Aerogel: cos'è, a cosa serve, principali proprietà dell'isolante

Spesso quando pensiamo all’isolamento degli ambienti domestici abbiamo in mente pannelli voluminosi e dallo spessore consistente, che va a ridurre la superficie interna a nostra disposizione, soprattutto quando non si hanno intercapedini da sfruttare o non si può isolare i propri solai mediante l’insufflazione di cellulosa o altro materiale in fiocchi al loro interno.

Per ottimizzare gli spazi interni e al tempo stesso avere un’elevata efficienza termica, i fogli di aerogel potrebbero essere la soluzione adatta voi, grazie alla loro bassissima densità, alla loro estrema leggerezza e soprattutto alle importanti proprietà isolanti.

Ma andiamo ad elencare meglio le caratteristiche di questo materiale, analizzandone la composizione chimica e i principali utilizzi, sia nell’ambito edilizio che in altri settori.

Un silicato poroso ad alto contenuto di aria

L’aerogel si configura come un silicato, la cui parte liquida viene sostituita con un gas, dando come risultato una schiuma dalla struttura a celle il cui 99,8% è composto solo ed esclusivamente da aria, e col diossido di silicio a coprire il restante 0,2%.

Tale composizione chimica lo rende un materiale leggerissimo: basti pensare infatti che la sua densità è mille volte inferiore a quella del normale vetro, anch’esso composto da silicio, pari a circa 100-150 kg/m3.

Questa particolare caratteristica fisica rende l’aerogel anche poroso, ed è proprio la porosità superficiale ad essere sfruttata per l’isolamento termico: infatti i micro-fori rallentano la dispersione del calore tra l’ambiente interno e quello esterno, trattenendolo all’interno, mantenendo la giusta temperatura e riducendo i consumi dell’impianto di riscaldamento.

La struttura a celle inibisce inoltre il passaggio d’aria all’interno dei micro-reticoli, inibendo i moti convettivi degli ambienti e implementando l’efficienza energetica globale.

aerogel

Il silicio: un composto che inibisce la conducibilità termica

Se pensiamo poi al fatto che il silicio è un composto chimico che per natura è uno scarso conduttore, l’aerogel si dimostra un ottimo isolante, con il coefficiente di conducibilità termica più basso tra i materiali isolanti disponibili sul mercato, pari a 0,013-0,014 W/mK.

Il diossido di silicio inoltre rende l’aerogel resistente a un range di temperature compreso tra -200 e +200 gradi centigradi, mentre la sua combinazione col carbonio contribuisce a inibire l’irraggiamento termico, poiché quest’ultimo assorbe lo spettro dei raggi infrarossi, responsabili della trasmissione del calore da una superficie all’altra.

Un composto igroscopico e dalle caratteristiche fonoassorbenti

Il silicio possiede anche proprietà essiccanti e igroscopiche, vale a dire è in grado di assorbire umidità e acqua e la rilascia gradualmente a seconda del clima.

Tale caratteristica però, grazie ad appositi trattamenti, può essere eliminata, rendendo l’aerogel un materiale idrorepellente, in grado di resistere al contatto con umidità e infiltrazioni e di non degradarsi.

Per quanto riguarda infine l’isolamento acustico, la posa di aerogel in contesti abitativi e di lavoro contribuisce ad assorbire le vibrazioni, evitando la stesura di ulteriori fogli o pannelli, poiché un solo strato di aerogel è in grado di offrire al tempo stesso un ottimo isolamento termico e acustico.

In che modo viene utilizzato l’isolante Aerogel nel contesto edilizio?

In virtù delle proprietà che abbiamo elencato finora, l’aerogel viene lavorato per ottenere sotilissimi materassini o pannelli isolanti, di lunghezza variabile e dallo spessore che varia da 5 a 40 millimetri, che possono essere facilmente applicati a parete, ma il cui utilizzo ottimale è la posa sotto il piano di calpestio, magari prima della stesura di un pavimento in legno.

Un altro modo per efficace per isolare casa con l’aerogel è la sua posa esterna, realizzando così un cappotto termico sottilissimo e in grado di riqualificare a livello energetico qualunque edificio.

Nel caso non sia possibile creare un cappotto esterno, a causa della particolare forma architettonica delle mura esterne, la loro esiguità di spessore e leggerezza si adatta anche alla realizzazione di un cappotto termico interno, che riduce al minimo gli ingombri e massimizza la cubatura delle stanze, pur assicurando un elevato isolamento termoacustico.

A prescindere dalla tipologia di posa, è bene però stendere tra il muro e il materassino di aerogel una membrana impermeabile al vapore, per evitare la formazione della condensa, la quale può inficiare la tenuta del pannello, imbibendolo fino a renderlo inutilizzabile.

Come avviene e quanto costa al metro quadro la posa dell’aerogel?

Per posar ei fogli di aerogel non è necessario realizzare intelaiature di supporto: infatti basta incollarlo direttamente a parete mediante resine apposite, aspettare che il pannello si sia indurito e procedere con l’intonacatura e l’imbiancatura delle pareti.

Esistono poi anche pannelli con un rivestimento in alluminio o altro materiale, molto simili al cartongesso, che accorciano i tempi di lavorazione e permettono di evitare l’intonacatura, interna o esterna, delle pareti da isolare.

Il costo dei fogli di aerogel sono purtroppo molto elevati: infatti si va da poco più di 70 euro a oltre 250, a seconda dello spessore e delle dimensioni, così come della presenza di un ulteriore strato isolante oltre all’aerogel stesso.

Quali sono gli altri ambiti di utilizzo dell’aerogel?

Dato che la sua scoperta risale agli Anni ’30, l’aerogel è stato sperimentato nel tempo in numerosi settori applicativi, primo tra tutti quello aerospaziale, dove la NASA lo ha impiegato per realizzare un filtro speciale, in grado di catturare le particelle di polvere interstellare durante il viaggio della sonda Stardust.

Altra applicazione in ambito spaziale è stata la realizzazione dello strato d’isolante termico per il Mars Exploration Rover, così come di quello delle tute spaziali per gli astronauti, in virtù del suo basso coefficiente di densità.

Altri campi d’utilizzo sono stati poi il settore automobilistico, quello navale e il comparto dell’abbigliamento, nel quale viene utilizzato come materiale tecnico per produrre capi adatti a resistere a climi molto rigidi.

Utilizzo molto particolare è infine quello legato alla realizzazione di dispensatori di farmaci, in virtù delle sue caratteristiche igroscopiche e della porosità della superficie, così come quello connesso con la produzione dei cosiddetti supercondensatori, proprio per la capacità dell’aerogel di assorbire picchi di corrente molto elevati; una caratteristica, questa, che contribuisce ad abbassare notevolmente i valori di impedenza del condensatore che si avvale di tale materiale.