Aerogel: il materiale isolante innovativo

Nel settore dell'edilizia la tecnologia e l'evoluzione dei materiali avanza sempre di più riuscendo così ad avere materiali sempre più performanti, innovativi e leggeri. E' il caso dell'Aerogel, un materiale isolante appunto dalle caratteristiche sorprendenti. Scopriamo di più su questo nuovo materiale isolante. 

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Aerogel (foto di jon collier - Fonte: flickr.com)

 

Indice

  1. Cos'è l'Aerogel
  2. Aerogel isolante: caratteristiche
  3. Aerogel isolante termico: aspetti negativi
  4. Principali utilizzi dell'Aerogel isolante
  5. Principali tipologie di pannelli


Cos'è l'Aerogel

L'Aerogel è un materiale isolante trasparente innovativo, immesso nel mercato abbastanza recentemente. Le sue peculiarità sono il fatto di essere un materiale leggero, trasparente, resistente al fuoco e con ottime proprietà isolanti acustiche e termiche. Inoltre le sue eccezionali proprietà isolanti consentono di avere a parità di prestazioni energetiche spessori davvero ridottissimi rispetto a materiali isolanti tradizionali. 

L'Aerogel viene principalmente utilizzato nel settore dell'aeronautica e nelle costruzioni navali ma utlimamente viene sempre più utilizzato anche il edilizia. Ad esempio l'Aerogel viene impiegato per correggere i ponti termici delle spallette di porte e finestre o delle nicchie dei termosifoni in caso di ristrutturazioni con il Bonus 110 per mettere il cappotto termico esterno. Un altro impiego dell'Aerogel grazia al fatto che è trasparente, è quello di essere inserito nell'intercapedine del vetrocamera dei serramenti. A dire la verità l'Aerogel è stato inventato per la prima volta nel 1931 per opera dello scienziato Steven Kistler e solo recentemente è stato introdotto anche in edilizia.

In questo video vediamo la capacità isolante dell'Aerogel alle alte e basse temperature.


Aerogel isolante: caratteristiche

L'Aerogel ha ottime proprietà di isolamento termico grazie alla sua bassissima trasmittanza termica (si possono raggiungere trasmittanze fino a 0,5 W/mqK). Basta pensare che l'Aerogel viene utilizzato per rivestire l'imbottitura delle tute spaziali della NASA e che con soli 3 mm di spessore riecono a proteggere l'iomo da temperature che possono arrivare a -50°c. Questo materiale isolante sarebbe perfetto se solo non costasse tanto; è per questo infatti che quando viene usato in edilizia viene usato con parsimonia per non far lievitare troppo i costi. 

Nela sua composizione è formato per il 96% da aria e per un 4% di silice che ha un peso specifico picolo; è per questo infatti chel'Aerogel è un materiale isolante leggero. L'Aerogel chiamato anche "fumo ghiacciato" ha una scarsa resistenza a trazione e si può trovare in:

  • forma granulare: caratterizzato da una scarsa trasparenza ma con buon isolamento termico;
  • forma monolitica: assoluta trasparenza e le caratteristiche di isolamento rimangono invariate. 

 

    Aerogel isolante termico: aspetti negativi

    Pensando all'aerogel come materiale isolante inserito nell'intercapedine dei vetri dei serramenti di porte e finestre si possono riscontrare alcuni aspetti negativi, come ad esmepio:

    • una riduzione della trasmissione luminosa tra il 25-30%;
    • distorsione delle immagini;
    • alterazioni cormatiche con colorazioni che vanno dal blu al giallo;
    • costi elevati.

    Ecco perchè quasi sempre sebbene le sue caratteristiche di isolamento termico siano elevatissime, non si usa l'aeroglel nelle intercapedini ma aria oppure gli altri gas come Argon o Kripton. 


    Principali utilizzi dell'Aerogel isolante

    Abbaimo già accennato quali sono gli utilizzi di questo straordinario materiale isolante. Attualmente L'Aerogel viene utilizzato nell'industria dei trasporti, nell'industria petrolifera, metallurgica e criogenica e nel settore del riscaldamento. Recentemente è apparso anche nel settore dell'edilizia anche se per via dei costi ancora troppo elevati stenta a decollare e sostituire i materiali isolanti tradizionali.

    Ecco un elenco dei principali settori e utilizzi dell'Aerogel:

    • Edilizia: in edilizia come abbiamo visto l'aerogel viene usato come materiale isolante da inserire nell'intercapedine delle vetrocamere ma anche per realizzare pannelli isolanti per migliorare l'efficienza energetica degli edifici e in particolar modo per correggere i ponti termici;
    • Industria petrolifera: usato per ridurre le perdite di calore grazie alla sua flessibilità, resistenza nel tempo e bassa conducibilità termica;
    • Industria aerospaziale e dei trasporti: con le sue capacità termiche viene usato per le imbottiture delle tute degli astronauti e per la navicelle spaziali, ma anche per isolare treni ad alta velocità, convogli frigoriferi e aerei;
    • Industria metallurgica: a parità di dimensioni esterne, con i suoi spessori ridotti consente di avere fornaci più grandi;
    • Settore del riscaldamento: viene usato nei forni e generatori di colore sempre grazie alle sue capacità termoisolanti e agli spessori ridotti che ne giustifica l'utilizzo.

     


    Principali tipologie di pannelli

    L'aerogel come abbiamo visto è un materiale che esiste in realtà già da diverso tempo e sono molti gli utilizzi in cui viene impiegato. La tecnologia nel frattempo si è evoluta e l'aerogel viene prodotto anche in pannelli.Esistono due versioni più "evolute" e sostenibili dell'aerogel che sono i pannelli di aerogel in cellulosa e in fibra di riso. Nonostante questo quelli di silice continuano a primeggiare sugli altri due.

    Attualmente sul mercato sono presenti tre tipi di pannelli:

    • aerogel di silice: è quello tradizionale formato dal 96% da aria e il 4% da silice che conferiscono leggerezza e potere isolante termico e acustico. Questo pannello ha una lambda di circa 0.020-0.023 W/mK;
    • aerogel di cellulosa: è la versione sostenibile dell'aerogel di silice. Si ottiene mescolando l'aerogel con gli scarti della carta e per questo è anche biodegradabile. E' innovativo, flessibile e molto resistente, inoltre resiste al fuoco ed è idrorepellente. Sul mercato possiamo trovare pannelli con spessori tra i 10 e i 15 mm, con densità tra i 100 e i 120 kg/mc e una lambda di circa 0.025 W/mK;
    • aerogel di fibra di riso (oryza aerogel): un ulteriore evoluzione dell'aerogel in siclice sono i pannelli in aerogel di fibra di riso ottenuti mescolando l'aerogel con fibre naturali rinforzate. Questi pannelli si trovano in pannelli sottilissimi, con spessori che vanno tra i 2 e i 10 mm, con una densità tra i 200 e i 300 kg/mc e un lambda aerogel 0.017-0.022 W/mK.

     

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