En el control de calidad de una baldosa de gran formato, medir unos pocos puntos puede no ser suficiente.
La razón es que los problemas relacionados con la compactación no siempre se distribuyen de manera uniforme. Una pieza puede presentar una densidad media dentro del intervalo establecido y, al mismo tiempo, contener zonas con diferencias relevantes de densidad, espesor o distribución de masa.
En los grandes formatos, estas heterogeneidades pueden condicionar el comportamiento de la pieza durante el secado, la cocción, el rectificado, el corte o la manipulación.
Por eso, controlar correctamente una baldosa de grandes dimensiones exige pasar de la medición puntual a una pregunta más completa:
¿Cómo se distribuyen realmente las propiedades en toda la superficie de la pieza?
Por qué el gran formato cambia las exigencias del control de calidad
El crecimiento de las dimensiones de las baldosas y láminas cerámicas ha aumentado la exigencia técnica de su fabricación.
En una pieza de gran formato no basta con alcanzar una densidad media determinada. También es necesario conseguir una distribución suficientemente homogénea de la compactación a lo largo de toda su superficie.
El comportamiento del polvo atomizado durante la alimentación y el prensado influye en la porosidad y en la densidad aparente de la pieza. Los estudios sobre cuerpos atomizados destinados a grandes placas porcelánicas señalan que la uniformidad durante la compactación tiene consecuencias sobre las propiedades de la placa final. También relacionan los gradientes de densidad con contracciones diferenciales durante la cocción y con la posible generación de tensiones residuales.
En una superficie extensa pueden coexistir zonas con comportamientos distintos:
- Un área puede presentar menor compactación.
- Un borde puede contener menos masa por unidad de superficie.
- El centro puede alcanzar una densidad superior a las esquinas.
- Una banda longitudinal puede mostrar un espesor diferente.
- Dos extremos pueden responder de manera desigual durante la cocción.
El problema no es únicamente que existan valores distintos. El riesgo aparece porque las diferencias entre zonas pueden traducirse en contracciones, resistencias y deformaciones también diferentes.
La superficie exterior puede parecer uniforme y el valor medio puede encontrarse dentro de especificaciones. Ninguna de estas dos observaciones garantiza por sí sola que la distribución interna sea homogénea.
El problema de medir solo una parte de la baldosa
Los métodos tradicionales para controlar la densidad aparente suelen requerir el corte de la pieza recién prensada en pequeñas probetas.
Posteriormente, esas muestras se analizan mediante técnicas como la inmersión en mercurio, la reproducción del volumen con membranas de vacío o la medición mediante sistemas láser y pesaje.
Estos procedimientos pueden ofrecer información precisa sobre los puntos seleccionados, pero presentan dos limitaciones importantes:
- Son destructivos.
- Solo representan una parte de la pieza.
Según la metodología descrita por Tekinn, el proceso tradicional puede requerir cortar tacos de aproximadamente 50 × 50 mm y emplear entre 50 y 60 minutos para obtener una medida representativa de las piezas de una prensada.
Para evitar que el ensayo sea todavía más lento, se reduce el número de probetas analizadas. Como consecuencia, siempre queda una parte de la superficie sin inspeccionar.
Puedes ampliar estas limitaciones en el artículo sobre tecnología de absorción de rayos X para verificar la compactación de piezas cerámicas.
Las limitaciones del muestreo puntual
Supongamos que el equipo técnico toma muestras del centro, los bordes y las esquinas de una baldosa.
Si una heterogeneidad coincide con uno de esos puntos, probablemente podrá detectarse. Pero si aparece entre dos posiciones de muestreo, puede pasar inadvertida.
Esto resulta especialmente relevante cuando las desviaciones siguen distribuciones complejas, como:
- Bandas longitudinales o transversales.
- Diferencias entre la parte delantera y trasera.
- Gradientes desde el centro hacia los bordes.
- Zonas localizadas relacionadas con el llenado.
- Transiciones entre áreas con distinta compactación.
- Asimetrías entre cavidades o sectores de una prensada.
Cuanto mayor es la superficie, más difícil resulta representarla mediante un número limitado de puntos.
El muestreo puntual no es necesariamente incorrecto. Puede ser útil para controlar posiciones conocidas o realizar seguimientos históricos. Su limitación aparece cuando se utiliza para concluir que toda la pieza es homogénea.
Por qué la densidad media no cuenta toda la historia
La densidad media convierte toda la baldosa en una única cifra.
Ese valor permite comparar producciones, observar tendencias y comprobar si el proceso se aproxima al objetivo establecido. Pero no informa de cómo se distribuye la densidad.
Imaginemos dos piezas con una densidad media similar:
- La primera presenta valores relativamente homogéneos en toda su superficie.
- La segunda combina una zona central más compactada con bordes de menor densidad.
El promedio puede ser prácticamente idéntico. Sin embargo, el comportamiento de ambas piezas durante el secado y la cocción puede ser diferente.
Las zonas con distinta densidad inicial pueden presentar diferencias de porosidad, resistencia mecánica o contracción. Cuando forman parte de una misma pieza, estas regiones no evolucionan de manera independiente: se condicionan entre sí.
Para profundizar en esta relación, puedes consultar nuestro artículo sobre la importancia de medir la densidad aparente después de la compactación.
Qué variables deben analizarse en toda la superficie
Para entender cómo se ha formado una baldosa de gran formato, conviene interpretar conjuntamente tres variables:
- Densidad aparente.
- Espesor.
- Distribución de masa o carga superficial.
Analizar una sola de ellas puede conducir a una lectura incompleta.
Distribución de densidad aparente
La densidad aparente se utiliza como indicador de la porosidad y del grado de compactación alcanzado por el polvo atomizado.
Una distribución homogénea favorece un comportamiento más estable en las etapas posteriores. Por el contrario, una distribución irregular puede generar zonas con diferente:
- Porosidad.
- Resistencia mecánica.
- Capacidad de contracción.
- Absorción.
- Respuesta ante solicitaciones mecánicas.
El valor medio indica cuánto se ha compactado la pieza en términos generales. El mapa muestra dónde se ha compactado más o menos.
Distribución de espesor
El análisis completo del espesor permite identificar diferencias entre el centro, los bordes, las esquinas o los extremos de la pieza.
Puede revelar:
- Cambios graduales a lo largo de la baldosa.
- Variaciones entre bandas.
- Zonas más gruesas o más delgadas.
- Asimetrías relacionadas con la geometría o el ajuste de la prensa.
El espesor también resulta necesario para interpretar correctamente la absorción de rayos X, ya que la atenuación depende tanto de la densidad como de la cantidad de material atravesado.
Distribución de masa superficial
La masa superficial expresa la cantidad de material presente por unidad de superficie.
Su distribución aporta información sobre cómo se ha realizado el llenado del molde y ayuda a diferenciar entre posibles problemas de alimentación y compactación.
El análisis conjunto permite formular preguntas más precisas:
- ¿La zona presenta menor densidad porque contiene menos masa?
- ¿La carga es uniforme, pero la compactación es diferente?
- ¿La variación de densidad coincide con una diferencia de espesor?
- ¿La desviación se concentra en un borde, una esquina o una banda?
- ¿El patrón se repite en varias piezas o cavidades?
La investigación publicada en el Journal of the European Ceramic Society demostró que la combinación de absorción de rayos X y telemetría láser permite obtener mapas completos de densidad aparente y espesor, así como calcular la distribución de masa superficial en baldosas cerámicas de grandes dimensiones.
Cómo una heterogeneidad local puede convertirse en un defecto
La pieza prensada no siempre muestra inmediatamente el defecto que puede aparecer después.
Una heterogeneidad puede permanecer latente durante el transporte o el secado y manifestarse cuando la baldosa se somete a las condiciones térmicas de la cocción o a operaciones mecánicas posteriores.
Contracciones diferenciales
Durante la cocción, las distintas zonas de la pieza densifican y contraen.
Cuando la densidad inicial no está distribuida de manera uniforme, unas áreas pueden experimentar una contracción distinta a otras. Como todas forman parte de un mismo cuerpo cerámico, la diferencia de comportamiento puede afectar a la geometría final.
Entre sus posibles consecuencias se encuentran:
- Variaciones de calibre.
- Pérdida de planitud.
- Curvaturas longitudinales o transversales.
- Torsiones o deformaciones helicoidales.
- Descuadres.
En nuestro artículo sobre densidad aparente y estabilidad dimensional explicamos con más detalle por qué la distribución de la compactación condiciona la evolución dimensional de la baldosa.
Tensiones internas y roturas posteriores
Cuando dos zonas evolucionan de forma distinta durante la cocción, pueden generarse tensiones internas.
La pieza puede salir del horno aparentemente estable y romperse posteriormente cuando una solicitación externa modifica el equilibrio existente:
- Rectificado.
- Corte.
- Perforación.
- Pulido.
- Manipulación.
- Transporte interno.
Por eso, una rotura durante el corte no demuestra automáticamente que la causa esté en el disco o en la muela. La operación mecánica puede ser el momento en el que se libera una tensión generada en una etapa anterior.
Puedes ampliar esta cuestión en el análisis sobre la relación entre las variaciones de densidad en prensa y las roturas posteriores.
Diferencias de resistencia en crudo
Las zonas menos compactadas presentan, en términos generales, una menor cohesión entre partículas.
Estas áreas pueden ser más sensibles a:
- Roturas a la salida de la prensa.
- Daños durante el transporte por rodillos.
- Fisuras antes de entrar al secadero.
- Roturas durante la manipulación.
En una baldosa de gran formato, una zona débil puede comprometer el conjunto aunque ocupe una parte relativamente pequeña de la superficie.
Otros defectos relacionados con el proceso de formación se desarrollan en nuestro artículo sobre defectos en la fabricación de baldosas cerámicas.
Medición puntual frente a inspección de la pieza completa
La diferencia no está únicamente en la cantidad de datos obtenidos. Está en el tipo de preguntas que puede responder el equipo técnico.
| Medición puntual | Inspección de la pieza completa |
| Analiza posiciones seleccionadas | Analiza toda la superficie de la unidad inspeccionada |
| Puede requerir el corte de probetas | Puede realizarse de forma no destructiva |
| Ofrece valores independientes | Genera mapas continuos |
| Puede no detectar zonas intermedias | Localiza la posición y extensión de la desviación |
| Permite controlar puntos previamente definidos | Permite descubrir patrones no previstos |
| Resume el resultado en valores concretos | Relaciona densidad, espesor y distribución de masa |
| Dificulta repetir el ensayo sobre la misma pieza | Permite analizar la misma pieza antes y después de la cocción |
Cómo funciona la inspección completa mediante rayos X
La tecnología de absorción de rayos X mide cuánta radiación atraviesa cada zona de la pieza.
La atenuación depende principalmente de:
- La composición del material.
- El espesor atravesado.
- La densidad aparente.
Para interpretar correctamente la medida, el sistema combina los rayos X con telemetría láser de alta precisión.
Durante la inspección:
- La pieza se desplaza hacia la zona de medida.
- El emisor y el detector registran la radiación que atraviesa cada punto.
- La telemetría obtiene el espesor de la pieza.
- El software procesa conjuntamente los datos.
- Se generan los mapas de densidad, espesor y masa.
El método desarrollado por Amorós, Boix, Llorens, Mallol y otros investigadores permite determinar de forma no destructiva la distribución de densidad aparente en baldosas de grandes dimensiones. También posibilita medir posteriormente la misma pieza cocida, facilitando la comparación entre el estado anterior y posterior al horno.
En Tekinn aplicamos esta tecnología para obtener mapas de alta resolución tanto en piezas crudas como cocidas.
Nuestro sistema puede escanear una pieza completa de 135 × 135 cm en aproximadamente siete minutos y generar más de dos millones de puntos de medida. Estas prestaciones permiten pasar de una lectura parcial a una representación detallada de la distribución interna de la pieza.
Puedes consultar las características del equipo en nuestra página de soluciones para el control de calidad cerámico.
Cuándo conviene inspeccionar una pieza de gran formato
La frecuencia de inspección debe definirse según el producto, el riesgo del proceso y la estabilidad histórica de la línea.
El análisis completo resulta especialmente útil en los siguientes momentos:
Inicio de una producción
Permite comprobar si los primeros ajustes están generando una distribución homogénea antes de avanzar con el lote.
Cambios de formato o modelo
Cada cambio puede modificar el comportamiento del llenado, la distribución de masa y las condiciones de compactación.
Modificaciones en la alimentación
Después de ajustar la velocidad del carro, la parrilla, la dosificación o la secuencia de llenado, los mapas permiten comprobar el efecto real sobre la pieza.
Cambios en el polvo atomizado
Las variaciones de humedad, granulometría, fluidez o composición pueden modificar el comportamiento durante el llenado y el prensado.
Intervenciones en la prensa o el molde
Las tareas de mantenimiento, limpieza o sustitución de componentes pueden alterar la distribución de presión o carga.
Aparición de curvaturas, descuadres o roturas
El mapa permite comprobar si existe una heterogeneidad compatible con una desviación generada durante la formación de la pieza.
Controles periódicos
Incluso cuando no existe un defecto visible, la inspección periódica puede ayudar a detectar tendencias y comparar el comportamiento de diferentes producciones.
Cómo convertir los mapas en decisiones de proceso
Obtener más datos no garantiza automáticamente un mayor control.
El valor aparece cuando los mapas se interpretan dentro del contexto productivo y se relacionan con los parámetros de fabricación.
Una heterogeneidad puede orientar la revisión de variables como:
- Distribución y dosificación del polvo.
- Velocidad y secuencia de llenado.
- Estado y limpieza de la parrilla.
- Humedad del atomizado.
- Presión y ciclo de prensado.
- Ajuste del molde.
- Diferencias entre cavidades.
- Estado de punzones y componentes.
El mapa no debe entenderse como un diagnóstico automático de la causa. Una misma distribución puede estar influida por varias variables.
Su función es reducir el campo de búsqueda, formular hipótesis técnicas y comprobar el efecto de los ajustes realizados.
Una metodología de trabajo puede seguir esta secuencia:
- Detectar una heterogeneidad.
- Localizar su posición y extensión.
- Relacionarla con las condiciones de producción.
- Revisar las variables potencialmente implicadas.
- Realizar un ajuste controlado.
- Inspeccionar una nueva pieza.
- Comparar los mapas antes y después.
- Validar el resultado en las etapas posteriores.
Este proceso permite sustituir parte del ajuste basado en prueba y error por decisiones apoyadas en información cuantitativa.
En gran formato, la calidad no puede representarse con unos pocos puntos
La fabricación de baldosas de gran formato exige conocer cómo se distribuyen sus propiedades por toda la superficie.
Una medición puntual puede confirmar que determinadas posiciones están dentro del objetivo. Una densidad media puede indicar que el proceso parece estable.
Pero ninguna de estas medidas permite descartar que exista una heterogeneidad entre los puntos analizados.
La inspección completa permite pasar de una cifra aislada a un mapa capaz de mostrar:
- Dónde está la desviación.
- Qué extensión tiene.
- Qué patrón sigue.
- Cómo se relaciona con el espesor y la masa.
- Cómo cambia después de un ajuste.
En Tekinn utilizamos rayos X y telemetría avanzada para obtener mapas de distribución de densidad, espesor y masa en piezas completas, tanto crudas como cocidas.
El objetivo no es generar más información, sino proporcionar al equipo técnico una lectura útil para comprender cómo se ha formado la pieza y decidir dónde actuar.
Solicita una demostración con tus propias piezas y comprueba qué información puede estar ocultando una medición parcial.
Fuentes técnicas
- Amorós, J. L. et al. Non-destructive measurement of bulk density distribution in large-sized ceramic tiles. Journal of the European Ceramic Society, 2010.
- Soldati, R. et al. Powder rheology and compaction behavior of spray-dried bodies for porcelain stoneware slabs, 2018.
- Amorós, J. L. et al. Estudio de la operación de prensado de baldosas de gran formato utilizando la absorción de rayos X. Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, 2010.