En l'eficiència energètica dels edificis, els equips d'energia renovable i els sistemes industrials, els materials d'aïllament tèrmic rarament es converteixen en el focus de discussió, però afecten directament si l'energia s'utilitza de manera eficient. En els darrers anys, l'aerogel de sílice ha començat a aparèixer amb freqüència en les discussions sobre renovacions d'estalvi d'energia- i noves aplicacions de materials. Des de materials de laboratori fins a projectes d'enginyeria, la seva aparició sovint va acompanyada d'una pregunta: aquest material d'alt rendiment-és realment més respectuós amb el medi ambient?
Les seves capacitats d'aïllament tèrmic
L'aerogel de sílice va cridar l'atenció per primera vegada no pel seu "ecològic", sinó perquè el seu rendiment era excepcional. Com a material altament porós, l'aerogel s'omple de porus a nanoescala i l'aire està confinat dins d'aquests petits espais, cosa que dificulta la propagació de la calor per convecció i conducció. Això li permet aconseguir un aïllament tèrmic important fins i tot en gruixos molt prims.
En alguns projectes de renovació d'edificis, els contractistes han trobat que l'ús d'aerogel pot millorar el rendiment d'aïllament sense augmentar significativament el gruix de la paret; també pot funcionar de manera fiable en espais confinats a les capes exteriors de canonades i equips industrials. Aquesta característica d'"utilitzar menys, aconseguir més" ha portat a poc a poc a ser considerat un representant dels materials d'aïllament d'alt rendiment-.
Els efectes-d'estalvi d'energia són evidents principalment durant la fase d'ús
Des d'una perspectiva de sostenibilitat, la compatibilitat amb el medi ambient d'un material no es pot jutjar únicament pel seu procés de producció. Per als materials d'aïllament, el factor més crucial és quant es pot reduir el consum d'energia durant l'ús.
Una part important del consum energètic dels edificis prové dels sistemes de refrigeració i calefacció. Com més estable sigui el rendiment de l'aïllament tèrmic, menor serà la freqüència de funcionament de l'equip i més significatiu serà l'estalvi d'energia acumulat a llarg termini-. L'avantatge de l'aerogel en aquesta fase rau més en l'"-estalvi d'energia a llarg termini" que en una-millora única.
La lògica és similar en el sector industrial. La pèrdua de calor de canonades i equips d'-alta temperatura afecta directament l'eficiència energètica. Una capa d'aïllament estable significa menys residus de calor i menors costos operatius. Des d'aquesta perspectiva, el valor ambiental de l'aerogel no és que el material en si sigui "més verd", sinó més aviat la reducció del malbaratament energètic al llarg de la seva vida útil.
Els costos reals del procés de fabricació
Tanmateix, l'aerogel no és un material "-fàcil de-fabricar". La seva preparació inclou diversos passos, com ara la reacció de sol-gel, l'envelliment i l'assecat, amb el procés d'assecat que requereix equips sofisticats i un consum d'energia important. Aquesta és una de les principals raons per les quals l'aerogel ha estat històricament car i les seves aplicacions limitades.
En els darrers anys, amb l'avenç de la tecnologia d'assecat a pressió atmosfèrica i els processos de recuperació de dissolvents, el procés de producció s'està optimitzant gradualment. La reducció del consum d'energia per unitat i la millora de la utilització de les matèries primeres han mitigat la càrrega ambiental de la fabricació d'aerogels. Tot i que el seu procés de producció encara és més complex que el dels materials d'aïllament tradicionals, la bretxa s'està reduint.
Canvis provocats per la vida útil
En comparació amb alguns materials d'aïllament que envelleixen fàcilment o requereixen substitucions freqüents, l'aerogel presenta un rendiment relativament estable pel que fa a la resistència a alta-temperatura, la resistència a l'envelliment i la resistència al foc. En condicions de disseny i construcció raonables, la seva vida útil sovint es pot mantenir durant molt de temps.
Això vol dir que, des de la perspectiva del cicle de vida, no requereix l'eliminació i la substitució repetides. El nombre reduït de cicles de construcció comporta un menor cost de transport i eliminació de residus. Aquesta característica de "baix-manteniment" sovint es valora més en l'enginyeria pràctica que no pas simplement el rendiment del material, i també millora l'eficiència global de l'ús dels recursos fins a cert punt.
Les realitats del reciclatge i l'eliminació
Des de la perspectiva del reciclatge, els aerogels encara presenten reptes pràctics. En aplicacions pràctiques, normalment s'utilitzen en materials compostos amb fibres, pel·lícules o altres substrats, cosa que dificulta el posterior desmuntatge i reciclatge. Un sistema de reciclatge madur i a gran-escala encara està en fase d'exploració.
Tanmateix, des del punt de vista de la seguretat mediambiental, l'aerogel de sílice en si és químicament estable, no conté halògens i no allibera gasos tòxics en condicions de combustió o de temperatura elevada. Això li confereix certs avantatges en edificis públics i projectes industrials, i redueix els riscos ambientals durant l'ús.
La seva posició actual
En general, l'aerogel de sílice no és un "material verd perfecte", però demostra un fort potencial de sostenibilitat en termes d'aïllament d'alta-eficiència, ús-a llarg termini i seguretat. El seu valor mediambiental rau més en l'estalvi d'energia a llarg termini-i en la reducció de residus de recursos que en el baix consum d'energia en un sol procés.
Amb els processos de fabricació millorats i l'experiència acumulada en l'aplicació, l'aerogel s'està movent gradualment d'un nínxol de material-de gamma alta a una gamma més àmplia d'aplicacions d'enginyeria i construcció. En el context de les demandes d'eficiència energètica en constant creixement, aquest material està trobant el seu lloc, no com una solució universal, sinó com una opció més eficient per a problemes específics.