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Aerogel

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Transcript of Aerogel

Aerogeles:
Que es un aerogel?
El aerogel es un material de estado sólido de baja densidad sacado del gel en el cual el componente líquido del gel ha sido substituido por el gas. El resultado es una densidad sumamente baja sólida con varias propiedades notables
Que propiedades poseen los aerogeles?
Aislante Térmico:
La mayor aplicación del aerogel es como aislamiento térmico, se utiliza para forrar tuberías, tanques, etc. Hay una empresa en USA que lo manufactura con este proposito y tienen 3 tipos de productos:
Propiedades Acústicas:
Es un excelente aislante acústico,
inhibe el paso de ondas sonoras en
casi un 100%.
Propiedades Mecánicas:
A elevadas presiones se deforman, estructuralmente son fuertes. A finales de la década de los 60 se iniciaron trabajos de caracterización mecánica, a través de medidas de la velocidad del sonido o por técnicas como compresión uniaxial, diametral o flexión en tres puntos.

Propiedades Ópticas:

Absorción, reflexión, bajo índice de refracción, apariencia semitransparente, color azul debido a la dispersión Rayleigh (estructura interna inhomogénea).

SPACELOFT:
Spaceloft es un aislamiento de mantas flexibles de aerogel de
nanoporos que reduce la pérdida de energía al mismo tiempo que
conserva el espacio interior en aplicaciones en edificios residenciales y
comerciales.
Es un aislante eficaz y comprobado para aplicaciones de
la construcción, que proporciona el valor-R más alto entre cualquier
material aislante para una eficacia energética máxima en paredes,
pisos, techos, marcos y ventanas.
Perímetro externo de aislamiento paredes:

El perímetro de aislamiento paredes externa se realiza por counterwalls de cartón-yeso internos fijados en el metal y los marcos de madera , o directamente a la pared . La combinación con materiales de aerogel de aislamiento térmico tales como Spaceloft , aplicado en una o varias capas , según sea necesario , permite una reducción considerable en términos de espacio ocupado por el " paquete de aislamiento " .
Counterwalls: Superficie
de cuatro dimensiones.
Ventanas superaislantes:

Para tener espacios confortables, y reducir en la medida de lo posible el gasto en iluminación, la arquitectura necesita ventanas. Pero si queremos que nuestro edificio sea eficiente energéticamente, se hace imprescindible controlar al máximo las ganancias/pérdidas de calor que por ahí se puedan producir. De la misma manera que es importante tener un buen aislamiento en los muros, las casas necesitan de buenas ventanas si quieren ser sostenibles.

Hasta ahora ese problema se ha venido solventando con carpinterías de doble o triple acristalamiento, pero acabamos de conocer unos prototipos que podrían cambiar ese panorama, se trata de las SuperWindows, unas ventanas que llegan a tener un coeficiente de transmisión térmica igual o inferior a 0,15 W/m2K y que cuentan con una barrera de aerogel en su marco.
Térmica corrección de puentes:
La corrección de los puentes térmicos juega un papel importante en la construcción de edificios; Estos son responsables de hasta el 20% de la pérdida de calor y que a menudo dan lugar a la aparición de las inflorescencias, el moho y la humedad que degradan el medio ambiente, así como el edificio salubridad en sí. Los puntos críticos en los edificios residenciales pueden ser identificados en las vigas de borde, suelos, pilares de cimentación, columnas perimetrales, balcones, ventanas y marcos de puertas, y más en general, en todos los escenarios que involucran la presencia de materiales no homogéneos, así como geometrías complejas .

Corrección de puentes térmicos, como es requerido por la ley italiana sobre el ahorro de energía, examina el puente térmico sólo desde el punto de vista energético mediante la limitación de la transmitancia térmica total (valor U) de la pared ficticia.
realidad, una evaluación precisa también se basa en el análisis de las temperaturas de la superficie interna y el riesgo correspondiente de condensación. Con el fin de realizar esta evaluación es necesario utilizar el análisis FEM (método de elementos finitos) que permite, en función de geometrías y materiales típicos del nodo bajo examen, para resaltar las líneas de flujo de calor, el patrón de las isotermas y el riesgo de condensación demasiado .
Aislamiento de suelos:
donde se hace necesario aislar térmicamente el suelo, aerogeles línea Spaceloft representan, de hecho, la mejor solución gracias a su bajo espesor y alta resistencia térmica (0,71 m² K / W para SL10251). También hay que decir que su peculiar rigidez dinámica y la resistencia a la compresión permite la reducción de ruido de pasos en el piso flexible (con solado flotante). Esto también puede lograrse en presencia de sistemas de calefacción por suelo radiante reduciendo, al mismo tiempo, la pérdida de calor a través del piso de abajo también. Spaceloft lo tanto proporciona un rendimiento térmico superior, junto con notables propiedades de aislamiento acústico en tan sólo 10 mm de grosor.
Como se fabrica?

1. Crea una solución. Esto es una suspensión coloidal de partículas sólidas y hay muchas soluciones que pueden hacer aerogel. Por ejemplo, una mezcla de etanol y una silicona alcóxida como tetraetiloortosilicato o tetrametiloortosilicato puede usarse para crear un sílice coloidal.

2. Forma el sílice coloidal con hidrólisis. Las partículas de dióxido de silicona formarán la solución con enlaces de óxidos metálicos que conectarán las partículas suspendidas. Estos enlaces darán a la solución la consistencia de gel.
3. Usa un catalizador para acelerar la formación de los enlaces de óxidos metálicos. La sílice coloidal se convierte en gel una vez que se detiene la circulación de líquido. Un ácido o una base causarán el proceso de interconexión para completar más rápidamente el proceso y también hará el aerogel más transparente.
4. Reemplaza el etanol para más seguridad. Las altas temperaturas y presiones requeridas para el secado supercrítico crean condiciones peligrosas en el proceso. El etanol es reemplazado por la acetona a través de un intercambio de solvente, que es reemplazado por dióxido de carbono líquido. Esto es más seguro porque el carbón se transforma en gas muy fácilmente.
5. Usa el secado supercrítico para retirar los componentes líquidos del gel. Aumenta la temperatura y la presión para forzar al líquido a un estado supercrítico. Luego baja la presión de forma súbita para que el líquido instantáneamente se convierta en gas, preservando así los componentes sólidos frágiles del gel. El material resultante es ahora aerogel.
Aerogeles de Sílice:
Son los más comunes y más ampliamente estudiados. Absorben fuertemente la radiación infrarroja, lo que permite utilizarlos en la construcción de estructuras en las cuales se quiera permitir el paso de luz al interior de la estructura, pero no el paso del calor
Aerogeles de alúmina:
Compuestos de Óxido de Aluminio. Se utiliza como catalizador, especialmente en los compuestos por metal dopado + metal; la combinación níquel-alúmina es la más común. Son utilizados por la NASA para capturar partículas a hipervelocidades; un aerogel dopado con gadolinio y terbio, produce fluorescencia en el lugar de impacto de las partículas, de modo que se puede visualizar u cuantificar la velocidad de las partículas, ya que la fluorescencia depende de la velocidad del impacto.
Aerogeles de carbón:
Son conductores eléctricos (dependiendo de su densidad); debido a su gran área superficial, se usan para hacer supercondensadores como absorbentes; absorben el 99.7% de la radiación infrarroja, lo que los hace especialmente interesantes para utilizarlos como paneles solares.
Aerogel de grafeno:
Tiene una densidad de 0,16 miligramos por centímetro cúbico, es tan liviano que puede ser colocado sobre una flor de cerezo, sin dañarla.
Aunque en este caso el término “aerogel” no debería aplicarse, lo cierto es que nos ayuda mucho a visualizar cuáles son las propiedades de esta extraordinaria creación. Un equipo de científicos de la Universidad de Zhejiang (Hangzhou, China) ha fabricado una espuma basada en nanotubos de carbono congelados en seco y láminas de óxido de grafeno, a la cual se le quita el oxígeno con un proceso químico. El resultado es un material con una densidad de 0,16 miligramos por centímetro cúbico, tan liviano que puede ser colocado sobre una flor de cerezo, sin dañarla.

Que tipos de aerogel existen?
Cryogel
Manta de Aerogel flexible y aislante de vapor
Baja conductividad térmica
El Cryogel posee la conductividad térmica más baja entre cualquier material utilizado. Por lo tanto, su espesor requerido es extremadamente pequeño en comparación con otros materiales de aislamiento en frío.
Fácil instalación
Puede cortarse con herramientas de corte convencionales, incluidas tijeras, tijeras para hojalata, navajas y cuchilla caliente
No traspasa vapor
Protección Térmica
Diseñado para ofrecer una máxima protección térmica con el mínimo peso y espesor
0.20 pulg (5 mm)
257°F (125°C)
Sus nanoporos forman una intrincada red de racimos de “callejón sin salida” que resiste la penetración del vapor, la condensación y el hielo.
Barrera de vapor
Color: blanco
Pyrogel
Manta de aislamiento para altas temperaturas
Funcionamiento Térmico
5 veces funcionamiento térmico superior que los productos de aislamiento
alternativos
Hidrofóbico
Repele el agua líquida, pero permite que el vapor pase, ayudando así a
evitar la corrosión debajo del aislamiento
Color: Beige
Fácil instalación
Menos tiempo y esfuerzo para la instalación
Fácil de cortar y se ajusta a formas complejas, curvaturas compactas y espacios con
acceso limitado
Ideal para el aislamiento de tuberías, recipientes, tanques y equipos, el
Pyrogel es un material imprescindible para los que buscan lo máximo en
eficiencia térmica.

Densidad: 8.0 lb/pie3 (0.13 g/cc)
4 tipos
Pyrogel 6650
Pyrogel XTF
Pyrogel XT
Pyrogel 2250
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