Materiales aislantes

Los materiales se pueden clasificar en materiales aislantes o conductores, dependiendo de si conducen fácilmente la electricidad. Esta clasificación depende de qué tan cerca estén los electrones en su estructura, ya que esto es una indicación de la energía requerida para hacerlos moverse (es decir, conducir electricidad) dentro del material. Esta distinción es útil hasta cierto punto. Por ejemplo, la sílice fundida es un aislante 10 billones de veces más masivo que el cobre, por lo que a menudo se hace referencia a los dos como excelentes aislantes y conductores, respectivamente. Los metales y el agua sin destilar se consideran buenos conductores, mientras que los plásticos y el vidrio son buenos aislantes.

En este artículo te contamos todo lo que debes saber sobre los materiales aislantes, sus características y utilidad.

Características principales

El agua químicamente pura es una sustancia aislante. En la naturaleza, sin embargo, existe en soluciones de otras sustancias que tienen iones en su estructura con grados relativos de libertad de movimiento. En este caso, estas soluciones son muy buenos conductores eléctricos.

Las estrategias para evitar accidentes causados ​​por la acumulación electrostática incluyen aumentar la conductividad de la superficie aumentando la humedad relativa. Muchas veces, los sistemas de humidificación se instalan para este fin y se integran en las unidades de aire acondicionado. El aire húmedo conduce la electricidad y evita la carga superficial.

Al contrario de lo que parece, los aislantes térmicos no son exactamente lo contrario de los conductores térmicos. Es cierto que los conductores térmicos tienen menos resistencia a la transferencia de calor, pero se puede decir que todas las sustancias (aunque sean pocas) son conductoras térmicas, incluidos los aislantes térmicos.

De hecho, casi cualquier objeto o sustancia que se caliente se calentará. La diferencia es que cierta resistencia es mucho más larga antes de que ocurra este cambio de temperatura. Esto permite que ciertos materiales se utilicen como aislamiento. Son materiales con suficiente resistencia al calor para su uso previsto. Por tanto, uno de los mejores aislantes térmicos es el propio vacío, ya que no hay nada que calentar.

El aislamiento térmico se puede utilizar para innumerables propósitos, como cubrir cabinas de aviones o reforzar áreas cerradas rodeadas de altas temperaturas. Algunos de los materiales aislantes específicos que tienen validez legal son el poliestireno expandido, la lana mineral (lana de roca), el tablero de capoc, el poliestireno extruido, la espuma de poliuretano o el corcho expandido.

Propiedades de los materiales aislantes

Si bien está claro que el rendimiento de los materiales aislantes cambia cada día que pasa, existe un «catálogo estándar» que todos deberían conocer, dada su facilidad de acceso y utilidad para proyectos de restauración de energía. Comprender sus capacidades y cómo funciona requiere tres factores: conductividad térmica, resistencia térmica y transmitancia térmica.

Según el proceso de fabricación, los materiales se diferencian y organizan en:

• Materiales de origen orgánico sintético: Por ejemplo, todos los materiales derivados de materias primas como el petróleo. Se encuentran en plásticos.
• Materiales de origen inorgánico: estos materiales no se derivan de células vegetales o animales, ni están relacionados con el ámbito del carbono (p. ej., mantas de lana de vidrio).
• Materiales de origen natural orgánico: materiales derivados de compuestos animales o vegetales (por ejemplo, fibras de cáñamo)

Ejemplos de materiales aislantes

Vamos a ver cuáles son los ejemplos más conocidos de los materiales aislantes:

• Madera: Conductivo debido a la presencia de sal y humedad. A menudo se utiliza para diferentes estructuras y varillas.
• Silicato: Material aislante, que se encuentra principalmente en aisladores. Puede ser silicato de aluminio (en porcelana dura) o silicato de magnesio (en talco o forsterita). En el primer caso es un buen soporte para el conductor calefactor.
• Arcilla expandida. Está hecho de arcilla natural y se utiliza como árido para morteros y hormigones, mejorando la capacidad aislante de diferentes sectores de la construcción.
• Cerámica de óxidos. Para aislamiento de bujías, o para uso a altas temperaturas.
• Vidrio. Aislamiento de corto y medio voltaje, sin absorción de humedad pero fácil de magullar.
• Corcho: Material de bajo peso y baja densidad, que permite colocar múltiples capas, aumentando la eficiencia del corcho. También es un aislante muy impermeable.
• Goma. La flexibilidad del caucho le da su poder, ya que generalmente puede soportar muchas deformaciones sin romperse y volver a su forma original. La gomaespuma también es un material aislante y también se puede utilizar como material de insonorización.
• Cerámica. Es un buen aislante con baja absorción de humedad y alta resistencia al impacto. A menudo se utiliza en la industria eléctrica.
• Óxido de aluminio. Para piezas de aislamiento contra incendios y aislamiento de bujías.
• Plástico. Es uno de los mejores aislantes porque la estrechez de sus enlaces de partículas hace que sea casi imposible que se liberen electrones.

Aislantes térmicos

Primero, descubrimos los aisladores sintéticos. Estos son materiales RTD muy efectivos a precios relativamente bajos. Si estos materiales sintéticos se combinan con otro tipo de materiales, también se pueden utilizar como aislamiento acústico.

Los materiales aislantes sintéticos más comunes son:

• Rollo reflexivo. Vienen en uno o más rollos y consisten en burbujas de polietileno y capas de aluminio. Su espesor puede variar dependiendo del clima en el que se vaya a construir. Son aislantes térmicos reflectantes. Se utilizan más donde el clima es equilibrado y uniforme.
• Poliestireno Expandido (EPS). Es un material que proporciona un buen aislamiento térmico sin mucho espesor, es decir, se requiere menos material. No se recomienda su uso en el suelo, por lo que se recomienda colocarlo en tabiques o rellenar los huecos entre ellos.
• Poliestireno extruido (XPS). Es el material más utilizado para aislar la temperatura de una vivienda. Material muy similar al anterior, pero resistente a la humedad y mucho peso sin deformarse. Además, está formado por finas láminas que ocupan muy poco espacio.
• Poliuretano. Otro de los materiales de aislamiento térmico más utilizados, el más importante, es de sobra conocido. Se puede utilizar en forma de espuma o en forma de paneles rígidos. Tiene buena conductividad térmica. Su uso es muy habitual en paredes interiores y falsos techos, o como espuma a medida en cámaras de aire o fisuras que necesiten ser rellenadas. El principal inconveniente de este material es la extracción de materiales no renovables y por tanto la baja protección contra incendios.

Espero que con esta información puedan conocer más sobre los diferentes materiales aislantes que existen y cuáles son sus características.