Ventura - CERAMICA.CHP - Revista Cerâmica Industrial

Panorama das Matérias-Primas Utilizadasna Indústria de Revestimentos Cerâmicos:Desafios ao Setor ProdutivoJosé Francisco Marciano Motta 1,2 , Marsis Cabral Junior 1e Luiz Carlos Tanno 11 Divisão de Geologia do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo -IPT Cidade Universitária 05508-901 São Paulo - SP; e-mail jfmotta@ipt.br2 Instituto de Geociências e Ciências Exatas – Unesp/Rio Claro- SPResumo: A produção de matérias-primas minerais constitui-se em um dos principais gargalosna cadeia produtiva de cerâmica de revestimento. Este trabalho aborda as principais matérias-primasbásicas utilizadas: argilas plásticas, caulim, argilas fundentes e fundentes não-plásticos, dando opanorama de sua disponibilidade no sul e sudeste brasileiro, e aponta sugestões para a melhoria noseu abastecimento.Palavras-chave: matérias-primas; revestimento cerâmico; pesquisa mineralIntroduçãoCertamente, a década de 90 está se configurando comoo período de consolidação da indústria brasileira de revestimentocerâmico no mercado nacional. A pujançaeconômica do setor está refletida nas suas expressivas taxasde crescimento, que fez com que o volume da produção de1998 1 tenha atingido 400 milhões m 2 , representando umfaturamento de R$ 2 bilhões.No entanto, a participação dos produtos brasileiros nomercado internacional continua discreta, com volumes deexportação da ordem de 5% do montante mundialmentecomercializado.Para a ampliação da produção brasileira e sua maiorinserção nesta nova fase de expansão do mercado globalizadona virada do milênio, faz-se necessária a superação deineficiências tecnológicas e gerenciais do setor, apoiada emações e políticas públicas que favoreçam a ampliação dabase de consumo doméstico e aprimorem a competitividadedo produto nacional - programas habitacionais consistentes,minimização do custo Brasil, apoio creditício a investimentospara modernização contínua da cadeia produtivae exportação, e formação de mão-de-obra especializada.Especificamente, no que tange aos gargalos tecnológicos,é na fase de produção das matérias-primas mineraisque se concentram as maiores defasagens, constituindo-seem um dos elos de maior da competitividade dessa cadeiaprodutiva 1,2 .Este trabalho analisa a situação atual do abastecimentode matérias-primas à indústria brasileira de revestimentoscerâmicos, focalizando-se a natureza geológica, a disponibilidadee tendências dos tipos de substâncias mineraisconsumidas. Procura também identificar necessidades edesafios para o aprimoramento da qualidade do suprimentode insumos minerais ao setor.Características Gerais do SistemaProdutivo de RevestimentosAs placas cerâmicas para revestimento de pisos e paredesapresentam uma diversidade de produtos, em conseqüênciade uma série de possibilidades de combinações,destacando-se: escolha da massa; forma de preparo; tipo deconformação da peça; tipo de acabamento da superfície;processamento térmico; e, conseqüentemente, das característicastécnicas do produto. Em função destas últimas,geralmente é dada a classificação do revestimento(Quadro 1).Além dos parâmetros acima relacionados, outros fatoresinfluenciam nas características finais dos revestimen-30 Cerâmica Industrial, 3 (4-6) Julho/Dezembro, 1998

Quadro 1. Matriz de componentes de fabricação e características técnicas empregadas na classificação de revestimentos cerâmicos.Tipo de Massa Moagem Conformação AcabamentoSuperficialCom EsmalteQueima Características Técnicas ClassificaçãoAbsorção d’Água eResistência MecânicaClara Via seca Prensagem Sem Esmalte Monoqueima Resistência à AbrasãoSuperficialGrés Porcelânico; Grés;Semi-Grés; Semi-Poroso; Piso Poroso;Azulejo; Azulejo FinoPEI 1 a 5,comresistência de tráfegobaixo apesado,respectivamenteAvermelhada Via Úmida Extrusão Com Polimento Biqueima Resistência Química A,B e C,com resistênciaAltaResistência a Manchas 1 a 5,de manchas nãoremovíveis a facilmenteremovíveisCoeficiente de AtritoUso em áreas internasou externas com e semaclivetos, ressaltando que para o sucesso comercial destacam-seo design das peças e sua aplicação.A grande produção de cerâmica de revestimentos (pisoe parede) no Brasil pode ser classificada de acordo com oprocesso de preparação de massa: via úmida e via seca. Aesses processos associa-se, grosso modo, a cor de queimados suportes (ou biscoitos): branca e vermelha, respectivamente.A Fig. 1 ilustra estes dois processos.As cerâmicas que se utilizam do processo “via úmida”produzem revestimentos a partir da mistura de váriasmatérias-primas (argilas, materiais fundentes, talco, carbonatos,etc.) que é moída e homogeneizada em moinhosde bola, em meio aquoso, seguido por secagem e granulaçãoda massa em spray dryer (atomizador), indo posteriormentepara conformação, decoração e queima. Aseleção das matérias-primas busca dar cor branca ou claraaos produtos (biscoito ou suporte). Este segmento estáconcentrado na região sul do País, no pólo cerâmico deCriciúma e, secundariamente, no Paraná. No Estado de SãoPaulo abrange os pólos de Mogi Guaçu, da Grande SãoPaulo e outras unidades localizadas.Por outro lado, as indústrias “ via seca” utilizam apenasargilas de queima vermelha ou avermelhada para a fabricaçãodos revestimentos. A produção das matérias-primasé feita pelas operações de lavra, secagem e moagem a seco,seguindo-se para os processos cerâmicos subseqüentes. Ogrande produtor deste revestimento é o Pólo de SantaGertrudes, no Estado de São Paulo, sendo que a argila éproveniente da Formação Corumbataí (permocarboníferoda Bacia do Paraná). Para a composição da massa há,geralmente, uma mistura de rocha fresca mais fundente,com rocha parcialmente alterada, mais plástica.Sistema Produtivo e Disponibilidadesde Matérias-PrimasAs matérias-primas cerâmicas podem ser classificadascomo plásticas e não-plásticas. Embora ambas exerçamfunções ao longo de todo o processo cerâmico, as matériasprimasplásticas são essenciais na fase de conformação,enquanto que as não-plásticas atuam mais na fase doprocessamento térmico. As principais matérias-primasplásticas utilizadas no preparo das massas de revestimentossão argilas plásticas (queima branca ou clara), caulim eargilas fundentes (queima vermelha). Dentre as matériasprimasnão-plásticas destacam-se os filitos, fundentesfeldspáticos (feldspato, granito, sienito etc.), talco e carbonatos(calcário e dolomito), sendo que o filito e o talcoapresentam também características plásticas. O quartzo(material não-plástico) geralmente já está incorporado aoutras substâncias minerais (argilas, filitos e fundentesfeldspáticos). O Quadro 2 relaciona as principais matériasprimasbásicas utilizadas nas massas de cerâmica de revestimentoe algumas características dos depósitos existentes.Levando-se em consideração a produção brasileira derevestimentos em 1998 (400 milhões m 2 ), e adotando-seuma adição de 15 kg de matéria-prima para cada m 2 de piso,pode ser estimado que o consumo anual de substânciasminerais atingiu o montante de 6 milhões de toneladas –aproximadamente, 40-50% de argilas fundentes, 15-20%de argilas plásticas e caulim, 20-25% de fundentes, e 5-10%de outros (carbonatos, quartzo, talco).Argilas PlásticasSão argilas de queima clara, compostas de caulinita eoutros argilominerais subordinados (illita e esmectita), comCerâmica Industrial, 3 (4-6) Julho/Dezembro, 1998 31

Figura 1. Fluxograma do processo de produção de revestimentos prensados (Adaptado de Barba et al.).32 Cerâmica Industrial, 3 (4-6) Julho/Dezembro, 1998

variável conteúdo de quartzo, feldspato, micas e matériaorgânica. Na composição da massa fornecem plasticidade,trabalhabilidade, resistência mecânica e refratariedade. Acor de queima branca, devido aos baixos teores de ferro eoutros elementos corantes, é uma característica rara, tornando-asescassas.Os depósitos mais comuns são de pequeno porte eencontram-se em planícies atuais, sob a forma de bolsõesdescontínuos e erráticos, dificultando sobremaneira a pesquisae a lavra. Depósitos de maior porte ocorrem associadosa sedimentos cenozóicos pré-atuais e a unidadessedimentares mais antigas, como é o caso das argilas“Barro Branco” de Santa Catarina.A maioria das minas em aluvião é de pequeno porte,comumente não dispondo de pesquisa geológica, o que sepode traduzir em extrações predatórias e operações dehomogeneização deficientes. Jazidas mais expressivas sãoescassas, em particular no Estado de São Paulo. Nestecontexto, novos depósitos, principalmente de médio agrande porte, merecem ser sistematicamente prospectadospara ampliar e assegurar futuros abastecimentos 1 .CaulimMaterial composto essencialmente pelo argilomineralcaulinita, pode entrar em adição ou substituição às argilasplásticas, apresentando plasticidade e resistência mecânicaa seco inferiores a estas argilas, mas comportamento naqueima semelhante ou superior, além do menor conteúdode matéria orgânica, que deve ser controlada na queimarápida.A produção pode ser feita a partir de diferentes rochase diversos portes de depósitos, sendo que o beneficiamento,a que é usualmente submetido favorece a constância domaterial ofertado. Por outro lado, é comum ocorreremcontaminações em pequenas minas que se utilizam de lavrapor desmonte hidráulico.O caulim é uma matéria-prima importante, sobretudopor tratar-se de um material plástico de queima branca maisabundante que as argilas plásticas, mas sua oferta paradeterminados pólos pode ser afetada por custos elevados detransporte.Argilas FundentesAs argilas fundentes são compostas por uma mistura deargilominerais, que incluem a illita, caulinita e esmectita,com proporção variada de quartzo e outros minerais nãoplásticos,com presença de óxidos fundentes. Trata-se naverdade de rochas sedimentares antigas, tais como siltitose argilitos, usualmente denominadas de taguá no jargãocerâmico.No Estado de São Paulo, estas argilas compõe 100% dasmassas cerâmicas dos revestimentos via seca (Pólo de SantaGertrudes), e de 10 a 20% dos revestimentos via úmida doPólo de Mogi Guaçu, totalizando uma produção anualsuperior a 2 milhões de toneladas. Os jazimentos são degrandes dimensões, localizadas na Depressão PeriféricaPaulista, onde afloram os sedimentos permocarboníferos daBacia do Paraná 5,6 . Depósitos de argilas similares estendem-setambém para os estados do Paraná e Santa Catarina(Fig. 2).A mineração é de pequeno a médio a porte, com produçãoconcentrada nos meses secos, efetuando-se asseguintes operações: decapeamento; perfuração e desmontepor explosivo (operação eventual); escavação; carregamento;transporte; secagem ao ar livre ou emsecadores; carregamento; transporte; estocagem emgalpões cobertos; e carregamento e expedição paracerâmica ou moageira.Nessa indústria de mineração há necessidade de seincrementar a pesquisa geológica, definindo-se as fáciescerâmicas (modelagem tridimensional da jazida com aidentificação de corpos com isopropriedades cerâmicas),planejamento da lavra em função dos tipos de minério etécnicas de estocagem e homogeneização. No beneficiamentoé recomendável um maior controle da granulometriado pó e da granulação da massa.Apesar de São Paulo dispor de grandes reservas deargilas fundentes, suas faixas de ocorrência coincidem comzonas de densa ocupação urbana e agrícola e áreas deproteção ambiental, o que tem gerado, por vezes, umacompetição desordenada pelo uso e ocupação do solo. Agarantia do abastecimento futuro aos pólos cerâmicospaulista depende de um melhor planejamento da ocupaçãodo meio físico pelos poderes públicos. Importante passonesse sentido, é a consideração da atividade de mineraçãonos planos diretores municipais, de modo a contemplar asua manutenção disciplinada e ambientalmente equilibrada7FundentesFeldspatoOs minerais do grupo do feldspato (alumino-silicatospotássico, sódico e cálcico), puros e isento de contaminantes,são produzidos no Brasil a partir de pequenos corposde pegmatitos. São materiais extraídos em pequenas minasou catas, distantes dos centros ceramistas. Apesar de apresentaremalta pureza química e mineralógica, sua composiçãopode variar dentro de um mesmo corpo ou de minapara mina, resultando em falta de constância mineralógicae química entre lotes. Na cerâmica de revestimento, estematerial não é utilizado na composição das massas, restringindo-seàs camadas de cobrimento do suporte (engobee vidrado).Na composição das massas para os suportes dos revestimentossão utilizadas outras variedades de rochas, comdiferentes teores de minerais fundentes (feldspatos e feldspatóides).São litotipos de natureza diversa (granitóides,sienitos e fonolitos), de maior grau de impureza e cristais34 Cerâmica Industrial, 3 (4-6) Julho/Dezembro, 1998

menores de feldspatos. No entanto, ocorrem na forma decorpos de grandes dimensões (maciços rochosos), de relativahomogeneidade composicional.A tendência para o abastecimento do feldspato (e substitutos),mais barato e com Qualidade constante, é a produçãoa partir de empreendimentos que operem em escalamaior que a atual, a partir de corpos de dimensões maisexpressivas(maciço de rochas feldspáticas e pegmatitosgigantes), a exemplo de outros países produtores, tais comoItália, Turquia e Estados Unidos. Neste caso exige-se processosde beneficiamento tecnologicamente mais sofisticados4,5 , e podem incluir concentração gravítica, separaçãomagnética e flotação. Uma melhoria da oferta pode tambémse dar através da organização e otimização das lavras nasatuais áreas garimpeiras (Nordeste e MG). As principaisáreas produtoras e de pesquisa 8,9,10 em desenvolvimentosão apresentadas na Fig. 2.FilitoO filito cerâmico, também denominado de leucofilitoou apenas filito, é uma rocha metassedimentar muito finaconstituída basicamente de sericita, caulinita e quartzo, queapresenta um conteúdo de álcalis da ordem de 7%, dandolhecaracterísticas fundentes. Devido à sua naturezaquímica e mineralógica, o filito apresenta propriedade dosmateriais não-plástico e plástico, podendo compor até 50%de muitas massas cerâmicas do processo via úmida, sobretudonas indústrias paulistas, favorecido pela sua relativaabundância no sul do Estado. Outras minas de filito localizam-sena região Arcos-Bambuí (MG), relativamente distantesdos centros consumidores (Fig. 2).De maneira geral, existem inúmeros depósitos depequeno a médio porte. Para melhorar a qualidade damatéria-prima ofertada, é necessário que sejam implementadasas técnicas de pesquisas, de lavra e homogeneização.TalcoO talco é um mineral filossilicático contendo magnésioe é utilizado na massa cerâmica via úmida, na proporção de5% (grés), sendo que outrora era empregado em porcentagensbem maiores. Essa redução provocou a retração e adesativação de várias minas, sobretudo na região de PontaGrossa (PR). As ocorrência são filoneanas dificultando eonerando uma lavra bem planejada.CarbonatosAs matérias-primas carbonáticas (calcário, calcita edolomito) são de fundamental importância na produção debiscoitos de revestimentos porosos, podendo atingir proporçõessuperiores a 20% na composição da massa. Aprodução de monoporosa está se iniciando no Estado de SãoPaulo, enquanto já é tradicional em SC e PR. Há grandesdisponibilidade de matéria-prima e sua mineração é tradicionalpara o abastecimento em outros segmentos industriais(cimento, siderurgia, agricultura e rocha ornamental),com minas de grande porte. A sua utilização, no entanto,requer cuidados com granulometria grossa e determinadasimpurezas. A Itália e Espanha utilizam argilas carbonáticas(margas) na produção de monoporosa, com bons resultados13 . Acredita-se que poder-se-ia buscar e testar argilascarbonáticas nacionais neste segmento, levando-se emconta que existem terrenos geológicos favoráveis à ocorrênciadesse tipo de argila, nas proximidades dos principaispólos cerâmicos.Implementando a Melhoria noAbastecimentoA mineração constitui a etapa inicial da cadeia produtivade revestimentos cerâmicos e para uma perfeita harmonizaçãoentre a produção e a transformação damatéria-prima pela indústria, é necessária a integração minerador-ceramista,sem, no entanto, descaracterizar asespecificidades técnico-econômicas de cada empreendimento,desvinculando-se gerencialmente cada vez maisessas atividades.Relaciona-se a seguir algumas necessidades e desafiosao setor da mineração, no sentido de promover a melhoriano abastecimento de insumos minerais às indústriascerâmicas.Na Prospecção MineralAnalisando o perfil das matérias-primas atualmenteconsumidas e as disponibilidades existentes, bem como aperspectiva de crescimento e diversificação da produção derevestimentos no País, é oportuno a identificação de novosdepósitos de bens minerais, destacando-se:argilas plásticas de queima branca (ou clara): esta éuma das substâncias minerais mais carentes, sobretudo noEstado de São Paulo, onde predominam depósitos depequeno porte. Trata-se de argilas largamente utilizadasnos revestimentos via úmida (porcelana, grés, semi-grés emonoporosa) e em basicamente todos os segmentos dacerâmica branca, além de outros setores industriais. Abusca de novas jazidas deve ser baseada, preferencialmente,em modelos exploratórios que possibilitem adescoberta de depósitos de médio a grande porte 4 ;matérias-primas fundentes: embora o mercado e asespecificações técnicas dos diversos fundentes precisemser melhor diagnosticados, há necessidade da ampliação dadisponibilidade destes materiais, sobretudo depósitos demaior porte, com alto valor locacional, isto é, próximo aoscentros consumidores;argilas carbonáticas: ainda com uso pouco comum noBrasil, a adição de argila carbonática em monoporosa, emsubstituição ao calcário, apresenta vantagens técnicas. Alocalização de margas (argilas carbonáticas) é factível nafaixa de ocorrência das argilas fundentes da Bacia doParaná (Fig. 2) e justificam investigações prospectivas.Cerâmica Industrial, 3 (4-6) Julho/Dezembro, 1998 35

Figura 2. Distribuição dos principais depósitos de matérias-primas para revestimento no sul e sudeste brasileiro.36 Cerâmica Industrial, 3 (4-6) Julho/Dezembro, 1998

Na Pesquisa MineralParte das deficiências da homogeneização e constânciadas matérias-primas é conseqüência da falta de conhecimentoe controle das características tecnológicas dominério na jazida, decorrentes, por sua vez, da carência depesquisa mineral prévia.O modo de tornar as variações naturais das substânciasminerais (mineralógicas, físicas e químicas) em um produtode propriedades controladas, requer a execução de estudosgeológicos e de engenharia mineral, com trabalhossistemáticos de mapeamento, sondagens, análises e ensaios,técnicas geoestatísticas de tratamento de dados emodelagem tridimensional quanti-qualitativa do depósito,o que possibilita a delimitação de corpos com isopropriedadescerâmicas (fácies cerâmicas). A escala de trabalho,densidade de malhas de pesquisa, intervalos deamostragem, tipos de análises e ensaios a serem efetuadosdependem do tipo de matéria-prima, porte dos jazimentose aplicação destinada.Muitos produtores alegam que esse caminho ideal nãotem o seu ônus devidamente reconhecido pelos consumidores(ceramistas), que selecionam os fornecedores sobretudopelo preço do produto. Esta política favorece aperenização do círculo vicioso: produto mais barato, porémsem constância de qualidade. Desta forma, é importante asensibilização dos setores empresariais sobre as relaçõesvantajosas de custo-benefício (aumento de produtividade equalidade) quando do emprego de técnicas apropriadas naavaliação e qualificação dos depósitos minerais.Na Lavra e BeneficiamentoA lavra e o beneficiamento integram a fase de produçãoprópriamente dita das matérias-primas minerais. Estasatividades devem ser planejadas e executadas em funçãodas informações obtidas na pesquisa do depósito, sendocaracterizadas pelas seguintes operações básicas: extração,estocagem, sazonamento (quando necessário), blendagem,homogeneização e beneficiamento.Nesta etapa ressalta-se a necessidade da aplicação detécnicas de estocagem, até certo ponto pouco empregadasna produção de matérias-primas cerâmicas, sobretudo nosetor de pisos via-seca. Várias formas clássicas de empilhamentoe homogeneização na mineração podem ser utilizadas,tais como método de Chevron, Windrom e CamadasInclinadas 14 .A etapa de beneficiamento pode envolver apenas opreparo de matérias-primas individualmente ou atingir atéa formulação da massa cerâmica. Na produção via-secaatual, o processamento das matérias-primas e a composiçãoda massa são mais simplificados, e podem cada vez maisser feitas fora da cerâmica, como observado no Pólo deSanta Gertrudes. Entretanto, deve-se buscar sempre umamassa cerâmica que responda às exigência dos produtos eprocessos. Nesse sentido, deve-se estar atento para algunsaspectos, tais como: rigidez no controle da distribuiçãogranulométrica do pó, que deve ser fino; promover a granulaçãodo pó; viabilizar a mistura de outras matérias-primasà massa.Nos produtos via úmida, o próprio processo de moagemgarante uma boa cominuição e homogeneização da massa,sendo que algumas cerâmicas já utilizam usinas automatizadasde mistura de matérias-primas. Neste caso, bastariaa chegada de minério com qualidade constante. Mesmoassim, embora haja maior complexidade do processo depreparo da massa, observa-se a possibilidade da produçãode massa fora das unidades cerâmicas(centrais demassa 15 ).Finalizando, é importante ressaltar que o aprimoramentona produção das matérias-primas cerâmicas constituiuma ação tripartite, envolvendo o setor produtivo,agentes do governo (órgãos e instituições de fomento eapoio creditício) e centros de pesquisa. Neste contexto, aorganização de um suporte tecnológico mais efetivo àindústria mínero-cerâmica pode se dar através da criaçãode um “Centro de Excelência na Produção de Matérias-Primas”.Um organismo desta natureza deverá funcionar emformato de uma rede, congregando os principais centros depesquisa na área. Suas ações abrangeriam o desenvolvimentode pesquisas dirigidas ao setor, a realização decursos de treinamento e capacitação, edição de manuais eapostilas, particularmente para a pequena e média empresa,e a prestação de assessoria técnica diretamente nas minas enos chãos de fábrica.AgradecimentosOs autores agradecem à Fapesp, CNPq e IPT pelo apoiorecebido no desenvolvimento deste trabalho.Bibliográfia1.Associação Nacional dos Fabricantes de Cerâmicapara Revestimento - ANFACER. Panorama daindústria cerâmica brasileira. São Paulo: Anfacer. 24p,1999.2.Lemos, A.; Vivona, D. Visão estratégica do setor derevestimentos cerâmicos, mercadológica e tecnológica,em busca da consolidação internacional.Cerâmica Industrial 2, 3/4, p.10-18, 1997.3.Centro Cerâmico do Brasil – CCB. Projeto plataformapara a indústria brasileira de revestimentos cerâmicos.CCB/PADCT. São Paulo (no prelo).4.Motta, J.F.M.; Tanno, L.C.; Cabral Jr, M. 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