AEROGEL

AEROGEL CARACTERISTICAS Y APLICACIONES EN LA

CONSTRUCCION Diego Díaz Mosqueira MURA_2013/2014 UDC

NUEVOS MATERIALES Y SISTEMAS PARA LA EJECUCION

1-Historia

2-¿Cómo se fabrica?

3-¿Qué es el aerogel?¿cuales son sus propiedades?

4-¿Cuáles son sus aplicaciones?

5-Sistemas con aerogel 5.1-Paneles con fibra de vidrio reforzada 5.2-Policarbonatos 5.3-U-Glass

6-Conclusiones

Diego Díaz Mosqueira MURA_2013/2014 UDC

INDICE

1-Historia

1930 - Steven Kistler descubre los procesos supercriticos.

1931 - Steven Kistler descubre el Aerogel (secado supercritico).

1950-1970 - Monsanto desarrolla la primera operación comercial. Fracaso debido al alto coste y al riesgo de seguridad en la fabricacion.

1980-1990 - BASF intenta comercializar con el producto. Tambien fracasó por la dificultad de la fabricación.

2000 - Cabot consigue crear un nuevo proceso de fabricación (secado subcritico). Este proceso es mas barato y sencillo.

2002 - Cabot crea la patente del Nanogel y construye su primera fabrica en Alemania.


-Fabricación de aerogel de sílice mediante SECADO SUPERCRÍTICO.

-Secado supercrítico: proceso por el cual el componente liquido de estos geles es cambiado por un gas sin alterar la estructura solida.

-Paso 1: creación del gel de silice. Se mezcla alcohol con alcoxido de silicio que al reaccionar crean dioxido de silicio que forma una solucion sol (suspensión coloidal de particulas solidas). Proceso denominado gelificación.

-Paso 2: secado supercritico. Se somete el gel a temperaturas y presiones por encima del valor critico, lo que hace que se evapore el liquido disolvente (alcohol) pero que mantiene la matriz sólida del gel intacta, sin que llegue al colapse como pasaría en la evaporación convencional.

alcohol silica sol Gel de silice aerogelsecado

2-¿Cómo se fabrica?


-Nanomaterial: son materiales con propiedades morfológicas inferiores a 100 nm, es decir, en la que una de sus partes es inferior a esta medida.

-95% poros de aire y 5% solido.

-Alta porosidad y estructura fina.

-Tamaño de las partículas: 0,5 a 3,4 mm

-Densidad: 60-80 kg/m3

-Superficie: hidrofuga.

-Transmisión de luz: 80% por cm.

-Conductividad térmica: 0.018 W/m.K (buen aislante térmico).

-Velocidad del sonido: e=16mm reduce 2 dB, e= 25 mm reduce 5 dB,(buen aislante acústico).

-No presenta decoloraciones ante UV.-No es combustible, ni genera humos.

Sonido

Calor

Light

Light isDiffused

Humedad

Paso de calor minimizado

Reduce la transmisión de sonido


3-¿Qué es el aerogel?¿Cuales son sus propiedades?

-Su uso mas común es en sistemas de acristalamientos.

-Absorbente químico.

-Partículas de aerogel se utilizan como agentes espesantes en algunas pinturas y cosméticos.

-Se puede variar su rendimiento para aplicaciones específicas.

-NASA utiliza aerogel para atrapar las partículas de polvo espacial a bordo de la nave espacial Stardust.

-La Marina de EE.UU. está estudiando usar el aerogel como protección térmica para los buceadores.

-El aerogel se puede utilizar como un sistema de administración de fármacos debido a su biocompatibilidad.

-Dunlop ha incorporado recientemente aerogel en el molde de su nueva serie de raquetas de tenis.


4-¿Cuales son sus aplicaciones?

SISTEMAS DE ACRISTALAMIENTO- El aerogel está disponible en una variedad de sistemas de acristalamiento

Sistemas U-glassSistemas de policarbonato

Sistemas de fibra de vidrio reforzada


4-¿Cuales son sus aplicaciones?

PROPIEDADES

Coeficiente de radiación solar

Transmitancia térmica en W/m².K

Reducción acústica en dB

Transmisión de luz en %

Densidad alta+ aerogel

9-12

35

0.28

0.08

Densidadbaja

20

32

0.31

2.57

Densidadmedia

14

32

0.16

1.25

Densidadalta

8

32

0.10

0.78


5-Sistemas con aerogel 5.1-Paneles de fibra de vidrio reforzada

HIGH CREST SCHOOL, Reino Unido

-Patente del sistema constructivo: Stoakes, kalwall-Composite formado por dos hojas de fibra de vidrio reforzado y una camara rellena con aerogel.-Espesor: 70 mm

-Transmitancia térmica: 0.28 (W/m².K)-Transmisión de luz: 10%-Transmisión de radiación solar: 10%



AYUNTAMIENTO DEL DISTRITO METROPOLITANO, Hemsworth, Reino Unido

-Transmitancia térmica: 0.28 (W/m².K)-Transmisión de luz: 10%-Transmisión de radiación solar: 10%



BUCHWIESEN SCHOOL, Zurich, Switzerland

-Espesor: 50 mm.-Transmitancia térmica: 0.48 (W/m².K)-Transmisión de luz: 25%-Transmisión de radiación solar: 25%



ROOSEVELT SCHOOL, Elkhart, Indiana



PROPIEDADES

16mm

74%

19

2.4

82%

16mm+ aerogel

57%

21

1.31

64%

25mm

71%

18

1.50

66%

25mm+ aerogel

55%

23

0.89

38%

16mm aerogel+16mm aerogel=Trans. térmica 0.75

16mm aerogel+25mm aerogel=Trans. térmica 0.60

25mm aerogel+25mm aerogel=Trans. térmica 0.5Coeficiente de radiación solar

Transmitancia térmica en W/m².K




5-Sistemas con aerogel 5.2-Policarbonatos

MEADOW WOOD SCHOOL, Hertfordshire, Reino Unido

-Espesor: 16 mm. de policarbonato + aerogel-Transmitancia térmica: 1.31 (W/m².K)-Transmisión de luz: 57%-Transmisión de radiación solar: 64%



FABRICA CABOT, Jiangxi, China



-Espesor: 16 mm. de policarbonato + aerogel-Transmitancia térmica: 1.31 (W/m².K)-Transmisión de luz: 57%-Transmisión de radiación solar: 64%

COMPLEJO DEPORTIVO DE CARQUEFOU, Nantes, Francia.



PROPIEDADESStandard

70

41

2.84

16mm + aerogel

47

44

1.80

30

46

1.25

25mm + aerogel

Low-E

70

41

1.70

16mm + aerogel

47

44

1.20

30

46

1.10Transmitancia

térmica en W/m².K



25mm + aerogel

Aerogel Filled

U- Channel Glass

Panel

Clip

Clip Fin


5-Sistemas con aerogel 5.3-U-Glass

VIVIENDA UNIFAMILIAR, Zirl, Austria

-Espesor: U-glass de e= 60 mm + 16 mm. aerogel-Transmitancia térmica: 1.8 (W/m².K) (vs 2.7 sin aerogel)-Porcentaje de transmisión de luz: 47%-Reducción acústica: 44 dB



EDIFICIO DE VIVIENDAS, Munich, Germany

-Espesor: U-glass de e= 60 mm + 25 mm. aerogel-Transmitancia térmica: 1.25 (W/m².K) (vs 2.7 sin aerogel)-Porcentaje de transmisión de luz: 30%-Reducción acústica: 46 dB



EDIFICIO DE VIVIENDAS, Munich, Germany



-Ventajas: - BUEN AISLANTE TERMICO

- AISLANTE ÁCUSTICO

- CONTROL RADIACION SOLAR

- FACIL ADAPTACION A DISTINTOS SISTEMAS

- POCA DENSIDAD (POCO PESO)

- RESISTENTE AL FUEGO


6-Conclusiones

-Inconvenientes: - PRECIO MUY ELEVADO

- NO HAY OPCION DE TRANSPARENCIA

- MENOR PASO DE LUZ

AEROGEL

Engineering

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