Como funcionam os produtos de isolamento de aerogel?
Explicação dos fabricantes de aerogel
Os fabricantes de aerogel gostariam de explicar como os produtos de isolamento de aerogel alcançam seu excelente desempenho de isolamento térmico.
O aerogel, também conhecido como gel seco, possui uma densidade extremamente baixa — apenas cerca de 2,75 vezes a do ar — o que o torna um dos materiais sólidos mais leves conhecidos. De acordo com sua composição, os aerogéis podem ser classificados em aerogéis à base de carbono, à base de sílica, à base de enxofre, à base de óxido metálico e à base de metal. Dentre esses, o aerogel de sílica é atualmente o mais desenvolvido e comercialmente aplicado.
Características estruturais do aerogel
O aerogel é um material poroso nanoestruturado e leve, caracterizado por:
- Estrutura de poros em escala nanométrica: os tamanhos típicos dos poros são inferiores a 50 nm, com partículas esqueléticas medindo de 1 a 20 nm.
- Área de superfície específica extremamente alta: até 800–1.000 m²/g
- Porosidade muito alta: variando de 80% a 99,8%.
De modo geral, mesmo a temperaturas em torno de 800 °C, o aerogel mantém sua integridade estrutural e desempenho funcional sem degradação significativa. Isso faz do aerogel uma escolha incomparável para aplicações de isolamento térmico em altas temperaturas.
Mecanismo de isolamento térmico do aerogel
O desempenho de isolamento excepcional do aerogel é alcançado pela supressão simultânea da convecção, da radiação e da condução térmica:
- Supressão de convecção
Quando o diâmetro dos poros do aerogel é menor que 70 nm, as moléculas de ar dentro dos poros perdem a capacidade de se mover livremente e tendem a aderir às paredes dos poros. Como resultado, o ambiente interno se aproxima de um estado próximo ao vácuo, eliminando efetivamente a transferência de calor por convecção.
- Redução da radiação
O aerogel consiste em um grande número de poros em nanoescala e possui uma densidade aparente extremamente baixa. Isso significa que o número de paredes internas dos poros se aproxima de um nível "quase infinito", com cada parede de poro atuando como uma barreira de radiação térmica. Juntas, essas "incontáveis barreiras térmicas" reduzem a transferência de calor por radiação ao mínimo.
- Limitação da condução térmica
Devido à presença de um número quase infinito de nanoporos, o calor na fase sólida só pode se propagar ao longo das paredes dos poros. Essas paredes interconectadas criam um "caminho de transferência de calor ultralongo", reduzindo drasticamente a capacidade do sólido de conduzir calor.
Vantagens em relação aos materiais de isolamento convencionais
Em comparação com os materiais isolantes tradicionais, os produtos de isolamento de aerogel nanoporoso são significativamente mais leves e finos, oferecendo o mesmo desempenho de isolamento térmico ou até mesmo superior. Proporcionam excelente estabilidade térmica, resistência ao choque térmico, isolamento térmico e retenção de calor.
O isolamento com aerogel pode substituir a lã mineral convencional em edifícios, proporcionando isolamento eficaz e conforto térmico. Em edifícios altos, as soluções à base de aerogel podem até substituir o vidro convencional das fachadas cortina, reduzindo substancialmente o peso da construção e melhorando o desempenho em termos de segurança contra incêndio.
Além disso, a substituição de materiais isolantes tradicionais por produtos isolantes compostos de aerogel em tubulações, fornos e outros equipamentos térmicos pode reduzir significativamente a perda de calor.
Quando o aerogel nanoporoso superisolante é aplicado em tanques de armazenamento, tubulações e coletores de aquecedores solares de água, a eficiência de coleta de calor pode aumentar em mais de 100%, enquanto a perda de calor pode ser reduzida para menos de 30% dos níveis atuais.
Além disso, os materiais isolantes de aerogel permanecem sem esfarelar, não quebradiços, não envelhecem e são resistentes ao crescimento de mofo mesmo após uso prolongado. Seu desempenho funcional permanece estável e sua vida útil pode ser equivalente à do próprio edifício.
Jutao Tecnologia Ambiental — Especialistas em Soluções de Materiais de Aerogel
Mantenha-se conectado conosco para receber as últimas atualizações, informações sobre o setor e soluções de aplicação na área de aerogel.