RESUM
La indústria ceràmica, i en particular l’espanyola, s’enfronta en la actualitat a un mercat altament saturat, i llavors necessita oferir productes innovadors constantment, capaços d’integrar funcions que siguen percebudes per l’usuari com valor afegit. El nous productes ceràmics deuen ser competitius en qualitat i cercar un òptim des del punt de vista econòmic y mediambiental. A més, deuen facilitar el transport i la col•locació, i complir amb la legislació nacional i internacional.
Les rajoles alleugerides pel conformat de relleu al dors poden ser fabricades amb una quantitat de matèria prima substancialment inferior a la tradicional. Açò repercuteix no solament en l’estalvi de pastes, sinó en l’estalvi d’energia de fabricació i transport, el que millora el balanç econòmic de l’empresa (especialment ara que tant el cost del gas natural com el de les arenes s’apropa a màxims històrics), dotant al mateix temps al producte d’un caràcter mediambiental que comença a ser exigit per les autoritats i que cada vegada es més valorat pels consumidors. D’altra banda, un producte final més lleuger resulta atractiu per als constructors, atès que millora les condicions de treball en l’obra. Malgrat tot l’esmentat, la rajola alleugerada és estructuralment distinta a la tradicional, i per tant també el seu comportament mecànic i tèrmic. Donat que es tracta d’un element constructiu, és necessari conèixer la seua resposta en condicions de treball i assegurar que acompleix la normativa vigent.
La present tesi es proposa com a objectiu avaluar la conveniència de paviments ceràmics alleugerats fent servir les tècniques del modelat sòlid tridimensional i l’anàlisi per elements finits, establint al mateix temps les bases per a una definició òptima del relleu, entenent per òptim aquell disseny que combine de la forma més idònia estalvi màssic amb resposta mecànica i tèrmica, dins d’allò viable en la fabricació en sèrie actual. Donats el pocs antecedents trobats en la bibliografia en aquest sentit, la tesi pretén ser una primera aproximació a la problemàtica d’aquest tipus de productes, obrint una porta a estudis posteriors, i facilitant informació molt valuosa als departaments de disseny y fabricació de les empreses del taulellet.
Per a assolir aquest objectiu, es definiren 9 models distints de paviment (2 de referència i 7 basats en polígons regulars) dels quals es generaren un total de 70 versions (obtingudes per la variació de la profunditat de relleu i l’angle de paret del mateix) que foren sotmeses a 4 assajos de tipus mecànic i tèrmic recollits en la normativa que aplica a aquest tipus de ceràmica. Després de decidir que tant la massa como les tensions principals (criteri de Rankine) eren les magnituds a tindre en compte en l’estudi, s’obtingueren els esforços màxims de cada versió per a cada assaig així como la seua distribució. A continuació es definiren 4 coeficients de comparació suportats d’eines estadístiques essencials, segons els quals es pogué establir un ordre de idoneïtat global.
Finalment, gràcies a l’estreta col•laboració amb l’empresa KEROS CERÁMICA S.A., en el marc dels projectes “Estudio de viabilidad de la producción de baldosas cerámicas de baja densidad. Proyecto ECOLIGHT”, i “Integración de los procesos de esmaltado y decoración para la fabricación de la baldosa cerámica Ecolight. Proyecto DECOLIGHT”, es comprovà que la metodologia emprada era adequada per comparació amb els resultats obtinguts mitjançant la fabricació en condicions de planta i els assajos en laboratori de varis dels dissenys proposats en la tesi.
Amb tot s’ha conclòs que els models alleugerats, efectivament, responen davant sol•licitacions típiques de manera distinta que el model tradicional, de tal manera que, convenientment practicats, el relleus al dors poden millorar alhora el consum màssic y la resposta estructural. Per un altre costat, s’ha proposat un paràmetre denominat “gruix normalitzat en”, en base al qual seria possible el càlcul de la resistència a flexió R segons la norma EN ISO 10545 “Baldosas Cerámicas”, cosa que no es hui en dia estrictament viable per a paviments de grossària variable. Així mateix, s’ha establit una sèrie de pautes fonamentals de comportament que poder ser preses com una base per al disseny de relleus al dors particular de cada empresa. Entre les pautes més generals destaca el fet de que la variació de la profunditat del relleu afecta més a la idoneïtat de la rajola que la variació de l’angle de paret, obtenint-se la millor resposta composta (màssica, mecànica i tèrmica) per a valors intermedis d’ambdós paràmetres.
Amb independència de les pautes abans esmentades, la tesi proposa un principi de metodologia d’avaluació geomètrica de paviments que pot ser estès a altres tipus de productes ceràmics, i a altres variables de disseny com pogueren ser les dimensions característiques del format (llargària i amplària).