Aislamiento sostenible y asequible de edificios con aerogeles
El nuevo material aislante es mucho más eficaz que opciones como el poliestireno
Tenemos que reducir sistemáticamente nuestras emisionesde CO2 si queremos alcanzar nuestros objetivos climáticos. El aislamiento de los edificios es un elemento clave. Investigadores del Instituto Fraunhofer de Tecnología Medioambiental, Seguridad y Energía UMSICHT de Oberhausen han trabajado en colaboración con PROCERAM GmbH & Co. KG para desarrollar un material aislante de base mineral, sostenible y asequible, mucho más eficaz que otras opciones como el poliestireno. Este material puede alcanzar el mismo nivel de aislamiento que el poliestireno con sólo la mitad del grosor de la capa. Tres miembros del equipo de desarrollo han sido galardonados con el Premio Joseph von Fraunhofer 2023 por este logro.
Compuestos en un 99,8% de aire, los aerogeles son los materiales aislantes más ligeros y eficaces del mundo. Y como están hechos de dióxido de silicio, una materia prima no peligrosa, también son sostenibles y pueden fabricarse sin utilizar productos petroquímicos. Sin embargo, hasta ahora ha habido un obstáculo: los aerogeles han sido demasiado caros para utilizarlos como aislantes, ya que la producción convencional de aerogeles es costosa y requiere mucho tiempo. Esto significa que hasta ahora se han utilizado sobre todo en aplicaciones muy especializadas, como los trajes espaciales.
Producción asequible de aerogel a gran escala
PROCERAM GmbH & Co. KG vio en este reto una oportunidad y se fijó el objetivo de producir aerogeles asequibles en masa. Si conseguían crear un material aislante mineral incombustible y asequible que fuera un aislante más eficaz que los materiales alternativos de origen fósil, revolucionarían el sector del aislamiento. Con este fin, los empresarios se pusieron en contacto con expertos de Fraunhofer UMSICHT y, juntos, crearon un nuevo proceso de fabricación para producir aerogeles en seis años. Su sistema puede ampliarse completamente desde el laboratorio hasta el nivel de producción precomercial sin ningún producto químico peligroso para el medio ambiente. El nuevo proceso también redujo en un 70% los costes de fabricación de los aerogeles, que antes resultaban caros, y redujo el tiempo de producción de más de 10 horas a sólo 2,5.
Nils Mölders y Andreas Sengespeick, de Fraunhofer UMSICHT, y Christoph Dworatzyk, de PROCERAM GmbH & Co. KG recibirán el Premio Joseph von Fraunhofer 2023 por su logro.
Sustitución de ácidos por dióxido de carbono
Para reducir los costes y el tiempo de producción de aerogeles a esta escala, el equipo de investigación se centró en el proceso de producción. Normalmente, los aerogeles se producen utilizando un sol, un medio que contiene partículas sólidas finamente distribuidas al que se añade ácido para formar un gel. Para producir un kilogramo de aerogel se necesitan unos 6 kilogramos de ácido. Estas sustancias corrosivas pueden dañar el medio ambiente. A continuación, el gel se envejece, se somete a un intercambio de disolventes y, por último, se seca. "Desafiamos sistemáticamente el estado actual de la tecnología", explica el Sr. Mölders. "Mientras que el dióxido de carbono supercrítico, que se encuentra entre un gas y un líquido por sus propiedades, antes sólo se utilizaba para el secado, nosotros lo empleamos en todas las fases del proceso. Eso significa que podemos eliminar por completo el uso de ácidos". Incluso las materias primas cumplen el requisito de sostenibilidad: Los investigadores probaron más de 20 tipos diferentes de soles de sílice que eran fáciles de conseguir, baratos y no tóxicos, a diferencia de las variantes establecidas que son caras y perjudiciales para la salud.
El yeso mineral es un aislante muy eficaz
En el último paso del proceso para crear material aislante para edificios, el aerogel se descompone en granos de 2 a 4 milímetros de tamaño y se mezcla en un yeso mineral puro. Esta mezcla tiene excelentes propiedades físicas y de aislamiento, lo que significa que supera a materiales aislantes convencionales como el poliestireno o la lana mineral. "Cuando se mezclan con el yeso, los aerogeles pueden reducir la conductividad térmica en un factor de dos en comparación con el poliestireno. Así que lo que tenemos es un material aislante muy eficaz hecho puramente de minerales", revela el Sr. Dworatzyk. Esto significa que una lámina de aerogel con la mitad de grosor que una de poliestireno puede alcanzar el mismo nivel de aislamiento. Y también hay otra ventaja: "Aquí sólo utilizamos materiales como arena y cal que pueden volver a entrar en la economía circular de materiales, es decir, que pueden reciclarse", explica el Sr. Sengespeick. Por tanto, el nuevo proceso de producción tiene un gran potencial tanto para el sector de la tecnología de la construcción como para la protección del clima.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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