Con una bassa attitudine alla conduzione del calore, l’Aerogel è uno tra i migliori termo-isolanti; in grado di garantire un notevole risparmio di energia.

La struttura, composta tra il novantacinque e il novantanove percento di aria e il restante da biossido di Silicio, rende l’Aerogel uno dei materiali più leggeri ed efficienti al mondo.

Per la produzione dell’Aerogel, con la sua struttura solida tanto leggera quanto termo-isolante, si parte da un gel a base di biossido di Silicio.

Attraverso un processo di disidratazione, generalmente eseguito a temperatura e pressione elevata, la parte liquida del gel è sostituita da una componente gassosa.

Ciò che si ottiene è un reticolo tridimensionale solido, formato da bolle d’aria con bassa conduttività termica.

Le ottime doti termo-isolanti, associate al peso relativamente basso, rendono l’aerogel, un materiale molto versatile per svariate applicazioni tecnologiche; che si estendono dall’isolamento termico delle tute spaziali, alla coibentazione degli edifici civili.

Anche se termicamente molto efficiente, l’elevato costo di produzione rende l’Aerogel poco diffuso nel settore civile.

Attraverso una nuova composizione, che prevede l’utilizzo di anidride supercritica al posto del biossido di Silicio, il costo di fabbricazione dell’Aerogel è notevolmente ridotto. Permettendo di produrre, in maniera più economica, uno dei migliori isolanti termici integrabili nel settore dell’edilizia.

Risparmiare energia con un isolante termico efficiente:

La struttura solida dell’Aerogel, presenta una densità compresa tra i sessanta e gli ottanta chilogrammi al metro cubo.

Ciò permette all’Aerogel di avere una densità poco superiore alla lana di vetro, uno dei più diffusi isolanti termici; con densità compresa tra i dieci e i settanta chilogrammi al metro cubo.

Quando un materiale è sottoposto a una sorgente di calore, la conduzione dell’energia termica è influenzata dalla struttura del materiale stesso.

Nei materiali solidi la conduzione di energia termica, per effetto del gradiente di temperatura (differenza di temperatura), avviene per conduzione.

Il gradiente di temperatura fa si che il calore, sotto forma di energia termica, si propaghi spontaneamente da una zona ad alta temperatura verso una zona a bassa temperatura.

Nell’aria, attraverso il moto convettivo che spinge la massa d’aria calda in alto e la massa di aria fredda in basso, la conduzione del calore avviene per convezione.

Le bolle d’aria, che formano la struttura del reticolo tridimensionale, oltre a ridurre la densità del materiale ostacolano la conduzione del calore.

Essendo le bolle d’aria isolate l’una dall’altra, non essendoci quindi interazioni tra le masse d’aria presenti nelle singole bolle, non si generano i moti convettivi per la propagazione del calore.

La struttura solida dell’Aerogel può essere quindi immaginata come un insieme di bolle, termicamente isolate l’una dall’altra, in modo da ostacolare la trasmissione del calore. Ciò rende l’Aerogel un eccellente materiale termo-isolante, con una conducibilità termica stimata tra 0,015 e 0,021 Watt al metro per grado Kelvin.

Inoltre la struttura solida dell’Aerogel, formata da un reticolo tridimensionale costituito da bolle d’aria, permette di realizzare superfici termo-isolanti con spessore notevolmente ridotto e con un basso valore di conducibilità termica.

Produzione dell’Aerogel:

Per la produzione dell’Aerogel si utilizza una miscela chimica chiamata colloide, costituita da alcool liquido, come l’Etanolo, e il biossido di Silicio.

Essendo la miscela formata da due elementi in fasi differenti, l’Etanolo in fase liquida e il biossido di Silicio in fase solida, è definita eterogenea.

Mescolando l’Etanolo con il biossido di Silicio si ottiene il gel di Silicio, una sostanza dalla consistenza gelatinosa chiamata Sol-Gel.

Ponendo il Sol-Gel in un contenitore pressurizzato, in condizioni di elevati valori di temperatura e pressione, attraverso l’iniezione diretta del carbonio supercritico si ottiene la completa rimozione del liquido contenuto nel Sol-Gel. Ottenendo in questo modo l’Aerogel.

L’Aerogel e l’efficienza energetica:

Leggero, efficiente e poroso; l’Aerogel è uno dei migliori materiali termo-isolanti.

Ampiamente utilizzato nell’industria aerospaziale, per la produzione degli isolanti temici delle tute spaziali; l’Aerogel ha proprietà tali che lo rende particolarmente adatto anche per l’isolamento termico anche degli edifici.

Con le politiche energetiche europee improntate verso l’efficienza energetica, materiali termo-isolanti come l’Aerogel permetterebbe di realizzare eccellenti coibentazioni in grado di garantire un notevole risparmio di energia necessaria per climatizzare le abitazioni.

L’Aerogel, con costi di fabbricazione ancora relativamente elevati, è un materiale termo-isolante ancora poco utilizzato nelle costruzioni civili, ma con enormi potenzialità.

Gianni Truini