En esta nueva entrada os voy a hablar sobre el aerogel, o también conocido como humo helado. El humo es un nuevo material super-aislante desarrollado para el sector de la construcción.
Pero ha habido dos grandes retos científicos-tecnólogicos que han impedido el uso de estos aerogeles hasta ahora, uno es la necesaria mejora de sus propiedades mecánicas y otro la reducción de los altos costes de producción.
Para ello, el proyecto europeo AEROCOINs, dirigido por Tecnalia, hay intentado encontrar soluciones a estos retos.
En el proyecto europeo AEROCOINs participan centros de Polonia, Finlandia, Suiza, Francia y España, conocido como Tecnalia.
¿De qué están compuestos? ¿Para qué sirven?
Los aerogeles de sílice son materiales sólidos y amorfos muy ligeros que presentan una gran porosidad, mayor del 90% del total de su volumen y los tamaños de los poros son entre 4 y 20 nanómetros de diamentro (1.000.000 de nm = 1 mm). Este tipo de materiales presentan un tipo de propiedades químico-físicas que hace que sean uno de los mejores candidatos para utilizarlos como aislantes térmicos, acústicos y eléctricos.
En el caso que este material super-aislante sea utilizado para aislar térmicamente un edificio, se necesita solo la mitad del espesor que los materiales aislantes convencionales, consiguiendo el mismo o mayor efecto.
Por lo que, la utilización de estos materiales, permitirá construir un tipo de edificios energicamente más eficientes, disminuyendo la cantidad de energía necesaria para su calentamiento y enfriamiento, asi que esto reducirá la factura energética final así como las emisiones de gases de efecto invernadero.
El aerogel en si; aplicaciones, características e historia.
"Imaginad un sólido tan ligero como el aire, como un fantasma. Duro, resistente, y…por encima de todas las cosas, el material más aislante que existe sobre la Tierra. Ese humo azul, o humo sólido, como lo llaman algunos, es el aerogel. Un material tan increíble como extraño, fantasmagórico y, sin embargo, tan apasionante." Esta frase la dijo un miembro del grupo de Tecnalia.
En realidad, los aerogeles no son materiales tan novedosos como se dice: este material surgió en los años 30 y fue a través de una apuesta entre dos químicos. Su implantación comercial fue y es muy extensiva. En cambio, el aerogel es un material técnico que viene siendo utilizado desde hace muchos años en aplicaciones que conllevan gran exigencia técnica. La NASA lo ha utilizado como un fuerte aislante para sus trajes especiales y transbordadores.( una capa de 13 mm puede llegar a proteger a un astronauta a -130ºC, ALUCINANTE).
Actualmente ya es utilizado en oficinas, en sus fachadas para mantener un cierto equilibrio térmico, también en otras posibilidades como chalecos antibalas, parachoques o absorbedores de petróleo en accidentes marítimos.
Por tanto, es un material de muy baja densidad (3 mg/cm3) y de gran porosidad. Su índice de refracción es bajo , así como la propagación del sonido (100 m/s). Soporta más de 1000 veces su propio peso. Pero, sobre todo, el aislamiento térmico es su principal característica. Casi 5 veces menos que los aislantes de poliuretano más eficaces.
Los aerogeles pueden definirse también como nanoespumas. Lo habitual en temas de aislamiento térmico es el uso de espumas de tamaño micrométrico. Es lo que llamamos el impresionante mundo de la nanotecnología. Con un tamaño de celda alrededor de 10-20 nanómetros es lógico pensar que el material resultante sería espectacularmente ligero, aproximadamente un 99% compuesto por aire.
Las dudas surgen cuando uno se pregunta cómo mantener “en pie” y generar una estructura espumada de tan pocos nanómetros de celda sin que colapse.No parece sencillo, hay que remontarse a los orígenes de este material. Como he dicho al prinmcipio, una apuesta, en losaños 30, tuvo la culpa. Samuel S. Kistler apostó con Charles Learned un extraño experimento científico: eliminar todo el líquido de un gel. Un simple tarro de mermelada al que se le debía sustituir el agua por aire, sin modificar su volumen .Así se obtuvo el primer aerogel de sílice. Fue muy díficil obtenerlo.
El aerogel es, por tanto, una estructura reticulada de polímero en un medio acuoso (gel o hidrogel). A través de un procedimiento de secado todo el disolvente es eliminado sin modificar y colapsar la estructura tridimensional del polímero.
El resultado es una intrincada red rodeada de nanométricos alveolos rellenos de aire. Es decir, se genera una nanoespuma de propiedades superiores.
Ese primer aerogel, fabricado en sílice, fue el más importante y el que se utilizó de manera más extensiva en aplicaciones donde el aislamiento térmico era un gran requerimiento.
Con los años, y el aumneto de la importancia de la nanotecnología, se han desarrollado otra serie de aerogeles basados en otras estructuras: aluminio, estaño, óxidos metálicos, cromo, carbono, nanotubos de carbono, nanodiamantes, etc. .
En los últimos años, por tanto, los “viejos” aerogeles basados en sílice han ido evolucionando hasta dejar paso a aerogeles más resistentes, flexibles y con nuevas propiedades. Ha sido a partir del año 2001 cuando empresas como Aspen Aerogel o Cabot Corporation han empezado a comercializar productos basados en aerogeles de sílice modificados. Aplicaciones como aislamiento de tuberías, , tejidos, calzado, etc., han sido sus principales objetivos.
Bibliografia:
http://www.agenciasinc.es/Noticias/Desarrollan-nuevos-materiales-super-aislantes-para-el-sector-de-la-construccion
http://www.aimplas.es/blog/aerogeles-el-fantasma-azul/
Espero que os haya gustado. Rodrigo Antona.
Hola Rodrigo. Tus dos entradas, esta la primera, son las mejores que he leído hasta ahora. Lo que nos cuentas puede servir para reducir una cantidad enorme de energía para enfriar y calentar muchos edificios o para muchas aplicaciones en trajes para investigar el espacio exterior, entre otros. Creo que se va a desarrollar muy rápidamente y es alucinante pensar que con este material podemos hacer reducir contaminación aunque espero que no tengas elementos perjudicantes para el mundo que vivimos. Enhorabuena.
ResponderEliminarVíctor Santos Llorente Nº23 1ºB