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.

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

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 ultimamente 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 riescono a proteggere l’uomo
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 piccolo; è per questo infatti che l’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 esempio:

• una riduzione della trasmissione luminosa tra il 25-30%;
• distorsione delle immagini;
• alterazioni cromatiche 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’Aerogel nelle
intercapedini ma aria oppure gli altri gas come Argon o Kripton. 

Principali utilizzi dell’Aerogel

Abbiamo 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 silice 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.