Os materiais podem ser classificados em Materiais isolantes ou condutores, dependendo se eles conduzem eletricidade prontamente. Essa classificação depende de quão próximos os elétrons estão em sua estrutura, pois isso é uma indicação da energia necessária para fazê-los se mover (ou seja, conduzir eletricidade) dentro do material. Essa distinção é útil até certo ponto. Por exemplo, a sílica fundida é um isolante 10 trilhões de vezes mais massivo que o cobre, então os dois são frequentemente chamados de excelentes isolantes e condutores, respectivamente. Metais e água não destilada são considerados bons condutores, enquanto plásticos e vidros são bons isolantes.
Neste artigo, contamos tudo o que você precisa saber sobre materiais isolantes, suas características e utilidade.
Características principais
A água quimicamente pura é uma substância isolante. Na natureza, porém, existe em soluções de outras substâncias que possuem íons em sua estrutura com graus relativos de liberdade de movimento. Nesse caso, essas soluções são muito bons condutores elétricos.
As estratégias para evitar acidentes causados por acúmulo eletrostático incluem o aumento da condutividade da superfície, aumentando a umidade relativa. Muitas vezes, sistemas de umidificação são instalados para este fim e são integrados em unidades de ar condicionado. O ar úmido conduz eletricidade e evita o carregamento da superfície.
Ao contrário da crença popular, os isolantes térmicos não são exatamente o oposto dos condutores térmicos. É verdade que os condutores térmicos têm menos resistência à transferência de calor, mas pode-se dizer que todas as substâncias (mesmo que sejam poucas) São condutores térmicos. incluindo isolamento térmico.
Na verdade, quase qualquer objeto ou substância que é aquecido ficará quente. A diferença é que alguma resistência é muito maior antes que essa mudança de temperatura ocorra. Isso permite que certos materiais sejam usados como isolamento. São materiais com resistência ao calor suficiente para o uso pretendido. Por tanto, um dos melhores isolantes térmicos é o próprio vácuo, já que não há nada para aquecer.
O isolamento térmico pode ser usado para inúmeras finalidades, como cobrir cabines de aeronaves ou reforçar áreas fechadas cercadas por altas temperaturas. Alguns dos materiais isolantes específicos que têm validade legal são poliestireno expandido, lã mineral (lã de rocha), placa de sumaúma, poliestireno extrudido, espuma de poliuretano ou cortiça expandida.
Propriedades dos materiais isolantes
Embora seja claro que o desempenho dos materiais de isolamento muda a cada dia que passa, existe um “catálogo padrão” que todos devem conhecer, dada sua facilidade de acesso e utilidade para projetos de restauração de energia. Compreender seus recursos e como funciona requer três fatores: condutividade térmica, resistência térmica e transmitância térmica.
De acordo com o processo de fabricação, os materiais são diferenciados e organizados em:
- Materiais de origem orgânica sintética: Por exemplo, todos os materiais derivados de matérias-primas como petróleo. Eles são encontrados em plásticos.
- Materiais de origem inorgânica: esses materiais não são derivados de células vegetais ou animais, nem estão relacionados ao domínio do carbono (por exemplo, mantas de lã de vidro).
- Materiais de origem natural orgânica: materiais derivados de compostos animais ou vegetais (por exemplo, fibras de cânhamo)
Exemplos de materiais isolantes
Vejamos quais são os exemplos mais conhecidos de materiais isolantes:
- madeira: Condutivo devido à presença de sal e umidade. É frequentemente usado para diferentes estruturas e hastes.
- Silicato: Material isolante, encontrado principalmente em isolantes. Pode ser silicato de alumínio (em porcelana dura) ou silicato de magnésio (em talco ou forsterita). No primeiro caso é um bom suporte para o condutor de aquecimento.
- Argila expandida. É feito de argila natural e é utilizado como agregado para argamassas e concretos, melhorando a capacidade isolante de diversos setores da construção.
- Cerâmica de óxido. Para isolamento de velas de ignição ou para uso em altas temperaturas.
- Copo. Isolamento de curta e média tensão, sem absorção de umidade, mas fácil de machucar.
- Cortiça: Material de baixo peso e baixa densidade, que permite colocar várias camadas, aumentando a eficiência da cortiça. É também um isolante muito impermeável.
- Borracha. A flexibilidade da borracha confere-lhe o seu poder, pois geralmente suporta muitas deformações sem quebrar e voltar à sua forma original. A espuma de borracha também é um material isolante e também pode ser usada como material de isolamento acústico.
- Cerâmica. É um bom isolante com baixa absorção de umidade e alta resistência ao impacto. É frequentemente usado na indústria elétrica.
- Óxido de aluminio. Para peças de isolamento de fogo e isolamento de velas de ignição.
- Plástico. É um dos melhores isolantes porque o aperto de suas ligações de partículas torna quase impossível para os elétrons se libertarem.
Isolamento térmico
Primeiro, descobrimos os isolantes sintéticos. Estes são materiais RTD muito eficazes a preços relativamente baixos. Se esses materiais sintéticos forem combinados com outros tipos de materiais, eles também podem ser usados como isolantes acústicos.
Os materiais isolantes sintéticos mais comuns são:
- rolo refletivo Eles vêm em um ou mais rolos e consistem em bolhas de polietileno e camadas de papel alumínio. Sua espessura pode variar dependendo do clima em que será construído. São isolantes térmicos refletivos. Eles são mais usados onde o clima é equilibrado e uniforme.
- Poliestireno expandido (EPS). É um material que proporciona um bom isolamento térmico sem muita espessura, ou seja, é necessário menos material. Seu uso no piso não é recomendado, portanto, recomenda-se colocá-lo em paredes divisórias ou preencher as lacunas entre elas.
- Poliestireno extrudido (XPS). É o material mais utilizado para isolar a temperatura de uma casa. Material muito parecido com o anterior, mas resistente à umidade e muito peso sem se deformar. Além disso, é composto por lâminas finas que ocupam muito pouco espaço.
- poliuretano. Outro dos materiais de isolamento térmico mais utilizados, o mais importante, é bem conhecido. Pode ser usado na forma de espuma ou na forma de painéis rígidos. Tem boa condutividade térmica. A sua utilização é muito comum em paredes interiores e tectos falsos, ou como espuma personalizada em câmaras de ar ou fendas que necessitem de ser preenchidas. A principal desvantagem deste material é a extração de materiais não renováveis e, portanto, baixa proteção contra incêndio.
Espero que com esta informação possa conhecer melhor os diferentes materiais isolantes que existem e quais as suas características.