteca “Orlando Teixeira” da UFERSA
Bibliotecária:
Vanessa de
Oliveira
Pessoa
CRB15/453
R696e Rodrigues, Bruno Noronha.
Estudos das propriedades mecânicas de produtos cerâmicos da
microrregião do Baixo Jaguaribe - CE. / Bruno Noronha Rodrigues. --
Mossoró, 2013.
71 f.: il.
Monografia (Graduação em Ciência e Tecnologia ) –
Universidade Federal Rural do Semi-Árido.
Orientadora: Dra. Marília Pereira Oliveira.
1. Cerâmica vermelha. 2. Propriedades Mecânicas. 3. Baixo Jaguaribe. I.Título.
CDD: 666.3
BRUNO NORONHA RODRIGUES
ESTUDOS DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE PRODUTOS CERÂMICOS
DA MICRORREGIÃO DO BAIXO JAGUARIBE - CE
Monografia apresentada a Universidade
Federal Rural do Semi-Árido –
UFERSA, Campus Mossoró para a
obtenção do título de Bacharel em
Ciência e Tecnologia.
APROVADA EM:___/___/____
BANCA EXAMINADORA
_____________________________________________
Profª. Dra. Marília Pereira Oliveira – UFERSA
Presidente
______________________________________________
Profª. Dra. Marineide Jussara Diniz – UFERSA
Primeiro Membro
_______________________________________________
Profª. Dra. Rejane Ramos Dantas – UFERSA
Segundo Membro
Dedico primeiramente a Deus que
me deu o dom da vida. E que abençoa
meus passos todos os dias.
Aos meus pais Bernardo
Rodrigues e Marilene Noronha, que
sempre me deram apoio nos momentos
mais difíceis da minha vida. Sem eles
nada disso seria possível.
Aos meus irmãos Bruna Noronha e
Breno Noronha por todo amor, carinho,
compreensão e incentivo. Dedico-lhes
essa conquista com muita gratidão.
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus, por me permitir mais essa conquista em minha vida, a
ele que é Arquiteto do universo, por ter me dado força e coragem para perseverar e por
ter me mostrado caminhos e saídas em todos os momentos difíceis.
Aos meus pais, Bernardo Rodrigues das Chagas e Marilene Noronha de Oliveira
Rodrigues, por todo o amor incondicional, paciência incrível e esforço para que meu
sonho se tornasse realidade. Hoje percebo que todos os conselhos, por mais chatos que
fossem, teve grande importância na minha formação. Sou quem sou graças a vocês. O
meu muito obrigado!
À minha irmã Bruna Noronha Rodrigues e meu irmão Breno Noronha Rodrigues, que
são o meu porto seguro e que me fazem tão feliz. Do lado de vocês parece que eu nunca
deixo de ser criança. Minha eterna Nina e meu eterno bebê.
Aos meus avós Irene de Oliveira e Otávio Noronha pelo apoio e toda ajuda. Sou
infinitamente grato pelos ensinamentos adquiridos ao longo desses anos.
À toda minha família, por ser à base de tudo que fui, sou e sempre serei. Sou muito
sortudo por poder contar com todos vocês.
Ao meu irmão postiço e melhor amigo Alexandre Caitano, que há vinte anos, sem
exagero, está do meu lado nos bons e maus momentos. A ele devo muito e hoje só tenho
a agradecer.
Aos meus amigos que estiveram comigo nessa jornada, Carlito de Charles, Daniel
Lucas, Madson Rodrigo, Wlardson Dantas, Ticiane Monique, Talita Cabral, Lincoln,
Ailton, Gabriella Maria, Marília Amorim, Jeann Lazzaro, Seliton Rodrigues, Taisa
Sângela, Carlos Muller e Jéssica Pinheiro, por todos os conselhos dados e momentos
de descontração, que tornaram essa batalha mais prazerosa. E que me mostraram que
mais importante do que a conquista do objetivo é o caminho que você percorre para
atingi-ló.
À minha orientadora Profª. Dra. Marília Pereira Oliveira, pela confiança, compreensão
e dedicação para elaboração deste trabalho.
À professora Dra. Maria Aridenise Macena Fontenelle, pelas oportunidades que tem
me dado, pela experiência repassada e pelos ensinamentos tão importantes para a minha
formação tanto pessoal quanto acadêmica.
Ao LEMAT, junto ao Técnico Allyson Bezerra pelo espaço cedido para a realização dos
ensaios, tão importantes neste trabalho.
As indústrias cerâmicas que fazem parte do polo ceramista do Baixo Jaguaribe, que me
receberam tão bem, me dando suporte para elaboração deste trabalho.
Enfim, agradeço a todos aqueles que não permitiram que “eu voasse apenas em busca
do alimento, mas ensinaram-me a voar”.
“Abra os olhos para ver o
muro em que você estagnou.
E a partir daí, crie uma nova
engenharia de pensamentos
para enxergar além desse
muro, e assim, terás novas
perspectivas.”
Mauricio Nuper
RESUMO
Atualmente com o crescimento econômico vivido no Brasil setores como a
indústria da construção civil são impulsionados. A cerâmica vermelha destaca-se nesse
sentido como sendo essencial para a construção civil. O estado do Ceará conta com
cerca de 400 empresas de cerâmica vermelha, sendo que 120 estão na microrregião do
Baixo Jaguaribe, que produzem juntas 76.000 milheiros/mês e geram 2.200 empregos
diretos. Este trabalho apresenta um estudo do processo produtivo de telhas e tijolos,
além do estudo das propriedades mecânicas desses produtos. Propriedades essas
determinadas através do ensaio de carga de ruptura à flexão simples e do ensaio de
resistência à compressão. A pesquisa desenvolveu-se a partir de visitas as indústrias
cerâmicas para estudo in loco do processo de produção e para o recolhimento de
amostras para posteriores analises das propriedades mecânicas. Após os ensaios
constatou-se a boa qualidade tanto das telhas quanto dos tijolos, o que é um ponto
importante quando se fala de competitividade entre as empresas, que se apoiam no
Arranjo Produtivo Local e no sindicato regional para se desenvolverem.
Palavras-Chave: Cerâmica vermelha. Propriedades Mecânicas. Baixo Jaguaribe.
ABSTRACT
Nowadays we have been living an economic growth in Brazil related to the civil
construction industry. The red ceramics stands out as being essential to the civil
construction. Around 400 companies work with red ceramics in the State of Ceará, and
120 of them are located in a micro region called Baixo Jaguaribe, which produce all of
them together 76,000,000 per month and create 2,200 direct jobs. This paper presents a
study of the productive process of shingles and bricks, besides the study of their
mechanical properties. These ones are determined through a test of tensile strength and
flexural simple test compressive strength. This research was developed in loco starting
from visits made at ceramic companies, where a study was developed during the
production process and the collection of samples to later analysis of mechanical
properties. After some trials, a great quality of shingles and bricks was found, which is
very important when we talk about competitiveness among companies, and which they
support each other on local productive arrangement and on the regional union to
develop themselves.
Keywords: Red ceramics, mechanical properties, Baixo Jaguaribe.
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 – Distribuição da produção de cerâmica vermelha do Ceará por tipo de
produto ............................................................................................................................ 28
Quadro 2 – Distribuição dos materiais recolhidos de cada Indústria Cerâmica ............. 55
Quadro 3 – Resultados do ensaio de ruptura à flexão .................................................... 60
Quadro 4 – Tipos de telhas e cargas de ruptura .............................................................. 61
Quadro 5 – Resultados obtidos dos ensaios de resistência à compressão em tijolos de
oito furos ........................................................................................................................ 62
Quadro 6 – Resultados obtidos dos ensaios de resistência à compressão em tijolos de
seis furos ........................................................................................................................ 63
Quadro 7 – Resistência à compressão ............................................................................ 64
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Mapa da região do baixo Jaguaribe ............................................................... 30
Figura 2 – Bloco cerâmico de vedação com furos na horizontal.................................... 33
Figura 3 – Bloco cerâmico de vedação com furos na vertical ........................................ 33
Figura 4 – Bloco cerâmico estrutural de paredes vazadas .............................................. 34
Figura 5 – Bloco cerâmico estrutural com paredes maciças (com paredes internas
maciças) .......................................................................................................................... 34
Figura 6 – Bloco cerâmico estrutural com paredes maciças (com paredes internas
vazadas) .......................................................................................................................... 35
Figura 7 – Bloco cerâmico estrutural perfurado ............................................................. 35
Figura 8 – Telhas plana de encaixe (modelo telha francesa), parte superior (à esquerda)
e parte inferior (à direita) ................................................................................................ 37
Figura 9 – Telha composta de encaixe ........................................................................... 38
Figura 10 – Telha simples de sobreposição .................................................................... 38
Figura 11 – Telha plana de sobreposição ....................................................................... 38
Figura 12 – Processo de Produção da cerâmica vermelha.............................................. 39
Figura 13 – Retroescavadeira extraindo matéria-prima da natureza .............................. 41
Figura 14 – Britagem da argila ....................................................................................... 42
Figura 15 – Mistura da argila ......................................................................................... 44
Figura 16 – Extrusora (vista lateral) ............................................................................... 45
Figura 17 – Processo de extrusão ................................................................................... 46
Figura 18 – Corte ............................................................................................................ 46
Figura 19 – Secagem natural .......................................................................................... 48
Figura 20 – Secagem artificial ........................................................................................ 48
Figura 21 – Materiais utilizados nos ensaios .................................................................. 54
Figura 22 – Dispositivo para aplicação de carga (exemplificação esquemática, em telha
de simples de sobreposição) ........................................................................................... 56
Figura 23 – Realização do ensaio de carga de ruptura à flexão simples ........................ 57
Figura 24 – Processo de regularização das faces para o ensaio (capeamento) ............... 58
Figura 25 – Realização do ensaio de determinação da resistência à compressão .......... 58
Figura 26 – Momento de ruptura do tijolo (resistência à compressão) .......................... 59
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 – Média das cargas máximas de ruptura das telhas de cada cerâmica ........... 61
Gráfico 2 – Média das resistências à compressão dos tijolos de oito furos de cada
cerâmica .......................................................................................................................... 64
Gráfico 3 – Média das resistências à compressão dos tijolos de seis furos de cada
cerâmica .......................................................................................................................... 65
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABC – Associação Brasileira de Cerâmica
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas
ANAMACO – Associação Nacional dos Comerciantes de Materiais de Construção
ANICER – Associação Nacional da Indústria da Cerâmica
APICER – Associação Portuguesa da Indústria Cerâmica
APL – Arranjo Produtivo Local
DNPM – Departamento Nacional de Pesquisas Minerais
EELA – Eficiencia Energética em Ladrilleras Artesanales
ETENE – Escritório Técnico de Estudos Econômicos do Nordeste
FIEC – Federação das Indústrias do Estado do Ceará
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
ICC – Indústria da Construção Civil
INMETRO – Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia
LEMAT – Laboratório de Ensaio de Materiais
NBR – Norma Brasileira
NUTEC – Núcleo de Tecnologia Industrial do Ceará
PIB – Produto Interno Bruto
SEBRAE – Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas
SINDCERÂMICA-CE – Sindicato das Indústrias Cerâmicas do Ceará
SOC – Setor Oleiro-Cerâmico
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 17
2 OBJETIVO GERAL .............................................................................................. 19
2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .............................................................................. 19
3 REVISÃO DA LITERATURA ............................................................................. 20
3.1 HISTÓRIA DA INDÚSTRIA CERÂMICA ....................................................... 20
3.2. CLASSIFICAÇÃO DO SETOR CERÂMICO................................................... 22
3.3 ARGILA .............................................................................................................. 25
3.4 O SETOR OLEIRO-CERÂMICO ....................................................................... 26
3.5 SETOR OLEIRO-CERÂMICO NO ESTADO DO CEARÁ .............................. 28
3.6 TIJOLO CERÂMICO .......................................................................................... 31
3.7 TELHA ................................................................................................................ 35
3.8 PROCESSO DE FABRICAÇÃO DA CERÂMICA VERMELHA .................... 39
3.8.1 Extração da matéria-prima ......................................................................... 40
3.8.2 Processamento das argilas ........................................................................... 41
3.8.3 Conformação dos produtos cerâmicos ....................................................... 42
3.8.3.1 Britagem .................................................................................................. 42
3.8.3.2 Moagem ................................................................................................... 43
3.8.3.3 Dosagem e alimentação ........................................................................... 43
3.8.3.4 Desintegração .......................................................................................... 43
3.8.3.5 Mistura ..................................................................................................... 43
3.8.3.6 Laminação ............................................................................................... 44
3.8.3.7 Extrusão ................................................................................................... 44
3.8.3.8 Corte e Acabamento ................................................................................ 46
3.8.3.9 Prensagem ................................................................................................ 47
3.8.4 Secagem ......................................................................................................... 47
3.8.5 Queima .......................................................................................................... 49
3.8.6 Inspeção ......................................................................................................... 50
3.9 QUALIDADE NA INDÚSTRIA CERÂMICA .................................................. 51
3.9.1 Arranjos produtivos locais - APLs ............................................................. 51
3.9.2 Normas Técnicas .......................................................................................... 52
4 MATERIAIS E MÉTODOS ................................................................................. 54
4.1 MATERIAIS UTILIZADOS ............................................................................... 54
4.2 METODOLOGIA ................................................................................................ 55
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES ......................................................................... 60
6 CONCLUSÃO ........................................................................................................ 66
7 REFERÊNCIAS ..................................................................................................... 67
Anexo A – Dimensões de fabricação de blocos cerâmicos segundo a ABNT ........... 70
17
1 INTRODUÇÃO
Atualmente o crescimento econômico vivido no Brasil tem incentivado a
indústria da construção civil, como consequência disso há um aumento do segmento da
cerâmica vermelha. Segmento esse que é responsável pela produção de telhas e blocos
cerâmicos, produtos base da construção civil. Economicamente o segmento destaca-se
pela quantidade de atividades que fazem parte do seu ciclo de produção, já em termos
sociais destaca-se pela capacidade de absorção da mão de obra, especialmente em
regiões interioranas, como é o caso da microrregião do Baixo Jaguaribe.
Apesar dos grandes benefícios que a indústria cerâmica traz a região, caso não
ocorra uma melhoria no seu processo de fabricação e no controle de qualidade,
procurando melhorar a resistência e seus processos, podemos ter um produto final com
qualidade muito baixa, e em consequência uma grande queda na comercialização.
A indústria da construção civil tem papel fundamental na sociedade. A ativação
desse setor ajuda a solucionar graves problemas do país, como o desemprego, a sub-
habitação e as deficiências de infraestrutura. Isso é suficiente para explicar o papel
estratégico que este setor tem no cenário econômico nacional, onde provoca
extraordinários efeitos multiplicadores sobre o processo produtivo, e no qual tem um
fantástico potencial de criação de empregos e de geração de salário e renda. Segundo o
SEBRAE (2008) no que diz respeito à indústria da cerâmica vermelha, essas empresas
participam em cerca de 1% no PIB (Produto Interno Bruto) brasileiro, o que
corresponde a cerca de 12 milhões de reais.
No Brasil, são estimadas cerca de 11.000 empresas no setor de cerâmica
vermelha, em sua maioria micro ou de pequeno porte. Como os produtos são vendidos
nas proximidades da empresa, os estados com maior população e consequente demanda
são também os maiores produtores. Neste contexto, São Paulo é o maior produtor. A
maioria das empresas é de estrutura simples e familiar estão distribuídas em todos os
estados do Brasil, constituindo-se num importante segmento industrial, com pequena
produção e baixa demanda tecnológica. Empresas de grande porte, com domínio
tecnológico, automatizadas e com grande produção, existem, mas são raras no país.
Segundo a ABC (2002) o conjunto das empresas juntas produz mais de dois bilhões de
peças por ano e empregam mais de quatrocentas mil pessoas.
18
Considerando os problemas relativos ao setor cerâmico nacional, mais
precisamente o cearense, ficam claras as perdas sofridas, em especial na qualidade do
produto final. Por isso a importância de se fazer um acompanhamento no controle de
qualidade para que haja discussões dos resultados obtidos, para futuras melhorias no
processo de produção. E é por meio de ensaios de laboratório como resistência a carga
de flexão simples e resistência à compressão, que tal qualidade pode ser observada.
19
2 OBJETIVO GERAL
Descrever o processo produtivo de indústrias cerâmicas da microrregião do
Baixo Jaguaribe e estudar as propriedades mecânicas dos produtos recolhidos das
indústrias através do ensaio de carga de ruptura à flexão simples e do ensaio de
determinação à compressão dos blocos cerâmicos.
2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Descrever o processo produtivo dos materiais cerâmicos (telha e blocos cerâmicos)
na microrregião do Baixo Jaguaribe;
Realizar o ensaio de carga de ruptura à flexão simples e analisar os resultados;
Realizar o ensaio de determinação à compressão dos blocos cerâmicos e analisar os
resultados.
20
3 REVISÃO DA LITERATURA
3.1 HISTÓRIA DA INDÚSTRIA CERÂMICA
A palavra cerâmica, originária do grego “KERAMEIKOS”, que quer dizer “feito
da terra”, “coisa queimada”, tem, modernamente, um sentido amplo que abrange desde
a arte de fabricar objetos de barro cozido até a matéria-prima, o artefato ou a fábrica de
tais produtos. A cerâmica vermelha é assim chamada, porque possui coloração
avermelhada no produto final, em função do tipo de matéria-prima utilizada
(BACCELLI JÚNIOR, 2010).
A história da cerâmica caminha junto com a história da humanidade. A argila é
utilizada em todas as sociedades – das mais antigas às modernas. Há achados
arqueológicos datados de 5.000 a.C., na região de Anatólia (Ásia Menor). Na Grécia,
eram comuns as pinturas em cerâmicas retratando cenas de batalhas e conquistas
bélicas, e, na China, a produção de peças estava relacionada à tradição religiosa
(OLIVEIRA, 2011).
Os materiais cerâmicos são utilizados desde 4.000 a.C. pelo homem, destacando-
se pela sua durabilidade, além da abundância da matéria-prima (argila) utilizada. Não se
sabe exatamente a época e o local de origem do primeiro tijolo; possivelmente foram os
romanos os primeiros a utilizarem o produto na forma que conhecemos hoje, as usinas
desta civilização dominavam o processo de queima da argila (OLIVEIRA, 2011).
Presume-se que a alvenaria tenha sido criada há cerca de 15.000 anos, pois
necessitando de um refúgio natural para se proteger do frio e dos animais selvagem, o
homem decidiu empilhar pedras. No entanto, quando a pedra natural começou a se
escassear, o homem passou a substituí-la pelo tijolo seco ao sol. O registro mais antigo
do tijolo foi encontrado nas escavações arqueológicas em Jericó - Oriente Médio, no
período Neolítico inicial (SEBRAE, 2004).
No Brasil, antes mesmo da chegada dos portugueses, já existia certa atividade
ceramista, representada por produtos como potes, baixelas entre outros artefatos
cerâmicos. Registros arqueológicos apontam que no Brasil essa atividade existe a mais
de 5000 anos, com cerâmicas simples encontradas na região amazônica.
No que tange à cerâmica vermelha, as escassas e imprecisas informações
referem-se à utilização no período Colonial, a partir de técnicas de produção
21
rudimentares introduzidas pelos jesuítas, que necessitavam de tijolos para construção de
colégios e conventos (SEBRAE, 2008).
Em 1575 há indícios do uso de telhas na formação da vila que viria a ser a
cidade de São Paulo/SP. E foi a partir desse estímulo que começa a se desenvolver a
atividade cerâmica de forma mais intensa, sendo as olarias o marco inicial da indústria
em São Paulo. Com maior concentração nas últimas décadas do século XIX, a produção
nas olarias se dava por meio de processos manuais, e em pequenos estabelecimentos, e
tinham como produto final tijolos, telhas, tubos, manilhas, vasos, potes e moringas, os
quais eram comercializados localmente (SEBRAE, 2008).
A primeira grande fábrica de produtos cerâmicos do Brasil foi fundada em São
Paulo, em 1893, por quatro irmãos franceses, naturais de Marselha, com o nome de
“Estabelecimentos Sacoman Frères”, posteriormente alterado para “Cerâmica Sacoman
S.A.”, a qual encerrou suas atividades em 1956. O nome das telhas conhecidas por
“francesas” ou “marselhesas” é devido à origem destes empresários (SEBRAE, 2008).
Segundo a Associação Nacional da Indústria da Cerâmica – ANICER (2013), à
indústria de cerâmica Vermelha é formada por aproximadamente 7400 estabelecimentos
fabris, considerando apenas as empresas que dispõem de equipamentos de extrusão, e
esse número nos próximos anos aumentará devido o grande crescimento na indústria da
construção civil. A produção em 2009 permaneceu no mesmo nível de 2008, 76 bilhões
de peças, correspondendo a 75% de blocos/tijolos e 25% de telhas, estimando-se um
faturamento de 7 bilhões de reais (US$ 3,5 bilhões). Em 2010 as perspectivas foram em
torno dos R$ 9 bilhões, alavancado pelo bom desempenho da construção civil. O setor
cerâmico tem participação bem significativa na vida profissional de muitos brasileiros
são 293 mil empregos diretos e de forma indireta cerca 1,25 milhões.
O segmento de cerâmica vermelha do estado do Ceará conta com cerca de 400
empresas, sendo aproximadamente 180 empresas de porte produtivo acima de 200
milheiros/empresa.mês. Empregam de forma direta cerca de 8.000 trabalhadores. A
produção média mensal é de 170.000 milheiros (48,3% de telhas, 46,4% de blocos e
5,3% de tijolos de laje), um consumo de argila de cerca de 250.000 t/mês e uma
produção em massa da ordem de 200.000 t/mês. A oferta direta de empregos alcança
aproximadamente 7.800 postos de trabalho (EELA, 2012).
A atividade produtiva do setor cerâmico na região do Baixo Jaguaribe, em
especial no Município de Russas, teve inicio à cerca de 50 anos quando se descobriu à
potencialidade da região para a extração de argilas, uma vez que esta cidade se situa em
22
plena bacia sedimentar do Rio Jaguaribe, área naturalmente propícia ao acumulo de
macro minerais, no caso as argilas, durante os períodos chuvosos quando o rio
transporta grande quantidade de sedimentos. Este fato natural estimulou a população
local a aproveitar esta matéria prima para a fabricação da cerâmica vermelha,
inicialmente de forma totalmente artesanal, hoje com novos processos tecnológicos de
modo industrial (BRASIL, 2008).
Segundo EELA - Eficiencia Energética em Ladrilleras Artesanales (2012) o
município de Russas e municípios vizinhos, localizados na região centro leste do estado,
congregam 120 empresas (20% das principais empresas do estado, com incidência de
pelo menos 50 empresas com porte acima da média do estado), que produzem cerca de
76.000 milheiros/mês, com uma oferta de cerca de 2.200 empregos diretos.
3.2. CLASSIFICAÇÃO DO SETOR CERÂMICO
De acordo com a ABC (Associação Brasileira de Cerâmica) o setor cerâmico é
dividido em nove sub-setores ou segmentos, em função de diversos fatores como
matérias-primas, propriedades e áreas de utilização.
a) Cerâmica Vermelha
Compreende aqueles materiais com coloração avermelhada empregados na
construção civil (tijolos, blocos, telhas, elementos vazados, lajes, tubos cerâmicos e
argilas expandidas) e também utensílios de uso doméstico e de adorno.
b) Materiais de Revestimento (Placas Cerâmicas)
São aqueles materiais, na forma de placas usados na construção civil para
revestimento de paredes, pisos, bancadas e piscinas de ambientes internos e externos.
Recebem designações tais como: azulejo, pastilha, porcelanato, grês, lajota, piso, etc.
c) Cerâmica Branca
Este grupo é bastante diversificado, compreendendo materiais constituídos por
um corpo branco e em geral recobertos por uma camada vítrea transparente e incolor e
que eram assim agrupados pela cor branca da massa, necessária por razões estéticas e/ou
técnicas. Com o advento dos vidrados opacificados, muitos dos produtos enquadrados
neste grupo passaram a serem fabricados, sem prejuízo das características para uma
23
dada aplicação, com matérias-primas com certo grau de impurezas, responsáveis pela
coloração. Dessa forma é mais adequado subdividir este grupo em:
louça sanitária; louça de mesa; isoladores elétricos para alta e baixa tensão; cerâmica
artística (decorativa e utilitária); e cerâmica técnica para fins diversos, tais como,
químico, elétrico, térmico e mecânico.
d) Materiais Refratários
Este grupo compreende uma diversidade de produtos, que têm como finalidade
suportar temperaturas elevadas nas condições específicas de processo e de operação dos
equipamentos industriais, que em geral envolvem esforços mecânicos, ataques
químicos, variações bruscas de temperatura e outras solicitações. Para suportar estas
solicitações e em função da natureza das mesmas, foram desenvolvidos inúmeros tipos
de produtos, a partir de diferentes matérias-primas ou mistura destas. Dessa forma,
podemos classificar os produtos refratários quanto a matéria-prima ou componente
químico principal em: sílica, sílico-aluminoso, aluminoso, mulita,
magnesianocromítico, cromítico-magnesiano, carbeto de silício, grafita, carbono,
zircônia, zirconita, espinélio e outros.
e) Isolantes Térmicos
Os produtos desse segmento podem ser classificados em:
Refratários isolantes que se enquadram no segmento de refratários;
Isolantes térmicos não refratários, compreendendo produtos como
vermiculita expandida, sílica diatomácea, diatomito, silicato de cálcio, lã
de vidro e lã de rocha, que são obtidos por processos distintos ao do item
anterior e que podem ser utilizados, dependendo do tipo de produto até
1100 ºC;
Fibras ou lãs cerâmicas que apresentam características físicas semelhantes
as citadas no item anterior, porém apresentam composições tais como
sílica, silica-alumina, alumina e zircônia, que dependendo do tipo, podem
chegar a temperaturas de utilização de 2000º C ou mais.
f) Fritas e Corantes
Frita (ou vidrado fritado) é um vidro moído, fabricado por indústrias
especializadas a partir da fusão da mistura de diferentes matérias-primas. É aplicado na
24
superfície do corpo cerâmico que, após a queima, adquire aspecto vítreo. Este
acabamento tem por finalidade aprimorar a estética, tornar a peça impermeável,
aumentar a resistência mecânica e melhorar ou proporcionar outras características.
Já os Corantes constituem-se de óxidos puros ou pigmentos inorgânicos sintéticos
obtidos a partir da mistura de óxidos ou de seus compostos. Os pigmentos são
fabricados por empresas especializadas, inclusive por muitas das que produzem fritas,
cuja obtenção envolve a mistura das matérias-primas, calcinação e moagem. Os
corantes são adicionados aos esmaltes (vidrados) ou aos corpos cerâmicos para conferir-
lhes colorações das mais diversas tonalidades e efeitos especiais.
g) Abrasivos
Alguns abrasivos são obtidos a partir de matérias-primas cerâmicas e por
processos semelhantes aos da cerâmica. Podem ser citados o óxido de alumínio
eletrofundido e o carbeto de silício.
h) Vidro, Cimento e Cal
São três importantes segmentos cerâmicos que, por suas peculiaridades, não são,
em geral, enquadrados como tal, e considerados como segmentos autônomos.
i) Cerâmica de Alta Tecnologia/ Cerâmica Avançada
O aprofundamento do conhecimento da ciência dos materiais proporcionou ao
homem o desenvolvimento de novas tecnologias e aprimoramento das existentes nas
mais diferentes áreas, como aeroespacial, eletrônica, nuclear e muitas outras e que
passaram a exigir materiais com qualidade excepcionalmente elevada. Tais materiais
passaram a ser desenvolvidos a partir de matérias-primas sintéticas de altíssima pureza e
por meio de processos rigorosamente controlados. Estes produtos, que podem
apresentar os mais diferentes formatos, são fabricados pelo chamado segmento
cerâmico de alta tecnologia ou cerâmica avançada. Eles são classificados, de acordo
com suas funções, em: eletroeletrônicos, magnéticos, ópticos, químicos, térmicos,
mecânicos, biológicos e nucleares. Os produtos deste segmento são de uso intenso e a
cada dia tende a se ampliar.
25
3.3 ARGILA
A matéria-prima fundamental para alimentar o processo de fabricação da
cerâmica vermelha é a argila em seus diversos tipos que constituem, em sua maior parte,
no que se denomina, em mineralogia, de argilominerais. Isto significa que as argilas, tal
como se apresentam nas jazidas de matéria-prima para as cerâmicas, não são formadas
por um único tipo de argilomineral e sim por um agregado de argilominerais, além de
possuírem, em maior ou menor teor, outros minerais e substâncias, tais como o quartzo,
micas, carbonatos, sulfetos e alguns sais solúveis, matéria orgânica, óxidos, hidróxidos
e silicatos diversos (BACCELLI JÚNIOR, 2010).
A palavra argila vem do latim argilla, que significa, material usado pelos
oleiros, derivada do grego árgilos, “greda, argila branca”, de uma base Indo-Europeia,
brilhar. Matéria-prima essa abundante e pode ser empregada nos mais diversos campos
de aplicações, como nas indústrias cerâmicas, além da agricultura, metalurgia, indústria
de papel e petrolífera.
Dependendo do autor a definição da argila pode mudar, visto que é um material
que é encontrado em grande variedade. Algumas das definições encontradas na
literatura são mostradas abaixo.
Material natural, terroso, de granulação fina que geralmente adquire certa
plasticidade quando umedecido com água (GRIM, 1953).
O termo argila é usado para os materiais que resultam diretamente da
meteorização e/ou da ação hidrotermal ou que se depositaram como sedimentos fluviais,
marinho, lacustre ou eólicos (GOMES,1986).
Argilas são materiais de textura terrosa e granulometria fina que se tornam
plástico quando adicionados com pequenas quantidades de água (SANTOS, 1986).
Argilas, sob ponto de vista físico-químico, são sistemas dipersos de minerais,
nos quais predominam partículas de diâmetro abaixo de dois micros (RIES, 1928).
As argilas usadas na cerâmica vermelha constituem a matéria-prima utilizada na
fabricação de telhas, tijolos e manilhas. Estes produtos, como são de baixo valor
econômico, requerem transporte limitado entre a jazida e a usina cerâmica,
processamento pouco dispendioso e baixo frete até o consumidor. Sendo assim, as
jazidas de argila devem situar-se próximas às cerâmicas, que, por sua vez, localizam-se
juntos aos grandes centros urbanos, que são seus consumidores (BACCELLI JÚNIOR,
2010).
26
Existem diversos tipos de argilas, porém os mais comuns são: Caoliniticas
(granulometria grossa), as Montmoriloníticas (grande tendência a reidratar) e as Ilhíticas
(intermediária entre as Caoliniticas e as Montmoriloníticas).
Seja qual for o tipo e a origem da matéria-prima, a qualidade é fundamental para
o sucesso do produto final. Nesse sentido, deve-se evitar uma argila menos plástica,
conhecida por “argila fraca ou magra”, o que pode ser solucionado no momento da
compra da matéria-prima ou posteriormente, a partir da adição de outra argila para
homogeneização (OLIVEIRA, 2011).
Durante o processo de formulação da massa que será utilizada para produção de
peças de cerâmica vermelha, busca-se plasticidade para propiciar trabalhabilidade e
fusibilidade na queima objetivando proporcionar resistência mecânica nos produtos. A
preparação da massa é feita, geralmente, por meio da mistura de uma argila gorda (de
alta plasticidade, granulometria fina e composição essencialmente de argilominerais)
com uma argila magra (rica em quartzo e menos plástica, podendo ser caracterizada
também como um material redutor de plasticidade) (ETENE, 2010).
Sabendo que as argilas possuem propriedades variadas, que a depende de cada
localização geográfica é preciso elaborar um planejamento para harmonizar todas as
suas características físico-químicas. Este planejamento envolve a seleção de
equipamentos adequados, como por exemplo, as máquinas de moagem e a preparação
de massa (OLIVEIRA, 2011).
As argilas possuem como características físicas mecânicas: granulometria,
plasticidade, contração na secagem, resistência à flexão do material seco, temperatura
de queima, retração na queima e a resistência à flexão do material queimado. Conhecer
a argila significa conhecer essas características o que torna possível determinar a
quantidade de água necessária para a extrusão, à tendência a trincas na secagem, sua
resistência após a queima. Tal conhecimento é de extrema necessidade a fim de
confeccionar produtos com boa qualidade.
3.4 O SETOR OLEIRO-CERÂMICO
Atualmente o setor está atravessando um período de grande crescimento.
Segundo a Associação Nacional dos Comerciantes de Materiais de Construção –
ANAMACO apud ANICER (2008), os materiais básicos da construção civil, dentre
27
eles, os blocos cerâmicos, foram os que tiveram maior destaque, registrando 13,5% de
crescimento.
Para o IBGE, dentre os subsetores da Indústria Brasileira, o maior crescimento
em 2008 foi na Construção Civil (8,0%), seguida por Eletricidade e Gás, Água, Esgoto
e Limpeza Urbana (4,5%). A Extrativa Mineral, um dos braços do SOC, subiu 4,3%, em
decorrência, principalmente, do crescimento na produção de petróleo, gás e minério de
ferro (SILVA apud IBGE, 2009).
A maior parte das empresas no setor oleiro-cerâmico são familiares, de micro,
pequeno e médio portes, com processos produtivos tecnologicamente defasados.
Espalhadas por todo o país, em geral, elas se concentram em regiões com
disponibilidade de matéria-prima e distribuem sua produção pelo modal rodoviário. Os
custos com combustíveis para a etapa da queima são os mais significativos, disputando
com os relativos à mão de obra, em geral, pouco qualificada e com alto índice de
rotatividade (SEBRAE/MG, 2005).
O Estado de São Paulo é um dos maiores polos nacionais de fabricação e
consumo de cerâmicas, juntamente com Minas Gerais, Rio de Janeiro, Rio Grande do
Sul, Paraná, Santa Catarina e Bahia. A maior parte das indústrias de todos os segmentos
cerâmicos está concentrada nos polos mais desenvolvidos, onde existe maior densidade
demográfica, atividade industrial e agropecuária, melhor infraestrutura e distribuição de
renda. As regiões Norte, Nordeste e Centro-Oeste têm apresentado considerável grau de
desenvolvimento, e diversas fábricas se têm ali instalado. A construção de
empreendimentos imobiliários, voltados ou não para o turismo, tem aumentado a
demanda por materiais cerâmicos nestas regiões, o que tem atraído novas empresas
(pequenas e médias), em especial nos Estados da Região Nordeste (SILVA, 2009).
No cenário internacional, a indústria da construção civil, desde 1990, tem
aumentado a produção de blocos e telhas cerâmicas numa expansão considerável, e
atualmente a produção de blocos tem crescido nos países de língua árabe, no norte da
África. Em relação às exportações dos produtos brasileiros, também tem aumentado
bastante, sendo exigido cada vez mais atendimento aos requisitos das normas dos países
consumidores. A exigência crescente destes mercados e o aumento da competitividade
tornam cada vez mais importantes a implantação de programas de qualidade e
produtividade no setor da construção civil.
O setor como todos os outros enfrenta dificuldades. No Brasil esses problemas
no setor oleiro-cerâmico são provenientes principalmente de processos produtivos
28
ultrapassados, defasagem tecnológica evidente e obsolescência de maquinário. Segundo
ANICER (2007) a escassez de conhecimento técnico para a preparação da argila, a
ausência de critérios bem definidos para a dosagem de resíduos, erros durante a fase de
extrusão, falta de regulagem das boquilhas ou do sistema de vácuo seguem caminho no
processo produtivo, levando por água abaixo o bom desempenho da fábrica.
3.5 SETOR OLEIRO-CERÂMICO NO ESTADO DO CEARÁ
A indústria cerâmica constitui no Estado uma atividade muito tradicional e de
grande importância econômica. A concentração das cerâmicas em polos produtivos
proporcionam para a região desenvolvimento econômico, gerando assim emprego,
renda e incremento na arrecadação fiscal. Para Medeiros e Parahyba (2003) destacam,
como fator social relevante da atividade ceramista, a fixação do trabalhador braçal em
seu habitat natural, evitando o êxodo rural e cooperando para a manutenção das famílias
nos distritos e localidades. O quadro 1 mostra a quantidade produzida de cada produto
cerâmico no estado do Ceará.
Quadro 1 – Distribuição da produção de cerâmica vermelha do Ceará por tipo de
produto
TIPO DE PRODUTO PRODUÇÃO
(milheiros/mês)
Telhas 82.000
Blocos 80.000
Tijolos de laje 5.000
Outros 4.000
Fonte: EELA, 2012.
Dentro desse contexto, ressalta-se o polo do Município de Russas, que responde
por cerca de 70% de toda a atividade ceramista do Baixo Jaguaribe. Seus jazimentos
estão às margens do Rio Jaguaribe e em locus espalhados pelo Município. Em 2002, um
censo do SOC no Estado, realizado pela FIEC com o apoio do SINDCERÂMICA-CE,
detectou que o maior volume de produção era, à época, de telhas, o que não se alterou
desde então. Com cerca de 30% das empresas ativas localizadas no polo ceramista de
Russas, este Município é tido como o grande concentrador de mão de obra (SILVA,
2009).
29
A região chamada de Baixo Jaguaribe é composta pelos municípios cearenses de
Alto Santo, Ibicuitinga, Itaiçaba, Jaguaretama, Jaguaribara, Jaguaruana, Limoeiro do
Norte, Morada Nova, Palhano, Quixeré, Russas, São João do Jaguaribe, Tabuleiro do
Norte.
O principal fator de localização dessa indústria na região é a disponibilidade da
matéria-prima, sendo secundários, outros fatores como mão de obra, incentivos fiscais,
centros de pesquisas e fornecedores de equipamentos. Quanto maior o grau de qualidade
da matéria-prima (argila), maior será a importância assumida por esse fator na relação
com outros fatores, já que permite à empresa beneficiada pela descoberta da jazida,
rendimentos crescentes de produção. Por outro lado, quanto maior a quantidade da
matéria-prima concentrada em um determinado espaço maior será a importância desse
espaço em relação aos demais (BRASIL, 2008).
De acordo com informações da Prefeitura de Russas, o município está localizado
a 162 km de Fortaleza, capital do estado do Ceará. Situado no coração do baixo Vale do
Jaguaribe, fica às margens da BR116. Possui uma área de 1588,11 km², tendo como
limites os municípios de Beberibe, Jaguaruana, Morada Nova, Palhano, Quixeré e
Limoeiro do Norte e está localizado a 80 km da cidade de Mossoró, no estado vizinho
do Rio Grande do Norte, como mostra a Figura 1. Sua economia está solidificada na
agropecuária, no comércio, nas indústrias calçadista e ceramista, nas culturas familiares
e nas instituições Federais, Estaduais e Municipais de incentivo público. Em 2010,
segundo o IBGE, o município contava com 69.833 habitantes.
30
Figura 1 – Mapa da região do baixo Jaguaribe
Fonte: BRASIL (2008)
Em Russas há uma uniformidade no tamanho das empresas de cerâmica
vermelha. Em uma amostragem simples de 50 empresas, observa-se que 42 (84%)
(faixa de 20 a 99 empregados) caracterizam-se como pequenas empresas e 8
microempresas (16%). Ressalte-se que nessas 50 unidades pesquisadas, 49 tinham até
40 empregados e 1 unidade empregava 60 pessoas. Expandindo esses números para o
universo de 88 empresas, aproximadamente o número de empresas existentes no
município que atuam no setor, 14 são microempresas e 74 são pequenas empresas
(BRASIL, 2008).
Em relação às dificuldades enfrentadas pelo setor no Ceará, segundo Silva
(2009) a legislação ambiental relacionada à extração de matéria-prima, a forte
concorrência entre as empresas e a distância entre a jazida e a fábrica foram as mais
importantes para os profissionais entrevistados.
31
Medeiros e Parahyba (2003) relataram que, no polo de Russas, ocorre com
frequência a interrupção da extração das argilas e surgem dificuldades com a secagem
das peças nos períodos invernosos. Em alguns estados do Nordeste, tais como Paraíba e
Ceará, menos de 40% das cerâmicas possuem secadores, o que provoca quedas no
volume de produção e perdas de faturamento.
Segundo Medeiros e Parahyba (2003), o desconhecimento quase que completo
acerca das jazidas de argilas é refletido na extração, já que esta se processa apenas
horizontalmente, restringindo-se às camadas mais rasas, em amplas áreas de exploração.
Ao se deparar com uma camada de areia ou com matacões, por exemplo, o minerador
simplesmente procura outras áreas, desperdiçando a oportunidade de encontrar argilas
de boa qualidade em camadas mais profundas do solo. Além disso, a cratera resultante
da exploração horizontalizada é visualmente mais impactante e mais danosa ao meio
ambiente.
No caso do Ceará, boa parte das empresas estão irregulares ou em processo de
regularização junto ao DNPM (Departamento Nacional de Pesquisas Minerais). Em
geral, os ceramistas realizam a compra de terceiros, pagando pelos volumes das
caçambas de caminhões, mais conhecidos como ‘carradas’. Não há preocupações com a
reabilitação das áreas exploradas, uma vez que a fiscalização é insuficiente, além do
fato de as empresas não serem legalmente autorizadas para a atividade mineradora
(SILVA, 2009).
Para minimizar os impactos ambientais provocados pela atividade de mineração,
Pessoa (2004) sugere a recomposição vegetal e paisagística com o plantio de
carnaubeiras, espécies símbolo do semiárido brasileiro. A ideia é que, no futuro, seja
realizado o aproveitamento econômico, a partir da cera e da palha.
3.6 TIJOLO CERÂMICO
Segundo a Associação Portuguesa da Indústria Cerâmica APICER (2000), os
tijolos cerâmicos podem ser classificados de acordo com suas características e quanto ao
tipo de aplicação.
Quanto às características, destacam-se:
Maciço – o volume de argila cozida não é inferior a 85% de seu volume total
aparente;
32
Furado – apresenta furos ou canais de formas e dimensões variadas, paralelos às
suas maiores arestas;
Perfurado – com furos perpendiculares ao leito.
Quanto ao tipo de aplicação:
Face à vista – destinados a permanecer aparentes no interior ou exterior da
edificação;
Enchimento – sem função resistente, suportando apenas seu peso próprio;
Estruturais – com função estrutural na construção.
O INMETRO (2001) classifica de outra forma. Neste caso divide entre vedação
e estruturais.
Blocos (tijolos) de vedação são aqueles destinados à execução de paredes, que
suportam seu peso próprio além de pequenas cargas de ocupação (pias,
prateleiras, armários, etc.). Comumente utilizado com os furos na horizontal, a
despeito de já ser sentida tendência do uso com furos na vertical.
Blocos (tijolos) estruturais ou portantes são os que, além de exercer função de
vedação, também constituem a estrutura resistente da edificação, podendo
substituir pilares e vigas de concreto. Utilizados com furos sempre na vertical,
apresentam elevada resistência mecânica e dimensões padronizadas.
A ABNT (2005) determina por meio da NBR 15270-1 e da NBR 15270-2
requisitos gerais para os blocos (tijolos) de vedação e para os blocos estruturais. Para os
de vedação tem-se:
Em relação à fabricação a norma especifica que deve ser fabricado por
conformação plástica de matéria-prima argilosa, contendo ou não aditivos, e
queimado a elevadas temperaturas;
Em relação à identificação O bloco cerâmico de vedação deve trazer,
obrigatoriamente, gravado em uma das suas faces externas, a identificação do
fabricante e do bloco, em baixo relevo ou reentrância, com caracteres de no
mínimo 5 mm de altura, sem que prejudique o seu uso;
A unidade de comercialização é o milheiro;
As características visuais o bloco cerâmico de vedação não deve apresentar
defeitos sistemáticos, tais como quebras, superfícies irregulares ou deformações
que impeçam o seu emprego na função especificada;
33
As características geométricas são determinadas pela forma, que deve possuir a
forma de um prisma reto, sendo sua geometria indicada esquematicamente
conforme indicado nas Figuras 2 e 3. Além da dimensão de fabricação que
segundo a ABNT segue as dimensões indicadas no anexo A.
Figura 2 – Bloco cerâmico de vedação com furos na horizontal
Fonte: ABNT (2005)
Figura 3 – Bloco cerâmico de vedação com furos na vertical
Fonte: ABNT (2005)
Para os blocos estruturais existem os seguintes requisitos gerais:
Em relação à fabricação o bloco cerâmico estrutural deve ser fabricado por
conformação plástica de matéria-prima argilosa, contendo ou não aditivos, e
queimado em elevadas temperaturas;
A identificação do bloco cerâmico estrutural deve trazer, obrigatoriamente,
gravada em uma das suas faces externas, a identificação do fabricante e do
bloco, em baixo relevo ou reentrância, com caracteres de no mínimo 5 mm de
altura, sem que prejudique o seu uso;
34
A unidade de comercialização é o milheiro;
As características visuais o bloco cerâmico de vedação não deve apresentar
defeitos sistemáticos, tais como quebras, superfícies irregulares ou deformações
que impeçam o seu emprego na função especificada;
As características geométricas são determinadas pela forma, que deve possuir a
forma de um prisma reto, sendo sua geometria indicada esquematicamente
conforme indicado nas Figuras 4, 5, 6 e 7. Além da dimensão de fabricação que
segundo a ABNT segue as dimensões indicadas no anexo A.
Figura 4 – Bloco cerâmico estrutural de paredes vazadas
Fonte: ABNT (2005)
Figura 5 – Bloco cerâmico estrutural com paredes maciças (com paredes internas
maciças)
Fonte: ABNT (2005)
35
Figura 6 – Bloco cerâmico estrutural com paredes maciças (com paredes internas
vazadas)
Fonte: ABNT (2005)
Figura 7 – Bloco cerâmico estrutural perfurado
Fonte: ABNT (2005)
3.7 TELHA
Constituídas por argilas do tipo ilita e montmorilonita, geralmente com matéria-
prima melhor selecionada e preparada, face às características que deverão ser
compatíveis com a geometria e a utilização do produto.
A massa argilosa é conformada por extrusão com umidade entre 20% e 25%
aproximadamente, na forma de um bastão com seção quadrada ou cilíndrica e cortadas
em segmentos compatíveis com o volume da telha. Posteriormente são prensadas,
obtendo-se a forma final do produto através do molde tipo macho e fêmea (de gesso,
metal e borracha). Passam pelo processo de secagem e em seguida são queimadas a
temperaturas entre 9000C e 1100
0C (ANICER,2013).
Verifica-se que no país existe uma grande diversificação de telhas que variam de
região para região, causando assim uma desordenação no mercado. Pois existem telhas
36
de mesma forma mas com dimensões bastantes diferenciadas. Sendo assim a ABNT e o
INMETRO, visando a padronização do mercado, decidiram normalizar apenas em três
tipos: Capa e Canal (colonial, paulista e plan); Francesa ou Marselhesa; e a Romana.
Capa e Canal (colonial, paulista e plan);
- Colonial: Esta telha caracteriza-se por apresentar o mesmo tipo de peça
para a capa e o canal (largura iguais). São provenientes das primeiras
telhas trazidas pelos portugueses na época do Brasil colonial;
- Paulista: Este tipo de telha originou-se da telha colonial. Caracteriza-se
por apresentar a capa com largura ligeiramente inferior ao canal. Em
relação ao tipo colonial, ela propicia um movimento plástico
diferenciado para os telhados;
- Plan: É uma variação da telha tipo capa e canal, que apresenta forma
retas. A aplicação destas telhas confere aos telhados características
arquitetônicas bem diferenciadas em relação as telhas colonial e paulista.
Francesa ou Marselhesa;
Também denominadas telhas de encaixe, caracterizam-se por apresentar
em suas bordas saliências e reentrâncias que permitem o encaixe longitudinal e
transversal entre os componentes na execução dos telhados.
Este tipo de telha é utilizada em grande parte nas edificações devido ao
seu custo reduzido e as soluções razoáveis de conforto térmico obtidos. O uso
das telhas francesas podem dispensar a aplicação de forro interior. No entanto,
nos ambientes em que se necessita da melhoria de conforto térmico, podem
conter forro em madeira ou em lajes de concreto.
Romana.
Apresenta formato característico que se encaixa longitudinal e
transversalmente, compondo vedos estanques à água.
Por meio da NBR 15310 a ABNT determina requisitos gerais para as telhas
relacionadas a fabricação, indentificação, unidade de comercialização, características
visuais, sonoridade e características geométricas.
Em relação a fabricação, as telhas cerâmicas são fabricadas com argila
conformada, por prensagem ou extrusão, e queimadas de forma a permitir que o produto
final atenda às condições determinadas pela norma.
A identificação deve trazer, obrigatoriamente, a identificação do fabricante e os
37
outros dados gravados em relevo ou reentrância, com caracteres de no mínimo 5 mm de
altura, sem que prejudique o seu uso.
Para fins de comercialização a unidade é o metro quadrado de telhado. E em
relação a sua sonoridade a telha deve apresentar som semelhante ao metálico, quando
suspensa por uma extremidade e percutida.
Em relaçao a suas características visuais a telha pode apresentar ocorrências tais
como esfoliações, quebras, lascados e rebarbas que não prejudiquem o seu desempenho;
igualmente são admissíveis eventuais riscos, escoriações, e raspagens causadas por
atrito feitas nas telhas durante o seu fabrico, embalagem, manutenção ou transporte.
As características geométricas é determinada pela forma e tipo da telha, sendo
assim, classificadas em quatro tipos: telhas planas de encaixe (Figura 8), telhas
compostas de encaixe (Figura 9), telhas simples de sobreposição (Figura 10) e telhas
planas de sobreposição (Figura 11). Também é determinada através das características
geométricas as características dimensionais que basicamente são as seguintes: largura de
fabricação (L), comprimento de fabricação (C), posição do pino ou furo de amarração
(Lp), altura do pino (Hp), rendimento médio (Rm) e galga média (Gm).
Figura 8 – Telhas plana de encaixe (modelo telha francesa), parte superior (à esquerda)
e parte inferior (à direita)
Fonte: ABNT (2004)
38
Figura 9 – Telha composta de encaixe
Fonte: ABNT (2004)
Figura 10 – Telha simples de sobreposição
Fonte: ABNT (2004)
Figura 11 – Telha plana de sobreposição
Fonte: ABNT (2004)
39
3.8 PROCESSO DE FABRICAÇÃO DA CERÂMICA VERMELHA
O processo de fabricação de produtos cerâmicos é em grande parte mecanizado
com algumas etapas feitas de forma manual. A Figura 12 representa o esquema do
processo de fabricação que foi elaborado pela ABC.
Figura 12 – Processo de produção da cerâmica vermelha
Fonte: ABC (2002)
40
Esse processo é comum a todas as empresas de cerâmica vermelha em geral,
havendo pequenas variações, de acordo com características particulares de cada
matéria-prima ou produto final. Porém, algumas empresas utilizam equipamentos
rudimentares e outras com equipamentos mais modernos. No entanto, convém ressaltar
que, nem todas as indústrias devem realizar seu processamento da mesma maneira ou
com os mesmos equipamentos e operações indicadas.
Nestas várias etapas, podem ocorrer problemas que provoquem a desvirtuação
do produto final, diminuindo sua qualidade. O bom gerenciamento de todas as fases
contribui tanto para evitar os desperdícios e perdas como para garantir a qualidade e a
conformidade com as normas técnicas vigentes. E um produto final de boa qualidade
não apenas atrai o consumidor, mas favorece o desenvolvimento do setor como um
todo, no instante em que acirra a competitividade entre as empresas no ramo (SILVA,
2009).
3.8.1 Extração da matéria-prima
Grande parte das argilas brasileiras está depositada nas bacias dos rios. Neste
caso, a extração é a céu aberto. O plano de extração deve prever a remoção, a disposição
dos estéreis, a formação de bancos de extração que assegurem economia no transporte, a
drenagem da água, a segurança no trabalho e o aproveitamento completo da jazida
(OLIVEIRA, 2011).
As argilas in natura podem apresentar diferentes teores de umidade, sendo
classificadas em Secas (umidade relativa de até 6%), Semissecas (7% a 10%),
Semiúmidas (11% a 18%) e Úmidas (maior que 18%). No entanto, para massas de
composição diferente e mesmo teor de umidade, não se pode esperar comportamentos
semelhantes, sendo indicada a realização de ensaios laboratoriais de caracterização.
Ainda devem ser levadas em consideração as variáveis intrínsecas, tais como área de
procedência (jazida), clima da região e métodos de trabalho aplicados no processo
produtivo (SILVA, 2009).
Nos meses menos chuvosos, as quantidades necessárias para a produção nos
meses invernosos são extraídas e armazenadas na fábrica em leiras, ao ar livre. No
verão, elas são revolvidas e espalhadas, para perder umidade sob ação do calor solar.
Depois deste ‘descanso’ – que é de 1 a 2 dias, para a produção de tijolos, e de até um
41
mês, para telhas, o teor de umidade da argila permite o processamento a seco. Quando
isto não ocorre, a umidade da argila é reduzida durante a fase de secagem (SILVA,
2009).
São utilizados para extração da argila equipamentos como: retroescavadeira ou
escavadeiras (Figura 13). Estes equipamentos enchem as caçambas dos caminhões que
transportam as argilas para os locais apropriados, grandes pátios das empresas, nestes
são formados grandes estoques.
Figura 13 – Retroescavadeira extraindo matéria-prima da natureza
Fonte: OLIVEIRA (2011)
3.8.2 Processamento das argilas
Conforme o Núcleo de Tecnologia Industrial do Ceará - NUTEC a seleção e
mistura correta da argila é importante para obtenção de uma massa cerâmica ideal para
conformação de peças com qualidade. O estudo do NUTEC salienta que é comum o uso
de dois tipos de argilas: um material com maior teor de argilominerais (minerais
característicos da argila, composto principalmente por caulinita, ilita, clorita, smectita e
outros tipos), conhecida por argila forte ou argila gorda e um material com menor teor
de argilominerais e maior teor de sílica, denominada argila fraca ou argila magra.
(NUTEC, 2001).
42
3.8.3 Conformação dos produtos cerâmicos
Existem diversos processos de conformação para peças cerâmicas: colagem,
prensagem, extrusão e torneamento. A seleção de um ou outro depende
fundamentalmente da geometria e características do produto desejado. A massa, ainda
úmida (W=22%) e na fase plástica, é colocada numa extrusora a vácuo, também
conhecida como maromba, onde é compactada e forçada, por um pistão (eixo
helicoidal), a passar através da boquilha. Obtém-se, então, uma coluna extrudada, com
seção transversal no formato e dimensões desejados, que é, em seguida, cortada,
obtendo-se, assim, as peças: tijolos furados, blocos, tubos, telhas etc. No caso das
telhas, há ainda a etapa da prensagem, tornando a fase de extrusão intermediária no
processo (SILVA, 2009).
As etapas seguintes constituem a conformação da cerâmica vermelha:
3.8.3.1 Britagem
Consiste em quebrar ou triturar a argila em partes menores, bastante utilizado
quando a matéria-prima é dura. Argilas que apresentam grãos grandes devem ser pré-
triturados, até que estejam compatíveis com as dimensões da boca do caixão
alimentador (Figura 14). Em função da dureza, trabalhabilidade e triturabilidade, as
argilas podem ser categorizadas nas escala de Mohs, como: duras (6-7 Mohs),
semiduras (5-6 Mohs) ou moles (menor que 4 Mohs) (OLIVEIRA, 2011).
Figura 14 – Britagem da argila
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA (2013)
43
3.8.3.2 Moagem
Utilizada em argilas duras ou semiduras, que apresentem teor de umidade menor
que 18%. O objetivo dessa etapa é diminuir o tamanho dos grânulos de forma a
homogeneizar a massa argilosa.
3.8.3.3 Dosagem e alimentação
Essa etapa é realizada por um operário experiente, visto que de acordo com sua
sensibilidade avalia a plasticidade da massa. Em seguida a massa é levada até o caixão
alimentador, cuja função é controlar a quantidade de massa homogeneizada a ser
processada pelos maquinários subsequentes.
Nessa fase do processo, o teor de umidade deve ser controlado com bastante
rigor. Caso ele seja muito elevado, alguns equipamentos perdem sua eficiência, como é
o caso do desintegrador, que não desintegrará os blocos de argila, só os amassará
(OLIVEIRA, 2011).
3.8.3.4 Desintegração
Consiste em triturar torrões provenientes da alimentação, aumentando a
homogeneidade da massa.
3.8.3.5 Mistura
É feita através de um misturador, que consiste de um equipamento com facas
circulares que cortam a argila, denominado “traço”, controlando a umidade e
homogeneizando a massa (OLIVEIRA, 2011). Esse processo é detalhado na Figura 15.
44
Figura 15 – Mistura da argila
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA (2013)
3.8.3.6 Laminação
Rolos fazem a compactação da argila, tornando-a menos porosa, mais densa,
eliminando bolhas de ar ou aglomerados remanescentes. Proporcionando maior
densidade a massa argilosa, eliminando pedriscos e raízes ainda existentes. Dessa forma
o processo de extrusão se torna mais fácil e mais preciso, ou seja, minimiza o
surgimento de defeitos nas peças cerâmicas. Algumas extrusoras apresentam laminador
acoplado na entrada do equipamento (VILLAR, 1988).
3.8.3.7 Extrusão
A conformação mecânica consiste na obtenção de tipos de produtos nas
dimensões, formas e espécies mais variadas, a partir de uma massa plástica de argila.
Existem vários sistemas de conformação, que dependem essencialmente do tipo de
produto que se pretende obter e das características de plasticidade da matéria-prima que
se tem à disposição (BACCELLI JÚNIOR, 2010).
45
O processo de conformação mecânica é chamado de extrusão, onde a extrusora
(Figura 16), também é conhecida como maromba (que pode ser a vácuo ou não), é
responsável por dar o formato ao produto, onde a massa é impulsionada, por meio de
um propulsor (mais comumente o parafuso sem fim), através de uma chapa de aço
perfurada, lançando-a dentro de uma câmara de vácuo. O ar é retirado pela câmara de
vácuo, e o material é extraído por meio de outro parafuso sem fim que a impele, através
de uma matriz de aço (boquilha), conformando a massa no formato desejado
(BACCELLI JÚNIOR, 2010).
Figura 16 – Extrusora (vista lateral)
Fonte: OLIVEIRA (2011)
As peças antes de serem cortadas devem ser carimbadas, como mostrada na
Figura 17, conforme exigência das normas ABNT para telhas e tijolos e da portaria 152
do INMETRO para blocos cerâmicos. É aplicado logo após a saída da maromba,
quando é colocada uma peça cilíndrica na extremidade de um suporte pressionada sobre
o produto, antes do corte. Nesta peça estão gravadas as informações que precisam ficar
impressas no produto cerâmico, em alto ou em baixo relevo (BACCELLI JÚNIOR,
2010).
46
Figura 17 – Processo de extrusão (detalhe do carimbo)
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA (2013)
3.8.3.8 Corte e Acabamento
Os cortadores são utilizados para deixar as peças nas dimensões adequadas, estes
podem ser manuais ou automáticos. Ao sair da boquilha, a massa ainda úmida se
movimenta sobre uma esteira, onde são interceptados por fios metálicos, bastante
esticados, que efetuam o corte na peça, detalhado na figura 18.
Figura 18 – Corte
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA (2013)
47
3.8.3.9 Prensagem
Etapa exclusiva para produção de telhas, a massa é colocada em um molde e
então submetida a uma forte pressão.
3.8.4 Secagem
O processamento térmico, que compreende as etapas de secagem e queima, é de
crucial importância para a obtenção de um produto cerâmico, pois dele depende o
correto desenvolvimento de suas propriedades finais.
Durante a saída da água a peça sofre uma retração linear, o que reduz as
dimensões iniciais da peça, se essa saída não for homogênea poderá trincar, empenar ou
quebrar as peças. A umidade de uma peça cerâmica extrudada normalmente oscila entre
20% e 30%, após a secagem, esta umidade residual deve ficar abaixo de 5% (NORTON,
1973).
A velocidade de evaporação da água em uma superfície livre depende de vários
fatores, sendo os principais: temperatura do ar, velocidade do ar, umidade relativa do ar
e temperatura da água. Em geral quanto mais espessa a peça, mais demorado e difícil é
o seu processo de secagem (ELIAS,1995).
Segundo Oliveira (2011) existem diversos tipos de secagem, natural, forçada,
artificial e mista. A secagem natural acontece pela exposição das peças cerâmicas ao ar
livre, ou em galpões, a secagem natural é um processo que aproveita as condições
climáticas. No Ceará, em razão do clima quente predomina a secagem natural.
No caso de secagem natural (Figura 19), há necessidade de cuidados adicionais.
O processo é mais lento e muito empírico. Pode ocorrer, por exemplo, secagem abrupta,
provocando o aparecimento tensões e trincas, que inviabilizam a ida da peça para o
forno (queima). A fim de evitar isto, a distribuição das peças no secador deve permitir
fluxo de ar uniforme, mas resguardadas de ventilação ou calor excessivas. A secagem
artificial (Figura 20) é bastante usada na época chuvosa, é feita de forma lenta e gradual,
com exposição ao calor ou em ambientes ventilados, com controle da taxa de
aquecimento, ventilação e umidade relativa do ar (OLIVEIRA, 2011).
48
Figura 19 – Secagem natural (ao ar livre)
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA (2013)
Figura 20 – Secagem artificial (secador)
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA (2013)
49
3.8.5 Queima
Após a secagem, as peças são transportadas para o forno, onde são submetidas a
um tratamento térmico de queima em altas temperaturas, operação fundamental, que
através de transformações físico-químicas, altera as propriedades mecânicas e confere
as características inerentes a todo produto cerâmico como resistência, cor e dimensões.
A temperatura de queima é da ordem de 750 a 900ºC para tijolos, de 900 a 950ºC para
telhas e 950 a 1200ºC para tubos cerâmicos. A etapa de queima é conduzida em
equipamentos térmicos, denominados fornos, cuja concepção térmica e os combustíveis
empregados possuem grade variedade. Os principais tipos de fornos podem ser
classificados como: intermitentes (abóboda ou paulistinha, garrafão, chinês, caipira e
chama reversível) ou contínuos (Hoffmann ou semicontínuo e túnel). Após a queima e
resfriamento, os produtos desenformados estão aptos para comercialização e uso
(BACCELLI JÚNIOR, 2010).
Na implantação da indústria, a escolha do forno deve levar em consideração o
tipo de produto a ser fabricado e as características do tipo de argila de que se dispõe.
Devem ser analisados, também, o espaço disponível (leiaute do chão de fábrica) – dado
que determinados fornos exigem áreas maiores para funcionar –, o volume de produção
– quanto maior a demanda, maior deve ser a capacidade de resposta do forno – e os
combustíveis disponíveis (SILVA, 2009).
A seguir apresenta-se a classificação dos tipos de fornos, com suas principais
características, proposta pela Anicer (2009). Os fornos de dividem em intermitentes, que
são concebidos para a queima de pequenos volumes, e os contínuos, que são
econômicos e de simples operação, sendo contínuo o seu carregamento e
descarregamento, destinado a grandes capacidades de produção e exigem bastante
conhecimento técnico do operador.
Fornos Intermitentes
- Forno Paulistinha
É retangular, com queimadores laterais. Muito utilizado para a queima de telhas,
mas é pouco econômico e difícil de operar. Importa verificar a relação custo/benefício e
monitorar a distribuição do calor, que, se irregular, pode gerar peças com cor e
resistência diferentes, mesmo num mesmo lote. Para melhores resultados, deve-se
manter a constância da velocidade de queima.
- Forno Abóbada
50
Um dos melhores para telhas, mesmo com deficiências de qualidade e
produtividade. É econômico, de fácil operação e se adapta bem a qualquer combustível.
Não oferece calor nas laterais nem controle de registros e a velocidade de aquecimento é
muito alta, havendo risco de requeima do material. É imprescindível garantir a
velocidade de aquecimento, a alimentação das fornalhas e as condições dos
componentes mecânicos.
Fornos Contínuos
- Forno Hoffmann
É o mais comum forno do tipo contínuo na queima de blocos, muito econômico
e de manuseio simples, apresentando boa produtividade e baixo consumo de energia.
Usa o ar quente proveniente das câmaras antecessoras nas seguintes, já que todas são
interconectadas. Os cuidados residem na possibilidade de requeimas na soleira (parte
inferior) e queima insuficiente no teto, falta de oxigenação das porções laterais e
ocorrência de peças com trincas de secagem. Controlar as passagens de ar quente e não
manter observação constante durante a queima são diretrizes importantes na operação
deste tipo de forno.
- Forno Túnel
Oferece ótimo rendimento operacional e energético. A movimentação das peças
é feita em carros metálicos (vagonetas), sobre os quais é montada uma base cerâmica,
onde são arrumadas as pilhas de peças. Neste modelo, o ar quente que está saindo da
zona de resfriamento pode retornar à zona de combustão ou auxiliar na secagem das
peças. É preciso manter limpa a saída da chaminé e evitar barreiras que atrapalhem a
circulação das vagonetas.
3.8.6 Inspeção
A inspeção é o processo que ocorre após a retirada do forno, as peças são
observadas visualmente quanto a trincas, quebras, excessivamente queimadas, essas
peças são descartadas. As peças que estiverem com os aspectos dentro dos padrões
exigidos pela Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT são liberadas para
comercialização (OLIVEIRA, 2011).
51
3.9 QUALIDADE NA INDÚSTRIA CERÂMICA
3.9.1 Arranjos produtivos locais - APLs
Arranjos produtivos podem ser definidos como aglomerações de empresas
localizadas em um mesmo território, que apresentam especialização produtiva e mantêm
algum vínculo de articulação, interação, cooperação e aprendizagem entre si e com
outros atores locais tais como governo, associações empresariais, instituições de crédito,
ensino e pesquisa (SILVA, 2009). Tem por objetivos, ainda, o incremento da
competitividade, a criação de processos de autossustentação, o desenvolvimento e
fortalecimento de lideranças locais, a disseminação da cultura de cooperação na busca
de soluções comuns, a realização de diagnósticos, planejamento estratégico e a inserção
de seus produtos no mercado nacional e internacional, registro de marcas e certificação
da qualidade (ANICER, 2005).
A produção de materiais que geram insatisfação no consumidor merece atenção
especial e a implementação de ações, que deve envolver empresas e fornecedores, para
capacitação produtiva, técnica e gerencial.
A lógica dos APL’s parte da premissa de que diferentes atores locais
(empresários individuais, sindicatos, associações, entidades de capacitação, de
educação, de crédito, de tecnologia, agências de desenvolvimento, entre outras) podem
se mobilizar de forma organizada e identificar demandas coletivas em um Plano de
Desenvolvimento coletivo; por iniciativa própria ou de entidades relacionadas (SILVA,
2009).
O ponto de partida para o processo de construção do APL foi o município de
Russas, estendendo-se depois pela região. Esse processo continua avançando em Russas
que obtém um crescimento mais sustentável. A proximidade das empresas existentes e o
nível de cooperação entre as empresas da região acabaram por resultar em um pólo
cerâmico (BRASIL, 2008).
O APL do município de Russas, conta com 88 indústrias, que produzem 45
milhões de peças de telhas, empregando diretamente 2200 pessoas. O principal fator da
existência do polo na região é a abundância de matéria-prima. As indústrias que formam
o APL de Russas têm como principais clientes os estados da Bahia, Pernambuco,
52
Sergipe, Pará, Piauí e Maranhão. Atualmente o processo de industrialização do material
cerâmico na região está em evolução.
3.9.2 Normas Técnicas
Segundo definição da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), a
normalização é a “atividade que estabelece, em relação a problemas existentes ou
potenciais, prescrições destinadas à utilização comum e repetitiva com vistas à obtenção
do grau ótimo de ordem em um dado contexto”. Para o SOC (Setor Oleiro-Cerâmico), o
“grau ótimo de ordem” pode ser compreendido como “máxima qualidade”.
As normas relacionadas a blocos cerâmicos são NBR 15.270:1 – Componentes
cerâmicos – Parte 1: Blocos cerâmicos para alvenaria de vedação – Terminologia e
requisitos (2005), NBR 15.270:2 – Componentes cerâmicos – Parte 2: Blocos cerâmicos
para alvenaria estrutural – Terminologia e requisitos (2005) e NBR 15.270:3 –
Componentes cerâmicos – Parte 3: Blocos cerâmicos para alvenaria estrutural e de
vedação – Métodos de ensaio (2005). Duas normas tratam dos requisitos e uma, da
metodologia de ensaio.
Já para as telhas a NBR 15.310 – Componentes cerâmicos - Telhas -
Terminologia, requisitos e métodos de ensaio (2005) é um texto normativo único, que
abrange requisitos e métodos de ensaio, substituindo mais de dez Normas anteriormente
vigentes.
Na determinação das características geométricas, por exemplo, o objetivo é
verificar a homogeneidade da fabricação dos blocos cerâmicos de um determinado
fornecedor, através dos ensaios de Desvio em relação ao esquadro (D), Planeza das
faces ou Flecha (F) e Espessura das paredes externas. Os detalhes técnicos, tais como:
definições, metodologias, ensaios e parâmetros de conformidade, podem ser
consultados diretamente nos textos das Normas. Nas inspeções, também são
investigadas as Marcações (inscrições em alto ou baixo relevo, com as dimensões
nominais e o nome do fabricante) (INMETRO, 2001).
Em 2005, o setor ceramista acertou com a ótima fase da ICC (Indústria da
Construção Civil) nacional, recebendo o crescimento da economia e os investimentos
em habitação. A entrada em vigor das novas Normas Técnicas obrigou os ceramistas a
ser mais cuidadosos com o processo produtivo e mais rigorosos quanto à qualidade,
53
trazendo parâmetros que ofereciam maior clareza e entendimento, facilitando a
aplicação dos materiais, favorecendo tanto o fabricante quanto o consumidor final. A
vantagem prática é que este pode encontrar produtos com as mesmas características em
qualquer parte do país (SILVA, 2009).
54
4 MATERIAIS E MÉTODOS
Além de acompanhar o processo produtivo em sete indústrias cerâmicas da
região do baixo Jaguaribe, mais precisamente no município de Russas, foram recolhidas
amostras para ensaios a fim de determinar a resistência das mesmas. Os materiais
recolhidos foram divididos em três grupos: telhas, tijolos de seis furos e tijolos de oito
furos. E os métodos utilizados para determinação de resistência foram carga de ruptura à
flexão simples para as telhas e determinação da resistência à compressão para os tijolos.
Os experimentos foram realizados, no LEMAT (Laboratório de Ensaio de Materiais) da
Universidade Federal Rural do Semi-Árido no campus Mossoró.
4.1 MATERIAIS UTILIZADOS
As telhas utilizadas no ensaio foram telhas simples de sobreposição do tipo capa
e canal (Figura 21a). Esse material foi recolhido de cinco indústrias cerâmicas da região
de Russas, e de cada indústria três amostras.
Os tijolos constituídos por oito furos, do tipo alvenaria de vedação, que foram
utilizados no ensaio eram de dimensões 9x19x19 cm (Figura 21b). Tijolos esses
recolhidos de quatro indústrias cerâmicas, com três amostras de cada.
Já os tijolos constituídos por seis furos, do tipo alvenaria de vedação, eram de
dimensões 9x14x29 cm e 9x14x24 cm (Figura 21c). Esses tijolos foram recolhidos de
cinco indústrias cerâmicas, na qual foram especificadas três amostras de cada.
Figura 21 – Materiais utilizados nos ensaios
Fonte: ASTERUSSAS (2013)
55
Os materiais utilizados estão distribuídos da seguinte forma no quadro 2:
Quadro 2 – Distribuição dos materiais recolhidos de cada Indústria Cerâmica
Indústria
Cerâmica
Quantidades de amostra
Telhas Tijolos de 6 furos Tijolos de 8 furos
Cerâmica A 3 - 3
Cerâmica B 3 3 -
Cerâmica C - 3 3
Cerâmica D 3 3 3
Cerâmica E 3 3 3
Cerâmica F 3 - -
Cerâmica G - 3 -
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA (2013)
4.2 METODOLOGIA
4.2.1 Ensaio de carga de Ruptura à flexão simples
A determinação da carga de ruptura à flexão simples (flexão a três pontos ou
ensaio dos três cutelos) tem por finalidade simular situações genéricas no transporte, no
uso, na construção e manutenção das telhas (ABNT, 2004).
O procedimento de ensaio foi especificado pela norma NBR 15310/2004
(Componentes cerâmicos – Telhas – terminologia, requisitos e métodos).
Em relação aos aparelhos e instrumentos usados no ensaio é necessário para a
execução sobre a telha um dispositivo que permita aplicação contínua de carga a uma
razão máxima de 50 N/s (5kgf/s), com um dispositivo de leitura de carga digital com
sensibilidade de 10 N (1kgf), nesse caso foi utilizado à prensa para ensaio de materiais
cerâmicos da Contenco®. É necessária também uma barra de aço de secção circular ou
semicircular, com diâmetro de (20 ± 2) mm e comprimento mínimo superior à largura
total do corpo de prova; conectada, por meio da articulação, ao dispositivo de aplicação
de carga. Além de uma trena metálica, com sensibilidade mínima de 1 mm.
Os corpos-de-prova foram identificados, limpos, retiradas as rebarbas e postos
em ambientes protegidos que preservam suas características originais.
No caso das telhas simples de sobreposição foram apoiadas na hora do ensaio
em dois apoios inferiores de dimensões iguais ou superiores ao corpo-de-prova e de
56
aproximadamente 20 mm x 40 mm de secção transversal, revestidos com tira de feltro
nas faces de contato, como mostrado na Figura 22.
Figura 22 – Dispositivo para aplicação de carga (exemplificação esquemática, em telha
simples de sobreposição)
Fonte: ABNT (2004)
Usou-se também um cutelo de madeira dura de dimensões iguais ou superiores
ao corpo-de-prova, e aproximadamente 20 mm x 20 mm de secção transversal, com
perfil adaptável à superfície superior da telha, revestido com feltro na face de contato.
O procedimento do ensaio se inicia quando se assenta o cutelo de madeira dura,
a meia distância das duas arestas longitudinais do corpo-de-prova. Assentou-se sobre o
cutelo a barra de aço. Foi aplicada carga a uma velocidade constante de (50±5) N/s, sem
golpes, até a ruptura do corpo-de-prova, em ponto correspondente à metade do
comprimento da telha (Figura 23). Registrou-se então o valor da carga máxima de
ruptura de cada corpo-de-prova em Kgf. Determinou-se então a carga média de ruptura
dos corpos-de-prova em Kgf.
57
Figura 23 – Realização do ensaio de carga de ruptura à flexão simples
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA (2013)
4.2.2 Ensaio de determinação da resistência à compressão dos blocos de vedação
O procedimento de ensaio foi é especificado pela norma NBR 15270-3/2005
(Componentes cerâmicos – Parte 3: Blocos cerâmicos para alvenaria estrutural e de
vedação – Métodos de ensaio).
A aparelhagem e a instrumentação necessária para o ensaio para determinação
de resistência à compressão foi composta de uma prensa com a qual se executa o ensaio,
nesse caso foi utilizado a prensa mecânica para concreto da EMIC® de modelo
PC150C, provida de dispositivo que assegure a distribuição uniforme dos esforços no
corpo-de-prova, equipada com dois pratos de apoio, de aço, um dos quais articulado,
atuando na face superior do corpo-de-prova; quando as dimensões dos pratos de apoios
não forem suficientes para cobrir o corpo-de-prova, uma placa de aço deve ser colocada
entre os pratos e o corpo-de-prova; atender aos requisitos da ABNT NBR NM-ISO
7500-1, instrumentos para permitir a leitura das cargas com aproximação de ± 2% da
carga de ruptura; ser capaz de transmitir a carga de modo progressivo e sem choques.
Os corpos-de-prova foram identificados, limpos, retiradas as rebarbas e
colocados em ambiente protegido para preservar suas características originais.
Em relação ao procedimento de ensaio o primeiro passo foi à medição da
largura, altura e comprimento. Para regularizar as faces de trabalho dos corpos-de-
58
prova, foi utilizado pasta de cimento. O capeamento deve apresentar no momento do
ensaio superfície plana e uniforme, não sendo permitidos remendos e não apresentando
uma espessura maior do que 3 mm, como mostrado na Figura 24.
Figura 24 – Processo de regularização das faces para o ensaio (capeamento)
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA (2013)
É importante destacar que todos os corpos-de-prova foram ensaiados de modo
que a carga aplicada na direção do esforço que o bloco deve suportar durante o seu
emprego, sempre perpendicular ao comprimento e na face destinada ao assentamento
(Figura 25).
O resultado final da resistência à compressão de cada corpo-de-prova,
expressa em MPa, foi obtido dividindo-se a carga máxima, expressa em newtons,
observada durante o ensaio, pela média das áreas brutas das duas faces de trabalho de
cada bloco, expressa em milímetros quadrados.
Figura 25 – Realização do ensaio de determinação da resistência à compressão
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA (2013)
59
Figura 26 – Momento de ruptura do tijolo (resistência à compressão)
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA (2013)
60
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES
O quadro 3 apresenta os resultados obtidos com o ensaio de carga de ruptura à
flexão simples.
Quadro 3 – Resultados do ensaio de ruptura à flexão
CONTROLE DE RUPTURA DE CORPOS DE PROVA
CORPO DE PROVA: TELHA
TIPO: SIMPLES DE SOBREPOSIÇÃO
ROMPIMENTO CONFORME NBR 15310 / 2004
Cerâmica Carga máxima de Ruptura
(Kgf)
Média das Cargas (Kgf)
A
87,5
114,9 108,1
149,1
B
87,7
76,37 65,7
75,7
D
115,7
132,4 178,2
103,3
E
69
74,77 79,1
76,2
F
84,3
101,77 112,3
108,7
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA (2013)
O gráfico 1 apresenta as médias obtidas através dos três corpos-de-prova de cada
cerâmica através do ensaio de carga de ruptura à flexão simples. A linha vermelha no
gráfico indica o valor mínimo de carga determinada pela NBR 15310, que no caso das
telhas simples de sobreposição não deve ser inferior 100 Kgf.
61
0
20
40
60
80
100
120
140
Cerâmica A Cerâmica B Cerâmica D Cerâmica E Cerâmica F
Val
ore
s e
m K
gf
As cargas de ruptura à flexão não devem ser inferior às indicadas no quadro 4.
Quadro 4 – Tipos de telhas e cargas de ruptura
Fonte: ABNT (2004)
Gráfico 1 – Cargas máximas de ruptura das telhas de cada cerâmica
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA (2013)
Tipos de telhas Exemplos Cargas (N)
Planas de encaixe Telhas francesas 1 000 (100 kgf)
Compostas de encaixe Telhas romanas 1 300 (130 kgf)
Simples de sobreposição
Telhas capa e canal
colonial
Telhas plan
Telhas paulista
Telhas Piauí
1 000 (100 kgf)
Planas de sobreposição Telhas alemãs e outras
62
De acordo com o gráfico 1, que mostra a carga máxima de ruptura das telhas,
observa-se que nem todas as empresas estão nos padrões especificados pela norma. As
cerâmicas B e E não obedecem a NBR 15310, que especifica no mínimo a carga
máxima de ruptura de 100 Kgf;
O gráfico 1 também mostra que a cerâmica D, obteve o melhor resultado, tendo
a média das cargas de ruptura dos seus corpos de prova (telha) de 132,4 Kgf;
Os quadros 5 e 6 apresentam os resultados obtidos a partir do ensaio de
determinação da resistência à compressão dos blocos cerâmicos.
Quadro 5 – Resultados obtidos dos ensaios de resistência à compressão em tijolos de
oito furos
CONTROLE DE RUPTURA DE CORPOS DE PROVA
CORPO DE PROVA: TIJOLO
TIPO: OITO FUROS
DIMENSÕES: 9x19x19 (cm)
ROMPIMENTO CONFORME NBR 15270-3 / 2005
Cerâmica Resistência à
compressão (MPa)
Média da resistência à compressão
(MPa)
A
3,61
3,17 1,6
4,31
C
1,5
1,8 2,35
1,55
D
2,24
2,49 2,3
2,93
E
1,95
2,33 2,94
2,1
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA (2013)
63
Quadro 6 – Resultados do ensaio de resistência à compressão dos tijolos de seis furos
CONTROLE DE RUPTURA DE CORPOS DE PROVA
CORPO DE PROVA: TIJOLO
TIPO: SEIS FUROS
DIMENSÕES: 9x14x29 (cm) e 9x14x24 (cm)
ROMPIMENTO CONFORME NBR 15310 / 2004
Cerâmica Resistência à
compressão (MPa)
Média da resistência à
compressão (MPa)
B
3,17
2,74 2,21
2,85
C
3,43
4,6 2,89
7,5
D
2,11
2,77 3,06
3,16
E
2,31
2,76 3,23
2,73
G
2,53
2,11 1,52
2,29
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA (2013)
Os gráficos 2 e 3 apresentam as médias obtidas através dos três corpos-de-prova
de cada cerâmica, tanto do tijolo de oito furos quanto o de seis furos, através do ensaio
de resistência à ruptura. A linha vermelha no gráfico indica o valor mínimo de
resistência à compressão determinada pela NBR 15270-1, que no caso dos tijolos com
furos na horizontal tem que ser igual ou maior do que 1,5 MPa.
A resistência à compressão dos blocos cerâmicos de vedação, calculada da área
bruta, deve atender aos valores indicados no quadro 7.
64
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
Cerâmica A Cerâmica C Cerâmica D Cerâmica E
Val
ore
s e
m M
Pa
Quadro 7 – Resistência à compressão (fb)
Posição dos furos fb (MPa)
Para blocos usados com furos na
horizontal
≥ 1,5
Para blocos usados com furos na vertical ≥ 3,0
Fonte: ABNT (2005)
Gráfico 2 – Média das resistências à compressão dos tijolos de oito furos de cada
cerâmica
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA (2013)
65
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
Cerâmica B Cerâmica C Cerâmica D Cerâmica E Cerâmica G
Val
ore
s e
m M
Pa
Gráfico 3 – Média das resistências à compressão dos tijolos de seis furos de cada
cerâmica
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA (2013)
Observou-se a partir do gráfico 2 que se tratando dos tijolos de oito furos todas
as cerâmicas estavam dentro do especificado pela NBR 15270-1, que determina que a
resistência à compressão de blocos cerâmicos com furos na horizontal tem de ser igual
ou maior que 1,5 MPa;
A cerâmica que obteve a maior média da resistência à compressão dos blocos
cerâmicos de oito furos, com furos na horizontal foi a A, com a média de 3,17 MPa, já a
cerâmica C foi que apresentou menor resultado 1,8 MPa;
De acordo com o gráfico 3, que trata dos tijolos de seis furos, todas as cerâmicas
estavam dentro do especificado pela NBR 15270-1, que determina que a resistência à
compressão de blocos cerâmicos com furos na horizontal tem de ser igual ou maior que
1,5 MPa;
A cerâmica que obteve a maior média da resistência à compressão dos blocos
cerâmicos de seis furos, com furos na horizontal foi a C, com a média de 4,6 MPa, já a
cerâmica G foi que apresentou menor resultado 2,11 MPa;
O que se observa também é que os tijolos de seis furos apresentam maior
resistência à compressão do que os tijolos de oito furos.
66
6 CONCLUSÃO
Considerando a grande importância da indústria cerâmica para a microrregião do
Baixo Jaguaribe, e com o objetivo de contribuir com o conhecimento científico desse
setor foi realizado o presente trabalho. Essa pesquisa abordou além das propriedades
mecânicas dos produtos cerâmicos, as etapas da produção de tijolos e telhas.
A partir dos ensaios realizados em laboratório pode-se constatar a boa qualidade
dos tijolos e apontou a necessidade de melhora na qualidade das telhas. O ensaio de
carga de ruptura à flexão simples nas telhas mostrou que 60% das cerâmicas estão no
padrão especificado pela NBR 15310, já 40% não atingiu a carga mínima de ruptura
determinada. O que implica que o processo de fabricação das telhas precisa ser
analisado para futuras melhorias.
Já o ensaio de determinação da resistência à compressão dos tijolos cerâmicos
mostrou um excelente resultado. Todos os tijolos de oito e de seis furos recolhidos nas
cerâmicas mostraram resistência à compressão acima do especificado pela NBR 15270-
1.
Os ensaios que analisaram as propriedades mecânicas dos materiais cerâmicos
comprovaram a boa qualidade na maioria dos produtos o que explica a aceitação deles
no mercado local e de outros estados.
67
7 REFERÊNCIAS
ABC. Informações Técnicas – Definição e Classificação. 2002. Disponível em:
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Anexo A – Dimensões de fabricação de blocos cerâmicos segundo a ABNT
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