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Desarrollada por Victoria Zimmer Gomes, del IFRS Campus Feliz, la loza cerámica utilizó ceniza de cáscara de arroz y vidrio molido para sustituir minerales tradicionales. Según la Mostratec 2024, formulaciones con hasta 60% de residuos mantuvieron resistencia, densidad y absorción de agua comparables a las piezas convencionales en la prueba experimental.
La loza cerámica desarrollada en Rio Grande do Sul partió de una propuesta técnica: sustituir parte de los minerales usados en la fabricación convencional por residuos de la cáscara de arroz y vidrio descartado. El proyecto Sustainware fue presentado en el área de Ingeniería y Materiales de la Mostratec 2024.
La investigación está firmada por la estudiante Victoria Zimmer Gomes, del Instituto Federal de Rio Grande do Sul, Campus Feliz, con orientación de Cínthia Gabriely Zimmer. El enfoque del estudio no está en una pieza decorativa, sino en la viabilidad de usar residuos como materia prima para reducir el consumo de recursos naturales y energía.
Proyecto probó residuos en una industria que consume muchos minerales
La fabricación de loza cerámica depende tradicionalmente de materias primas minerales, como caolín, feldespato y cuarzo. Estos materiales cumplen funciones importantes en la composición, pero también requieren extracción, transporte, beneficio y cocción a temperatura adecuada.
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El proyecto presentado en la Mostratec parte justamente de este punto: si parte de estos minerales puede ser sustituida por residuos ya disponibles, la cadena productiva puede reducir la presión sobre los recursos naturales. La propuesta no elimina la necesidad de control técnico, pero cambia el origen de parte de la materia prima.
En el estudio, dos residuos fueron elegidos para evaluación conjunta: ceniza de cáscara de arroz y vidrio descartado. La ceniza provino de una termoeléctrica y pasó solo por tamizado. El vidrio, de descarte doméstico, fue molido antes de entrar en las formulaciones.
La elección tiene relación directa con el contexto regional y ambiental. El resumen del proyecto informa que más de 500 millones de toneladas de arroz se producen anualmente en el mundo y que Rio Grande do Sul responde por cerca de 7 millones de toneladas, equivalentes al 70% de la producción nacional.
Cáscara de arroz entró como residuo estratégico de Rio Grande do Sul
La cáscara de arroz es un subproducto significativo de la cadena productiva de Rio Grande do Sul. Cuando este residuo no recibe un destino adecuado, puede representar un problema ambiental y desperdicio de material con potencial tecnológico.
En el caso de Sustainware, la investigación no utilizó la cáscara directamente, sino la ceniza de la cáscara de arroz. Este material ya provenía de una termoeléctrica, lo que significa que pasó por un proceso de quema anterior y fue reutilizado como insumo para los cuerpos de prueba cerámicos.
El punto técnico está en la composición química y en el comportamiento del residuo durante la quema de la cerámica. Para entrar en una formulación de loza cerámica, el material necesita contribuir al desempeño físico y no comprometer resistencia, densidad o absorción de agua.
La relevancia del estudio aumenta porque Rio Grande do Sul tiene una fuerte presencia en la producción de arroz. Al usar un residuo ligado a esta cadena, el proyecto acerca tecnología de materiales a un problema concreto de la economía regional.
Vidrio descartado también sustituyó parte de los minerales
Además de la ceniza de la cáscara de arroz, el estudio utilizó vidrio descartado de origen doméstico. El vidrio fue molido antes de la incorporación a las formulaciones, etapa necesaria para permitir una mejor mezcla con los demás componentes de la masa cerámica.
El resumen de Mostratec destaca que el vidrio está entre los materiales menos reciclados en Brasil. Esto hace que su reutilización en cerámica sea una alternativa de interés, especialmente cuando el residuo puede sustituir parte de los minerales extraídos de la naturaleza.
En la formulación probada, el vidrio no aparece como adorno, sino como parte funcional de la composición. Entra en el estudio como material capaz de contribuir a la producción de la loza cerámica, siempre que su comportamiento sea validado en los ensayos.
El uso combinado de vidrio y ceniza de cáscara de arroz también amplía el alcance ambiental de la propuesta. En lugar de trabajar con solo un residuo, la investigación probó una composición híbrida, acercando la cerámica a principios de la economía circular.
Formulaciones llegaron a 60% de residuos en la composición
Los resultados presentados en el resumen indican que fue posible fabricar lozas cerámicas con hasta 60% de residuos en la composición. Esta proporción fue formada por 30% de ceniza de cáscara de arroz y 30% de vidrio descartado.
Este porcentaje es relevante porque muestra una sustitución significativa de recursos minerales. En materiales cerámicos, alterar demasiado la composición puede afectar la cocción, absorción, resistencia y estabilidad de la pieza. Por eso, la proporción probada necesitaba ser comparada con un material de referencia.
Para hacer esta comparación, el estudio produjo cuerpos de prueba convencionales con caolín, feldespato y cuarzo. Luego, estos materiales fueron evaluados junto a los cuerpos de prueba con incorporación de los residuos.
La comparación directa es lo que da peso técnico al resultado. No bastaba afirmar que los residuos podrían entrar en la masa; era necesario verificar si la loza cerámica resultante mantendría propiedades cercanas a las piezas tradicionales.
Desempeño fue comparable al material convencional
Según el resumen del proyecto, la loza sostenible presentó desempeño comparable al de las lozas convencionales en resistencia mecánica, densidad y absorción de agua. Estos tres criterios son importantes porque indican comportamiento físico de la pieza después de la cocción.
La resistencia mecánica muestra si el material soporta esfuerzos sin perder integridad. La densidad ayuda a entender la estructura de la pieza. Ya la absorción de agua es un indicador esencial para evaluar porosidad y calidad del material cerámico.
El resultado sugiere viabilidad técnica, no producción comercial inmediata. La investigación muestra que la formulación con residuos puede alcanzar desempeño similar al convencional en las pruebas realizadas, pero no informa escala industrial, costo final, durabilidad en uso prolongado o certificaciones comerciales.
Este cuidado es importante para evitar exageros. El proyecto señala una posibilidad concreta dentro de la ingeniería de materiales, pero la aplicación a gran escala dependería de nuevas etapas, estandarización industrial y evaluación de producción.
Análisis del Ciclo de Vida midió impacto de la propuesta
Para evaluar la sostenibilidad de la loza cerámica, el proyecto aplicó un Análisis del Ciclo de Vida, conocido por la sigla ACV. Este tipo de evaluación considera impactos asociados al proceso productivo, en lugar de mirar solo la composición final del material.
Según el resumen, la propuesta demandó menos recursos naturales y menos energía a lo largo del proceso productivo. Esto ocurre porque parte de los minerales convencionales fue sustituida por residuos ya disponibles, reduciendo la necesidad de extracción de materias primas vírgenes.
El ACV ayuda a separar promesa ambiental de resultado medible. En proyectos de materiales sostenibles, no basta con usar residuo; es necesario verificar si el cambio realmente reduce impactos cuando se considera el proceso completo.
En el caso del Sustainware, el análisis reforzó que el uso de ceniza de cáscara de arroz y vidrio desechado puede disminuir consumo de recursos y energía. Esta es la principal contribución ambiental del estudio dentro de la cadena de lozas cerámicas.
Tecnología se conecta a la economía circular
La economía circular busca mantener materiales en uso el mayor tiempo posible, reduciendo desecho y extracción de nuevos recursos. La loza cerámica propuesta por el proyecto se encaja en esta lógica al transformar residuos en insumos para un nuevo producto.
En el modelo lineal tradicional, los recursos son extraídos, transformados, consumidos y desechados. En el estudio, parte de este flujo cambia: residuos de la cadena del arroz y del desecho doméstico de vidrio regresan como materia prima para un material cerámico.
Este tipo de investigación muestra cómo sectores tradicionales pueden ser rediseñados sin abandonar criterios técnicos. La industria cerámica necesita de rendimiento, control de quema y estabilidad, pero también puede incorporar alternativas de menor impacto.
La propuesta es especialmente relevante porque une dos problemas ambientales distintos. Por un lado, la gran cantidad de cáscara de arroz en Rio Grande do Sul. Por otro, el bajo aprovechamiento del vidrio desechado en el país.
Proyecto refuerza el papel de la ingeniería de materiales
El Sustainware fue presentado en la categoría Ingeniería y Materiales de la Mostratec Virtual, dentro de la edición 2024. La elección del área es coherente con el contenido del estudio, ya que el trabajo involucra formulación, procesamiento, ensayos y comparación de desempeño.
La institución informada por la Mostratec es el Instituto Federal de Rio Grande do Sul, Campus Feliz, en el municipio de Feliz, RS. La autoría aparece atribuida a la estudiante Victoria Zimmer Gomes, con orientación de Cínthia Gabriely Zimmer.
El mérito técnico del proyecto está en probar una sustitución real de materia prima y medir el resultado. La investigación no se limita a proponer reciclaje de forma genérica; evalúa composición, quema, resistencia, densidad, absorción y ciclo de vida.
Para la industria, estudios así pueden abrir caminos para nuevas formulaciones. Para el consumidor, muestran que materiales cotidianos, como la loza cerámica, también pueden ser repensados a partir de residuos y eficiencia productiva.
Lo que aún necesita ser investigado
La fuente no informa si la loza cerámica desarrollada en el proyecto ya pasó por producción a escala industrial o por pruebas comerciales. Tampoco hay datos sobre costo por pieza, tiempo de producción, aceptación de mercado o adecuación a normas específicas de uso.
Estas lagunas no reducen el valor de la investigación, pero ayudan a definir su etapa. El proyecto comprueba viabilidad técnica en cuerpos de prueba e indica desempeño comparable al convencional, pero aún no describe una línea productiva lista para el mercado.
Entre el laboratorio y la fábrica, hay etapas importantes de estandarización. Sería necesario evaluar suministro regular de los residuos, control de calidad de la ceniza, molienda del vidrio, repetibilidad de las formulaciones y comportamiento de las piezas en diferentes condiciones de uso.
Aun así, la propuesta muestra un camino relevante para reducir impactos en la producción cerámica. Al combinar residuo agrícola y residuo doméstico, el proyecto amplía la discusión sobre cómo materiales descartados pueden volver a la cadena productiva.
¿Crees que productos del día a día, como platos, tazas y lozas, deberían usar más residuos agrícolas y vidrio reciclado en la composición? Deja tu opinión en los comentarios y cuenta si comprarías una loza cerámica hecha con residuos si tuviera un desempeño similar al convencional.
