Cozeduras de cerâmica: o que acontece ao barro na mufla
Há uma coisa que toda a gente que começa em cerâmica aprende, mais tarde ou mais cedo, é que a cozedura não perdoa.
Podes recuperar barro que secou demasiado. Podes corrigir uma peça que ficou torta em fase de couro. Podes refazer quase tudo, até ao momento em que a peça entra no forno. A partir daí, o processo é irreversível.
É por isso que perceber o que acontece dentro do forno não é conhecimento opcional. É o que te permite tomar boas decisões antes de chegar lá. Neste artigo fica a saber o que acontece nas cozeduras de cerâmica.
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Por que é que o barro precisa de cozedura?
O barro, mesmo completamente seco, no estado de osso, é um material frágil e reversível. Dissolve-se em água. Parte com um impacto moderado. Não tem a dureza nem a impermeabilidade da cerâmica.
O que transforma o barro em cerâmica é calor, mas não qualquer calor. É calor suficiente para provocar transformações químicas e físicas permanentes nas partículas de argila. Essas transformações acontecem por fases à medida que a temperatura sobe, e cada uma tem um papel no resultado final.
A cozedura doméstica, mesmo a ~300ºC, que é o máximo de um forno de cozinha, não chega. O barro seca, mas não se transforma em cerâmica. Continua a ser barro.
As duas (ou três) cozeduras de cerâmica
A maior parte dos processos cerâmicos inclui duas cozeduras distintas, com objetivos diferentes. Aqui adicionamos uma extra.
1.ª Cozedura — Chacota
A primeira cozedura transforma o barro cru em chacota. É uma transformação física e química: a água quimicamente ligada às partículas de argila é libertada, as partículas fundem-se parcialmente, e o barro torna-se permanente, duro, estável, e impossível de reverter.
A chacota é porosa. Não é impermeável, ainda absorve líquidos. É exactamente essa porosidade que a torna ideal para receber vidrado: o material é absorvido uniformemente pela superfície, o que facilita uma cobertura homogénea.
As temperaturas da primeira cozedura variam tipicamente entre 900ºC e 1000ºC, dependendo do tipo de pasta. Mesmo pastas de alta temperatura, como o grés, cozem a estas temperaturas na primeira cozedura.
2.ª Cozedura — Cozedura de vidrado
A segunda cozedura serve para fundir o vidrado aplicado sobre a chacota. O vidrado, que antes era uma camada de pó sobre a superfície, derrete e forma uma camada vítrea contínua que se liga ao corpo cerâmico.
O resultado é a cerâmica vidrada: impermeável, com a cor e o acabamento final definidos.
As temperaturas da segunda cozedura dependem do tipo de vidrado e da pasta, e são tipicamente mais altas que a primeira, podendo ir de 1000ºC a mais de 1260ºC para pastas de grés.
A compatibilidade entre pasta e vidrado é fundamental: se as suas taxas de expansão térmica forem muito diferentes, pode-se criar um efeito craquelé (crazing) ou o vidrado pode lascar (shivering), dois defeitos que aparecem depois da cozedura e que normalmente não têm solução.
3.ª Cozedura — Cozedura de 3° fogo
Há técnicas decorativas que implicam uma terceira cozedura, aplicadas sobre a superfície já vidrada. Aqui descrevemos três:
Os decalques cerâmicos são folhas, frequentemente impressas em serigrafia, coladas sobre o vidrado e fixadas com uma nova ida ao forno.
O mesmo vale para as tintas de terceiro fogo: vitrificáveis, específicas para decorar sobre vidrado, fundem-se e aderem na cozedura.
As lustrinas funcionam da mesma forma, mas o resultado é diferente. São revestimentos à base de ouro, prata ou cobre que, depois de cozidos, deixam uma fina camada metálica com um brilho muito próprio.
Quantas fases tem o barro?
O processo de transformação do barro em cerâmica
O barro passa por várias fases antes de se tornar cerâmica. Neste artigo explicamos cada fase do barro, o que acontece, o que fazer e o que evitar
O que acontece dentro do forno, fase a fase
Até ~100ºC-200ºC / Evaporação da água física
A água que ainda existe nos poros do barro (mesmo numa peça aparentemente seca) evapora. Se a peça tiver humidade significativa, esta evaporação rápida pode criar pressão suficiente para causar fissuras ou explosões. É por isso que peças húmidas não vão ao forno, e é por isso que a subida de temperatura inicial deve ser lenta.
~450ºC-650ºC / Inicio e progressão de desidroxilação
A desidroxilação, perda de água quimicamente ligada, ocorre com transformação para metacaulino. Este processo continua até cerca de 600ºC-650ºC.
“Dehydroxylation is the release of structurally bound hydroxyl groups from clay minerals such as kaolinite and ball clays during firing. In ceramic bodies, this reaction typically begins around 450°C and is largely complete by about 600–650°C”
Tony Hansen em https://digitalfire.com/
~573ºC / Inversão do quartzo
Uma das transformações mais críticas de todo o processo. O quartzo presente no barro muda de estrutura cristalina, expandindo subitamente. Na descida de temperatura, acontece o inverso, a peça contrai. Se a variação de temperatura neste ponto for demasiado rápida (tanto na subida como na descida), a peça pode rachar. É por isso que os programas de cozedura têm rampas controladas, não é apenas sobre atingir a temperatura, é sobre como se chega lá e como se sai.
600ºC a 900ºC / Inicio da sinterização
As partículas de argila começam a fundir-se entre si. O barro começa a reduzir a porosidade aberta e ganha resistência estrutural. É nesta fase que a transformação em cerâmica ocorre de forma mais intensa.
Arrefecimento
O arrefecimento é tão importante quanto o aquecimento. Não pode ser feito de qualquer forma. A mesma inversão do quartzo que acontece na subida ocorre na descida (~570ºC), e é igualmente perigosa. Os fornos têm programas de arrefecimento controlado, e abrir o forno antes da temperatura baixar o suficiente é um erro clássico, e caro.
Na FICA respeitamos muito o arrefecimento e só abrimos o forno abaixo dos 100ºC.
Os erros mais comuns nas cozeduras de cerâmica (e o que os causa)
De seguida indicamos os erros mais comuns que ocorrem na cozedura e aqueles que acontecem mais na FICA.
Peças que racham no forno
Quase sempre causadas por humidade residual ou por rampa de subida demasiado rápida. A solução é garantir que as peças estão completamente secas antes de entrar no forno, e usar programas de cozedura com subida lenta até aos 600ºC.
Na FICA: Raro.
Peças que explodem
Versão extrema do problema anterior. Humidade ou bolhas de ar aprisionadas no barro que se expandem violentamente com o calor. Uma peça que explode no forno não estraga só a si própria, pode danificar outras peças e o próprio forno.
Na FICA: É raro, mas já aconteceu. Principalmente em peças maiores e com paredes mais grossas.
Vidrado craquelado (crazing)
Rede de microfissuras na superfície vítrea. Causada por incompatibilidade de expansão térmica entre o vidrado e a pasta. Pode aparecer logo após a cozedura ou meses depois. Em peças decorativas é um efeito que alguns consideram estético e existem vidrados especificamente com estas características; em peças utilitárias (sujeitas à água ou à alimentação), é um problema porque as fissuras podem albergar bactérias (a menos que se garante que a temperatura de cozedura foi alta o suficiente para vitrificar também a pasta cerâmica)
Na FICA: Acontecia principalmente quando trabalhávamos com um barro vermelho não industrial. Utilizando pastas cerâmicas prontas a usar e um vidrado compatível, é raro. A verdade é que, barros de baixa temperatura (~1000ºC), depois de alguns anos e muito uso, pode acontecer naturalmente com o uso extremo.
Vidrado que lasca (shivering)
O inverso do crazing: o vidrado está em compressão excessiva e lasca em pedaços. Menos comum, mas mais perigoso em peças utilitárias, pois os fragmentos podem contaminar alimentos.
Na FICA: Muito raro.
Peças que colam à prateleira
Vidrado que escorre e cola a peça à prateleira do forno. Causado por vidrado excessivamente espesso, ou por vidrado aplicado na base da peça. Por isso a base das peças não é vidrada.
Na FICA: Por vezes acontece, devido a vidrado na base. Motivo: distracção.
Cozeduras de alta temperatura com barro de baixa
Se cozermos barro de alta temperatura a baixa temperatura, resulta em cerâmica que não atingiu o ponto máximo de cozedura e pode ficar menos resistente. A mufla sai ilesa. O contrário, barro de baixa temperatura cozido a alta temperatura, os danos são incalculáveis, até abrires a mufla. O barro derrete e espalha-se. Resultado: Mufla danificada.
Na FICA: Aconteceu quando tínhamos serviço de cozedura para peças externas. Quando nos garantiam que era barro de alta temperatura, mas afinal, não. Tudo derretido. Cerâmica colada às prateleiras, às resistências e aos tijolos refractários.
Temperatura e tipo de barro
Uma pergunta frequente é “a que temperatura coze o barro?”. Depende.
Na cerâmica, dividem-se os barros em duas categorias – baixa e alta – consoante a temperatura de cozedura. Apesar do nome, o barro de baixa temperatura, não é cozido a temperaturas tão baixas quanto se possa pensar, não sendo possível fazê-lo em fornos domésticos. Ambos são cozidos em forno próprio para cerâmica, a Mufla.
Cada pasta cerâmica tem uma temperatura de cozedura recomendada pelo fabricante. Usar uma temperatura demasiado baixa resulta em cerâmica subcozida, porosa, fraca, com vidrado que não fundiu bem. Usar temperatura demasiado alta pode deformar a peça ou queimar o vidrado.
De seguida descrevemos as pastas cerâmicas mais conhecidas e dividimos por baixa e alta temperatura.
Baixa Temperatura
Barro cozido em fornos próprios (mufla), por volta de 980°C—1020°C (variável). Ideal para iniciantes e para praticar, por ser mais acessível (€) e permitir cozeduras mais económicas. Conhecido em inglês como earthenware.
🔥 FAIANÇA — Barro de cor branca, utilizado por exemplo nas peças Bordallo Pinheiro. É o barro que utilizamos na maior parte dos nossos workshops de cerâmica – flash e oficina.
🔥 BARRO VERMELHO — Tal como o nome indica, é um barro de cor vermelha, muito utilizado, em Portugal, em peças tradicionais. Devido às suas características plásticas, é adequada para a roda de oleiro.
🔥 TERRACOTA — Também adequada para a roda de oleiro, esta pasta cerâmica produzida pela Graffito é a nossa escolha actual para os workshops de olaria. Apesar de ser considerada baixa temperatura, cozemos a ~1170ºC* pois suporta essa temperatura. Fica mais resistente.
*Aconselhamos utilizar sempre os valores indicados pelo fabricante.
Alta Temperatura
Barro cozido a temperaturas mais elevadas, resultando em peças mais resistentes e, consequentemente, mais duráveis. Existem 2 tipos principais de barro de alta temperatura, grés e porcelana, com composições e aspecto distintos.
🔥🔥 GRÉS — Conhecido como stoneware, o grés coze a temperaturas entre 1200°C—1300°C (variável).
🔥🔥🔥 PORCELANA — Mais branco que a faiança e cozida a temperatura superior ao grés. Permite realizar peças finas, garantido no entanto resistência. Cozedura entre os 1300°C—1400°C (variável).
Como funciona na FICA
Nos workshops da FICA, as cozeduras de cerâmica são feitas por nós, não fazes a cozedura tu mesmo.
Usamos fornos eléctricos com programas de cozedura definidos para as pastas cerâmicas que trabalhamos. As peças que constróis nos workshops ficam na oficina a secar, vão à primeira cozedura (chacota), são vidradas, e vão à segunda cozedura. Esse processo completo demora entre 2 a 4 semanas, dependendo do formato do workshop.
Usamos fornos eléctricos com programas de cozedura definidos para as pastas cerâmicas que trabalhamos. As
Perguntas Frequentes — Cozeduras de Cerâmica
Posso cozer barro no forno de casa?
Não, para cerâmica tradicional. O forno doméstico não atinge as temperaturas necessárias. As cozeduras de cerâmica devem ser realizadas em fornos próprios: Mufla.
É seguro cozer uma peça húmida?
Não. A humidade residual expande com o calor e pode causar fissuras ou explosões no forno. A peça tem de estar completamente seca (fase de osso) antes de entrar.
Porque é que não posso abrir o forno logo após a cozedura?
Porque a descida de temperatura tem de ser controlada. Se o arrefecimento for demasiado brusco, pode danificar peças e mufla. Espera sempre que o forno baixe para temperatura segura antes de abrir. Na FICA abrimos a mufla quando está abaixo dos 100ºC.
A cozedura demora quanto tempo?
Depende do tamanho do forno, da quantidade de peças, e do programa de cozedura. Normalmente, na FICA, um ciclo completo de subida e descida, entre fecharmos e abrirmos a mufla, demora entre 24 a 32 horas. Temos fornos pequenos com ~80L.