Els materials es poden classificar a materials aïllants o conductors, depenent de si condueixen fàcilment lelectricitat. Aquesta classificació depèn de què tan a prop estiguin els electrons a la seva estructura, ja que això és una indicació de l'energia requerida per fer-los moure (és a dir, conduir electricitat) dins del material. Aquesta distinció és útil fins a cert punt. Per exemple, la sílice fosa és un aïllant 10 bilions de vegades més massiu que el coure, per la qual cosa sovint es fa referència a tots dos com a excel·lents aïllants i conductors, respectivament. Els metalls i l'aigua sense destil·lar es consideren bons conductors, mentre que els plàstics i el vidre són bons aïllants.
En aquest article t'expliquem tot el que has de saber sobre els materials aïllants, les característiques i la utilitat.
característiques principals
L'aigua químicament pura és una substància aïllant. A la natura, però, existeix en solucions d'altres substàncies que tenen ions a la seva estructura amb graus relatius de llibertat de moviment. En aquest cas, aquestes solucions són molt bons conductors elèctrics.
Les estratègies per evitar accidents causats per l'acumulació electrostàtica inclouen augmentar la conductivitat de la superfície augmentant la humitat relativa. Moltes vegades, els sistemes d'humidificació s'instal·len per a aquest fi i s'integren a les unitats d'aire condicionat. L'aire humit porta l'electricitat i evita la càrrega superficial.
Al contrari del que sembla, els aïllants tèrmics no són exactament el contrari dels conductors tèrmics. És cert que els conductors tèrmics tenen menys resistència a la transferència de calor, però es pot dir que totes les substàncies (encara que siguin poques) són conductores tèrmiques, inclosos els aïllants tèrmics.
De fet, gairebé qualsevol objecte o substància que s'escalfi s'escalfarà. La diferència és que certa resistència és molt més llarga abans que passi aquest canvi de temperatura. Això permet que certs materials s'utilitzin com a aïllament. Són materials amb suficient resistència a la calor per al seu ús previst. Per tant, un dels millors aïllants tèrmics és el mateix buit, ja que no hi ha res a escalfar.
L'aïllament tèrmic es pot utilitzar per a innombrables propòsits, com ara cobrir cabines d'avions o reforçar àrees tancades envoltades d'altes temperatures. Alguns dels materials aïllants específics que tenen validesa legal són el poliestirè expandit, la llana mineral (llana de roca), el tauler de capoc, el poliestirè extruït, l'escuma de poliuretà o el suro expandit.
Propietats dels materials aïllants
Si bé és clar que el rendiment dels materials aïllants canvia cada dia que passa, hi ha un «catàleg estàndard» que tots haurien de conèixer, atesa la facilitat d'accés i utilitat per a projectes de restauració d'energia. Comprendre les seves capacitats i com funciona requereix tres factors: conductivitat tèrmica, resistència tèrmica i transmitància tèrmica.
Segons el procés de fabricació, els materials es diferencien i organitzen a:
- Materials d'origen orgànic sintètic: Per exemple, tots els materials derivats de matèries primeres com el petroli. Es troben a plàstics.
- Materials d'origen inorgànic: aquests materials no es deriven de cèl·lules vegetals o animals, ni estan relacionats amb l'àmbit del carboni (p. ex. mantes de llana de vidre).
- Materials d'origen natural orgànic: materials derivats de compostos animals o vegetals (per exemple, fibres de cànem)
Exemples de materials aïllants
Veurem quins són els exemples més coneguts dels materials aïllants:
- fusta: Conductiu degut a la presència de sal i humitat. Sovint es fa servir per a diferents estructures i varetes.
- Silicat: Material aïllant, que es troba principalment en aïlladors. Pot ser silicat d'alumini (en porcellana dura) o silicat de magnesi (en talc o forsterita). En el primer cas, és un bon suport per al conductor calefactor.
- argila expandida. Està fet d'argila natural i s'utilitza com a àrid per a morters i formigons, millorant la capacitat aïllant de diferents sectors de la construcció.
- Ceràmica d'òxids. Per aïllament de bugies, o per a ús a altes temperatures.
- Vidre. Aïllament de curt i mig voltatge, sense absorció d'humitat però fàcil de magollar.
- Suro: Material de baix pes i baixa densitat, que permet col·locar múltiples capes, augmentant l'eficiència del suro. També és un aïllant molt impermeable.
- Goma. La flexibilitat del cautxú li dóna el seu poder, ja que generalment pot suportar moltes deformacions sense trencar-se i tornar-ne a la forma original. La gomaescuma també és un material aïllant i també es pot utilitzar com a material d'insonorització.
- Ceràmica. És un bon aïllant amb baixa absorció dhumitat i alta resistència a limpacte. Sovint s'utilitza a la indústria elèctrica.
- Òxid dalumini. Per a peces d'aïllament contra incendis i aïllament de bugies.
- Plàstic. És un dels millors aïllants perquè l'estretor dels seus enllaços de partícules fa que sigui gairebé impossible que s'alliberin electrons.
Aïllants tèrmics
Primer, descobrim els aïlladors sintètics. Aquests són materials RTD molt efectius a preus relativament baixos. Si aquests materials sintètics es combinen amb un altre tipus de materials, també es poden utilitzar com a aïllament acústic.
Els materials aïllants sintètics més comuns són:
- Rotlle reflexiu. Vénen en un o més rotllos i consisteixen en bombolles de polietilè i capes d'alumini. El seu gruix pot variar depenent del clima en què es construeixi. Són aïllants tèrmics reflectants. Es fan servir més on el clima és equilibrat i uniforme.
- Poliestirè Expandit (EPS). És un material que proporciona un bon aïllament tèrmic sense gaire gruix, és a dir, es requereix menys material. No es recomana el seu ús a terra, per la qual cosa es recomana col·locar-lo en envans o emplenar els buits entre ells.
- Poliestirè extruït (XPS). És el material més utilitzat per aïllar la temperatura dun habitatge. Material molt similar a l'anterior, però resistent a la humitat i molt de pes sense deformar-se. A més, està format per fines làmines que ocupen molt poc espai.
- Poliuretà. Un altre dels materials d'aïllament tèrmic més utilitzats, el més important, és prou conegut. Es pot utilitzar en forma dʻescuma o en forma de panells rígids. Té bona conductivitat tèrmica. El seu ús és molt habitual en parets interiors i falsos sostres, o com a escuma a mida en càmeres d'aire o fissures que necessitin ser emplenades. El principal inconvenient daquest material és lextracció de materials no renovables i per tant la baixa protecció contra incendis.
Espero que amb aquesta informació puguin conèixer més sobre els diferents materials aïllants que existeixen i quines en són les característiques.