MATERIALS AÏLLANTS: CARACTERÍSTIQUES I EXEMPLES - TECNOLOGIA - 2025

Els materials aïllants són aquells que redueixen, resisteixen o impedeixen completament el pas d'alguna classe d'energia com la calor o l'electricitat. Serveixen per protegir els éssers vius, aliments i altres objectes dels elements i les seves condicions; com el revestiment plàstic dels cables i les parets o sostres de les cases.

Perquè compleixin bé la seva funció, aquests materials necessiten principalment tenir una conductivitat tèrmica baixa que els permeti reduir la transmissió de calor. Igualment han de tenir una alta resistència a les temperatures molt altes que els previngui de fondre.

La permeabilitat a l'aire també és una propietat molt important dels aïllants tèrmics. Han de ser materials per on a l'aire pugui fluir a través dels seus porus. Bons aïllants tèrmics tenen una alta permeabilitat envers l'aire, ja que aquest és una substància aïllant en si.

Aquesta permeabilitat no ha de permetre el pas de el vapor o la humitat, de manera que s'eviti o minimitzi la condensació de líquids o corrosió dels materials. Els millors aïllants tèrmics tenen molt baixa permeabilitat envers el vapor i la humitat.

El material aïllant ha de ser resistent a l'aigua, als solvents i químics; ha de ser durador i no perdre la seva eficiència en el curt temps. Ha de ser de fàcil instal·lació, no inflamable, no absorbir olors i no atreure fongs ni feristeles.

Exemples d'aïllants tèrmics

1- Fibra de vidre

És un dels més usats pel seu baix coeficient de transmissió tèrmica i alta resistència. També funciona per aïllar de corrents elèctrics i de so. S'elabora teixint fins filaments de polímers de vidre per formar bastons, làmines o panells.

2- Llana mineral

Pot ser fabricada a partir de roques de basalt o de l'residu superficial de l'metall fos. S'usa per la seva alta resistència a el foc, però és recomanable combinar-la amb altres materials per obtenir una protecció a la calor més eficient.

3- Celulosa

És un dels materials aïllants més ecològics de l'mercat. S'elabora a partir de l'reciclatge de productes diversos de el paper.

És un material que pot compactar bastant, el que disminueix la presència d'oxigen entre les seves partícules. Aquesta propietat ho fa excel·lent per minimitzar el dany per foc.

4- Poliestirè

És un material termoplàstic molt lleuger i resistent a l'aigua que és molt bo com a aïllant de temperatura i so.

S'usa per elaborar blocs o taules d'escuma de polietilè modelades a necessitat. És inflamable, per la qual cosa és recomanable folrar d'altres materials a prova de foc.

5- Poliuretà

És una escuma aïllant que conté un gas en les seves cèl·lules, que és de molt baixa conductivitat i de gran resistència tèrmica. Es pot utilitzar en forma de líquid escumós per ruixar, en blocs d'escuma rígida o modelat en làmines o panells.

6- Perlita

És un tipus de roca volcànica inert compost principalment de sílice i alumini però amb algunes impureses que el fan absorbir humitat.

S'utilitza en grànuls petits per omplir espais reduïts i forats. És un bon aïllant tèrmic però funciona només si està sec. El seu ús s'ha vist cada vegada més reduït per la seva qualitat verinosa.

7- Suro

Probablement sigui el material aïllant més antic de mercat i l'aïllant més usat en la indústria de la refrigeració. És molt resistent a la compressió i difícil de cremar. Només pot ser usat per sota dels 65 ° C i tendeix a absorbir humitat.

8- Fibra de plàstic

Està feta principalment d'ampolles de plàstic de polietilè reciclades. Les fibres són teixides en forma de bastó semblant a la fibra de vidre.

Aquest aïllant és treballat amb un retardant perquè no es cremi tan ràpid, però pot fondre a l'exposar-se a les flames.

9- Aerogel

Inicialment va ser un material usat pels projectes espacials per elaborar pises resistents aproximadament a 2000 ° F amb molt poca transferència de calor.

Actualment està disponible al mercat en làmines flexibles trucades Pyrogel XT. És un dels aïllants industrials més eficients de l'món.

10- Vermiculita

A l'igual que la perlita, és perillós per a la salut. S'usa en petits grànuls que es llancen entre d'altres materials o per omplir forats. També se solia barrejar amb ciment per crear un concret més lleuger i menys conductor de calor.

11- Polisocyanurato

Imatge recuperada de ArchiExpo.

És un plàstic escumós termoendurible que conté en les seves cèl·lules un gas de baixa conductivitat i alta resistència, lliure de hidroclorofluorocarbonis. L'escuma líquida pot adaptar-se a les superfícies requerides.

12- Cotó

Com aïllant, es combina amb fibres de plàstic i borat per fer-ho resistent a animals i retardar la seva inflamació.

13- Llana animal

També es tracta amb borat per resistir feristeles, foc i floridura. Pot aguantar bastants quantitats d'aigua però la seva exposició perllongada i intermitent a el líquid pot dissoldre el borat.

14- Palla

Usat des de fa més de 150 anys en forma de bales per aïllar els graners i cases de la calor. També serveixen per absorbir so.

15- Cànem

Material comunament usat per elaborar cordes, actualment s'utilitza com a aïllant a l'igual que altres fibres vegetals semblants com la palla o la llana.

Exemples d'aïllants elèctrics

1- Fusta

La fusta és un aïllant elèctric, sent encara habitual veure pals de llum fets de fusta. No obstant això, caldria ressenyar que no és aïllant sempre que la fusta estigui seca, ja que l'aigua (i per tant la humitat) si són conductors de l'electricitat.

2- Cautxú

Aquest material, a més de ser molt emmotllable, flexible i resistent, és perfecte per evitar la conducció d'electricitat. Per exemple, els professionals que treballen de manera directa amb l'electricitat utilitzen botes fabricades en cautxú per preservar la seva seguretat.

3- Ceràmica

La ceràmica restringeix la mobilitat iònica i electrònica, per tant és un material no conductor de l'electricitat. Això la fa ideal per a la fabricació de discos d'alta tensió.

4- Silicona

Aquest material tan usat té, entre altres capacitats, la d'aïllar l'electricitat. Això la fa ideal per al segellat de components d'electrònica i la fixació de components.

5- Òxid d'alumini

A causa de que és un material no conductor, l'òxid d'alumini resulta perfecte per a la fabricació d'aïlladors de temperatures o elèctrics, tubs làser o anells de segellat.

Exemples d'aïllants acústics

1- Plom

És el material més usat per a l'aïllament acústic a causa de la seva relació qualitat-preu. La seva densitat, rigidesa o porositat són alguns dels seus principals fortaleses.

2- Acer

L'acer provoca que el so rebot quan xoca contra ell, de manera que es tracta d'un aïllant acústic molt poderós. Portes d'edificis o panells en bars i centres d'oci solen ser fabricats amb acer per mantenir l'aïllament del so intern o extern.

3- Llana de roca

Realment és un absorbent acústic, però serveix també eficaçment per a l'aïllament de so. És un material robust i molt utilitzat en certes estructures per ser estèticament atractiu.

4- Elastòmers

Material utilitzat per a la construcció d'habitatges per la seva capacitat d'aïllar el so, mantenir la calor i evitar que es generin esquerdes o fissures. Té un cicle de vida alt.

Com flueix la calor?

La calor sempre es mourà d'àrees calentes a àrees fredes buscant equilibrar-se. Si l'interior d'un tanc protegit per aïllants tèrmics està més fred que l'aire de fora, el tanc atraurà la calor exterior. Mentre hi hagi més diferència de temperatura, la calor fluirà més ràpid a l'àrea freda.

conducció

És la manera en què l'energia es mou a través dels materials de molècula en molècula. Per això és necessari el contacte físic entre les partícules i certa diferència de temperatura; a l'col·locar una cullera en una tassa de cafè calent, la calor es condueix de el líquid a l'metall i pel mànec la mà.

convecció

És la manera com els líquids i gasos transporten la calor quan es mouen d'un lloc a un altre. Aquesta és la raó per la qual l'aire més lleuger i calenta busca pujar, i l'aire fred i dens tendeix a buscar el nivell de terra.

radiació

És la transmissió d'energia de manera directa a través d'un mitjà completament transparent escalfant tot material sòlid al seu pas. Això passa, per exemple, amb la llum com a radiació infraroja (una lupa) o amb algun tipus d'ones electromagnètiques.

referències

1. Jessica Ring. What Are Insulators? Recuperat de sciencing.com.
2. FAO Corporate Document Repository. Thermal insulation materials, technical characteristics and selection criteria. Fisheries and Aquaculture Department. Recuperat de fao.org.
3. ThermaXX Jackets (2011). 5 Most Common Thermal Insulation Materials. Recuperat de thermaxxjackets.com.
4. gov. Insulation Materials. Us department of energy - Office of energy efficiency & renewable energy. Recuperat de energy.gov.
5. Loise Kinyanjui. The Properties of Insulators. Sciencing. Recuperat de sciencing.com.
6. Insulation materials and their thermal properties. Recuperat de greenspec.co.uk.
7. Thermal insulation materials. Connection Magazines. Recuperat de build.com.au.