¿Qué es el aerogel? – Definición

El aerogel tiene una conductividad térmica muy baja de 0.013 W / m ∙ K. Su densidad también es muy baja, alrededor de 150 kg / m3. Estas son notables propiedades de aislamiento térmico. Ingenieria termal

Aerogel

Aerogel - aislamiento térmico
Una flor está en un trozo de aerogel que se suspende sobre una llama de un mechero Bunsen. El aerogel tiene excelentes propiedades aislantes y la flor está protegida de la llama. Fuente: wikipedia.org Licencia: Dominio público

El aerogel es un material sólido ultraligero poroso sintético derivado de un gel, en el que el componente líquido del gel ha sido reemplazado por un gas (durante un proceso de secado supercrítico). Los aerogeles pueden estar hechos de una variedad de compuestos químicos, pero el material base para el aerogel suele ser silicio. Aerogel tiene una conductividad térmica muy baja de 0,013 W / m ∙ K . Su densidad también es muy baja, aproximadamente 150 kg / m 3 . Estas son notables propiedades de aislamiento térmico. Cabe señalar que los aerogeles pueden tener una conductividad térmica menor que la del gas (el aire tiene aproximadamente 0.025 W / m ∙ K) que contienen. Esto es causado por el efecto Knudsen, una reducción de la conductividad térmica en gases cuando el tamaño de la cavidad que abarca el gas se vuelve comparable a la ruta libre media .

Conductividad térmica del aerogel

Aisladores Térmicos - ParámetrosLa conductividad térmica se define como la cantidad de calor (en vatios) transferida a través de un área cuadrada de material de espesor dado (en metros) debido a una diferencia de temperatura . Cuanto menor sea la conductividad térmica del material, mayor será la capacidad del material para resistir la transferencia de calor y, por lo tanto, mayor será la efectividad del aislamiento. Valores de conductividad térmica típica para aerogeles  son alrededor  0.013W / m ∙ K .

En general, el aislamiento térmico se basa principalmente en la muy baja conductividad térmica de los gases . Los gases poseen malas propiedades de conducción térmica en comparación con los líquidos y los sólidos, y por lo tanto son un buen material de aislamiento si pueden quedar atrapados (por ejemplo, en una estructura similar a la espuma). El aire y otros gases son generalmente buenos aislantes. Pero el principal beneficio es la ausencia de convección. Por lo tanto, muchos materiales aislantes (por ejemplo, aerogel) funcionan simplemente al tener una gran cantidad de bolsas llenas de gas que evitan la convección a gran escala .

La alternancia de la bolsa de gas y el material sólido hace que el calor se transfiera a través de muchas interfaces, lo que provoca una disminución rápida del coeficiente de transferencia de calor.

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