Aerogel – um material inovador para a construção sustentável!

O que é aerogel?

O aerogel, curiosamente, é a substância sólida mais leve do mundo O aerogel, que também é o menos denso, não só possui a menor densidade, como, mais importante ainda, é o melhor isolante térmico. Desenvolvido na década de 1930, o aerogel encontrou aplicação recentemente na indústria da construção civil. O aerogel é um gel. Durante sua produção, o líquido é substituído por um gás sem contração, mantendo sua estrutura molecular intacta.

O aerogel é inerentemente forte e durável, apesar de ser composto por mais de 98% de ar. O aerogel é um material sintético, ultraleve e poroso. Também é chamado de... fumaça congelada .

Utilizando aerogel em casa

Os edifícios são responsáveis ​​por 40% do consumo total de energia e por 36% das emissões totais de dióxido de carbono. Reduzir o consumo de energia para aquecimento e arrefecimento de edifícios é uma medida eficaz e benéfica contra as alterações climáticas. A redução destas perdas de energia exige um melhor isolamento, em conformidade com os novos códigos de construção.

A solução atual baseia-se no aumento da espessura do próprio material isolante, o que acaba por acarretar consequências negativas em termos económicos, arquitetónicos e ambientais. É aqui que entra o problema. Tecnologia de aerogel para proporcionar maior compactação e Materiais e soluções de isolamento de alto desempenho.

O aerogel pode ser usado para criar um novo material superisolante, superando dois grandes obstáculos que até agora impediram o uso generalizado do aerogel de sílica em edifícios e estruturas. Esses obstáculos são as propriedades mecânicas deficientes do aerogel, juntamente com o alto custo associado à sua produção e fabricação.

Com essas informações, temos certeza de que agora você entende o que é aerogel e seus usos domésticos. Então, vamos explorar os diversos benefícios do aerogel.

Benefícios do isolamento de aerogel

1. Aerogéis flexíveis:

Os produtos de isolamento de aerogel são extremamente flexíveis. Estão disponíveis em diversos formatos, incluindo concreto de aerogel, placas de aerogel e mantas de aerogel. São fornecidos em rolos de vários tamanhos e dimensões. Também podem ser facilmente cortados nos formatos e tamanhos desejados.

Podem ser aplicadas em qualquer superfície, como paredes, telhados, pisos, etc., reduzindo assim a complexidade da gestão de estoque. E o melhor de tudo, são fáceis de fabricar.

2. O uso de aglutinantes orgânicos não é necessário:

A principal função dos aglutinantes é manter todos os elementos fibrosos unidos. Quando as temperaturas sobem acima de 200 graus Celsius, esses aglutinantes tendem a se degradar, fazendo com que as fibras se desprendam. Essa situação é frequentemente observada em edifícios onde o revestimento externo é removido para manutenção. Durante esse período, o isolamento fibroso começa a ceder, tornando-se inutilizável.

Vale ressaltar que o isolamento de aerogel elimina a necessidade de um aglutinante orgânico. Isso resulta na manutenção da estabilidade térmica e física da estrutura, mesmo em temperaturas mais elevadas.

3. Os aerogéis são naturalmente respiráveis ​​e hidrofóbicos:

A maioria dos sistemas de isolamento disponíveis no mercado, como fibra de vidro, poliestireno, lã mineral, etc., tende a absorver e reter água. Isso os torna suscetíveis a... corrosão sob isolamento (CUI) A corrosão sob isolamento (CUI) ocorre quando o isolamento úmido entra em contato com superfícies metálicas. Esses problemas podem ser facilmente evitados com o uso de aerogel, pois este é hidrofóbico por natureza. Funcionalmente, o aerogel impede que água e umidade penetrem no sistema de isolamento através de rachaduras e vazamentos.

Além disso, o isolamento de aerogel é respirável em qualquer forma. Essa respirabilidade permite a passagem do vapor de água quando as paredes ou os equipamentos aquecem.

4. Os aerogéis têm o menor valor de K:

O valor de K nada mais é do que condutividade térmica Material. Qualquer material apresenta melhores propriedades de isolamento se o seu valor K for baixo. Portanto, pode-se dizer que quanto menor o valor K, melhor o isolamento. Os sistemas de isolamento de aerogel possuem o menor valor K, permitindo que sejam fabricados em perfis muito finos para atender a requisitos específicos.

Essa propriedade exclusiva torna o isolamento de aerogel ainda mais desejável para áreas com espaço limitado. Além disso, a leveza do sistema de isolamento também proporciona economia adicional em materiais, armazenagem e logística.

Cada material tem suas vantagens e desvantagens. Embora tenhamos analisado apenas os aspectos positivos, vamos também considerar as desvantagens do aerogel:

Desvantagens/Limitações do Isolamento de Aerogel

1. Eles são um pouco mais caros em comparação com outros sistemas de isolamento.
2. O isolamento de aerogel é indicado para temperaturas de até 650 graus Celsius. Temperaturas mais elevadas exigem um tipo de isolamento diferente e mais adequado.

Propriedades do aerogel

1. Uma das melhores propriedades do aerogel é o isolamento. Ele proporciona 39 vezes mais isolamento do que o melhor isolamento de fibra de vidro.
2. Os aerogéis detêm o recorde de menor densidade aparente entre todos os materiais disponíveis. A densidade aparente de um aerogel é de apenas 0011 g cm ^-3 .
3. A excelente condutividade térmica do aerogel deve-se à sua estrutura única. Ele possui uma baixa condutividade térmica de cerca de 0,005 W/mK a 0,016 W/mK .
4. A estrutura tortuosa e porosa do aerogel dificulta a transferência de calor, tanto no estado sólido quanto no gasoso, de um lado para o outro do aerogel.
5. Devido à sua alta porosidade, o aerogel possui excelentes propriedades físicas, térmicas e acústicas, o que lhe confere uma vantagem sobre outros materiais isolantes tradicionais.
6. É hidrofílico por natureza.
7. Não reage com nenhum metal até uma temperatura de 950 ^o C.

Propriedades do aerogel que o tornam útil em casa:

1. Embora o aerogel seja excelente isolante térmico Ele também é muito frágil, o que limita sua aplicação prática. Portanto, para superar essa limitação, o aerogel é incorporado em uma estrutura fibrosa semelhante a um tapete para obter uma combinação de propriedades superiores. desempenho térmico e flexibilidade duradoura .
2. A condutividade térmica de 0,015 W/mK faz dele um dos os melhores materiais de isolamento térmico, usado hoje, que em combinação com o seu alta permeabilidade ao vapor Com cerca de 0,05 m, é ideal para trabalhos de reparação. .
3. Ele também hidrofóbico Ou seja, repele a água ou qualquer outro líquido.
4. O revestimento isolante de aerogel não contém agentes espumantes , o que impede a liberação de gases nocivos no edifício ao longo do tempo.
5. Testes extensivos demonstraram que as características de desempenho do aerogel não se deterioram ou apresentam deterioração por 50 anos ou mais.

Aplicação de isolamento de aerogel para construção de edifícios sustentáveis

Ao discutirmos isolamento de edifícios, geralmente falamos sobre o valor U. O valor U indica a taxa de perda de calor através de elementos da construção, como paredes, telhados, janelas e portas. Quanto menor o valor, mais lentamente o calor gerado pelos sistemas de aquecimento escapa do edifício e menos energia é necessária para manter uma temperatura interna confortável.

Casas modernas e recém-construídas normalmente têm um valor U de cerca de 0,2 W/m². ² K. Enquanto edifícios mais antigos com paredes maciças têm um valor U de 2,0 W/m². ² K. Consequentemente, um isolamento térmico deficiente pode levar a vários problemas. Portanto, melhorar esse isolamento em uma casa assim não é apenas importante, mas deve ser uma prioridade.

1. Aplicação de aerogel em paredes

Os pontos fracos onde ocorre maior perda de calor em um edifício são as paredes externas. As paredes tendem a absorver calor e não conseguem armazená-lo por muito tempo. Isso leva ao vazamento de calor através das paredes para o exterior.

O isolamento com aerogel em paredes externas impede a perda de calor para o exterior. Mantas ou placas de aerogel podem ser usadas para isolar tanto o exterior quanto o interior das paredes. O aerogel oferece uma solução completa de isolamento térmico para paredes com problemas de umidade. Sua resistência à umidade também o torna uma escolha ideal para paredes úmidas.

2. Aplicação de aerogel no telhado

Uma casa pode perder até 25% do seu calor através de um telhado sem isolamento ou com isolamento inadequado. Essa perda significativa de energia térmica pode ser consideravelmente reduzida com um isolamento térmico de alta qualidade. A principal função da camada de isolamento do telhado é proporcionar aquecimento no inverno e resfriamento no verão. Esse isolamento também deve economizar energia e reduzir as emissões de CO2. _E proteger a casa contra danos estruturais.

O isolamento com aerogel pode atender a todos esses requisitos, isolando as cavidades do telhado. Isso é conseguido aplicando-se finas camadas de tiras de aerogel no telhado.

3. Aplicação de aerogel em caixilhos de portas e janelas.

Em um edifício típico, as molduras de portas e janelas representam até 25% do envelope do edifício. Deixar essas molduras sem isolamento pode levar a uma perda significativa de calor através das vigas. Portanto, isolar todas as molduras de uma casa pode prevenir essa ponte térmica e melhorar o desempenho térmico em até 40%. 

As propriedades hidrofóbicas do isolamento de aerogel proporcionam uma barreira adicional contra a água, vedando hermeticamente as esquadrias de portas e janelas. Isso também limita ou reduz a perda de calor devido à infiltração de ar.

4. Aplicação de aerogel no piso

A eficiência térmica, a alta resistência à compressão e o perfil fino tornam o isolamento de aerogel uma opção atraente para isolamento sob o piso. A instalação sob revestimentos de piso é rápida e fácil, podendo ser feita sem a necessidade de mexer nas ferragens das portas.

Além disso, é uma excelente solução com ótimo custo-benefício para reformas de porões. O isolamento de aerogel pode ser usado com aquecimento de piso para economizar energia e acelerar o ciclo de aquecimento.

5. Aplicação de aerogel em janelas de alto desempenho

A infiltração de ar e as pontes térmicas são dois dos desafios mais significativos a serem superados em janelas de alto desempenho. O isolamento também é importante para as janelas. Por exemplo, se o isolamento de aerogel for aplicado apenas na superfície da parede, e não nos batentes, pode reduzir a temperatura das janelas e dos batentes.

No entanto, temperaturas mais baixas aumentam o risco de condensação nessas áreas. Portanto, é necessário adicionar pelo menos uma quantidade mínima de isolamento na área do vão da janela. Isso elevará a temperatura o suficiente para reduzir o risco de condensação.