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La curva de cocción de las pastas cerámicas es uno de los temas que generan más preguntas a nuestro departamento técnico. Más allá de la temperatura final de cocción (baja, media o alta), el resultado depende del calor efectivo recibido por la pieza, determinado tanto por la temperatura alcanzada como por el tiempo empleado durante la cocción. Por ello, una curva de cocción adecuada es fundamental para obtener un buen resultado, minimizando los riesgos de roturas y defectos durante el proceso.
A continuación, te explicamos las principales fases de una cocción convencional y las recomendaciones más importantes para cada una de ellas.
Fase de secado
Rango: 25 – 100 ºC
Tras el secado de las piezas en condiciones naturales, éstas siguen reteniendo una pequeña cantidad de humedad en equilibrio con el ambiente del taller. Por ello, es recomendable iniciar la cocción con una fase de secado que permita eliminar esta humedad residual y evitar posibles roturas durante el calentamiento posterior.
La fase de secado se realiza a unos 100 ºC, manteniendo esta temperatura durante el tiempo necesario para evaporar completamente la humedad residual de las piezas. Su duración dependerá del tipo de pasta, del tamaño y espesor de las piezas y de las condiciones de secado previas a la cocción. Dado que se trata de una temperatura baja, prolongar esta fase suele tener un impacto reducido en el consumo eléctrico frente a los beneficios que aporta. Si el horno dispone de registro o chimenea de ventilación, debe mantenerse abierto para facilitar la evacuación del vapor de agua.
Fase de calentamiento
Rango: 100 – 600 ºC
Finalizada la fase de secado, se inicia el calentamiento hasta aproximadamente 600 ºC, habitualmente con una velocidad comprendida entre 150 y 200 ºC/hora.
Una vez alcanzada esta temperatura, es recomendable realizar un breve mantenimiento para favorecer que la inversión del cuarzo y la eliminación del agua estructural de los minerales arcillosos tengan lugar de forma más homogénea, reduciendo las tensiones internas de las piezas. Si el controlador del horno no permite programar un mantenimiento a 600 ºC, puede obtenerse un efecto similar reduciendo la velocidad de calentamiento en este intervalo a unos 100 ºC/hora.
Durante toda esta fase conviene mantener abierto el registro del horno para facilitar la salida de los gases y del vapor de agua.
Fase de vitrificación
Rango: 600 ºC - T final
Tras finalizar la fase de calentamiento, cerramos el registro e iniciamos la verdadera cocción. En esta etapa tienen lugar la mayor parte de los cambios físicos y químicos que transforman el material arcilloso en un material cerámico resistente y duradero.
La velocidad de calentamiento en esta fase suele situarse entre 100 y 150 ºC/hora, siendo recomendable reducir ligeramente la velocidad en el tramo final de la cocción para favorecer una distribución uniforme del calor en toda la carga del horno.
Una vez alcanzada la temperatura final de cocción, se recomienda realizar un mantenimiento o palier de aproximadamente 30 minutos para asegurar una cocción homogénea de todas las piezas. En hornadas pequeñas o con poca carga este tiempo puede reducirse, mientras que cargas más densas pueden requerir un mantenimiento algo mayor.
Fase de enfriamiento
Rango: T final - 100ºC
Tras finalizar el mantenimiento, abrimos el registro y dejamos enfriar el horno de forma natural.
Durante el enfriamiento también se producen transformaciones importantes en el material cerámico, especialmente al atravesar la inversión del cuarzo, por lo que conviene evitar enfriamientos excesivamente rápidos.
Se recomienda no abrir la puerta del horno hasta que la temperatura haya descendido por debajo de 100 ºC, evitando así posibles roturas por choque térmico y reduciendo el riesgo de cuarteo en los esmaltes.
Programa estándar
En el gráfico se representa una curva de cocción recomendada junto a un programa estándar de un fabricante de hornos basado en dos rampas de calentamiento y un mantenimiento final.
Este programa estándar no incluye la fase inicial de secado, cuya incorporación resulta muy recomendable, especialmente cuando las piezas presentan espesores importantes o no han completado un secado natural suficiente.
Muchos hornos modernos incorporan programas automáticos de cocción que incluyen varias rampas de calentamiento y ajustan automáticamente la velocidad en el tramo final para conseguir una distribución del calor más uniforme y una mayor repetibilidad entre hornadas.
Control de la temperatura
El control de la temperatura y del tiempo de permanencia en cada intervalo es fundamental para garantizar el éxito de la cocción. Los hornos modernos incorporan sensores y controladores electrónicos capaces de seguir con gran precisión la curva programada, consiguiendo cocciones uniformes y repetibles.
No obstante, la forma más fiable de comprobar el resultado real de una cocción continúa siendo el uso de conos pirométricos.
El calor efectivo (heatwork) recibido por las piezas depende tanto de la temperatura alcanzada como del tiempo durante el que ésta se mantiene, especialmente en el tramo final de la cocción. Por este motivo, dos hornos que alcancen exactamente la misma temperatura final pueden producir resultados diferentes.
Los conos pirométricos están diseñados para deformarse en función del calor total recibido. Durante la cocción comienzan reblandeciéndose y terminan doblando progresivamente. Su posición final proporciona una indicación visual muy precisa del calor realmente alcanzado dentro del horno.
Habitualmente se utilizan tres conos: el cono guía, correspondiente a una cocción ligeramente inferior y que debe doblar completamente hasta apoyar sobre el soporte; el cono de cocción, correspondiente a la cocción deseada y que debe doblar aproximadamente hasta la posición recomendada por el fabricante; y el cono guarda, correspondiente a una cocción superior, que debe permanecer prácticamente sin deformarse.
Si el comportamiento de los conos no coincide con el esperado, significa que el calor efectivo recibido por las piezas ha sido insuficiente o excesivo, independientemente de la temperatura indicada por el controlador del horno.
Las equivalencias entre conos pirométricos y temperatura de cocción publicadas por Orton se establecen para distintas velocidades de calentamiento. En cerámica artística, los programas de cocción utilizados por la mayoría de fabricantes de hornos, pastas y esmaltes se aproximan a una velocidad final de alrededor de 60 ºC/h, que constituye la referencia habitual para interpretar dichas equivalencias.
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