Aerogel nanoestructurado a base de sílice: aplicaciones en aislamiento térmico
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DOI:
https://doi.org/10.56845/terys.v4i1.483Palabras clave:
nanomateriales, materiales ultraligeros, método sol-gel, superaislantes, estructura nanoporosaResumen
Ante la creciente demanda de recursos y energía en la actualidad, se buscan materiales que tengan las mismas propiedades que los convencionales o, incluso, mejores con menos recursos. Es de vital importancia encontrar materiales sostenibles que sean capaces de aminorar los daños ambientales de origen antrópico. Por tanto, en el presente trabajo se describe el potencial de los aerogeles a base de sílice, con el propósito de ser aplicado en el sector de la construcción como aíslate térmico. El aerogel de sílice (AS) debido a su estructura nanoporosa reduce considerablemente la transmisión de calor, lo que puede ayudar a disminuir el uso de calefacción o refrigeración, minimizando la utilización de recursos. En comparación a materiales convencionales que tienen limitantes y, que, si no son tratados adecuadamente generan residuos contaminantes. La implementación de AS a materiales como el hormigón, recubrimientos como yeso o, incluso, ventanas reducen significativamente la entrada de temperatura. El AS promete mucho en el futuro como nanomaterial sustentable. Por el momento es utilizado en aplicaciones específicas, por tanto, aún se encuentra en desarrollo con costos de producción elevados. No obstante, se busca la producción de cantidades industriales para aumentar su accesibilidad a construcciones convencionales.
Citas
Berardi, U. & Nosrati, R. (2018). Long-term performances of aerogel-enhanced insulating materials. Energy, 147, 1188-1202. https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.01.053
Berardi, U. (2019). Aerogel-enhanced insulation for building applications. In Nanotechnology in Eco-efficient Construction (pp. 395–416). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-102641-0.00017-7
Buratti, C., Moretti, E., Belloni, E. & Agosti, F. (2014). Development of innovative aerogel based plasters: preliminary thermal acoustic performance evaluation. Sustainability, 6 (9), 5839-5852. https://doi.org/10.3390/su6095839
Cuce, E., Cuce, P. M., Wood, C. J. & Riffat, S. B. (2014). Toward aerogel based thermal superinsulation in buildings: A comprehensive review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 34, 273-299. https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.03.017
Elhegazy, H., Zhang, J., Amoudi, O., Zaki, J. N., Yahia, M., Eid, M. & Mahdi, I. (2024). An Exploratory Study on the Impact of the Construction Industry on Climate Change. Journal of Industrial Integration and Management, 9(3), 397-418, https://doi.org/10.1142/S2424862222500282
Fickler, S., Milow, B., Ratke, L., Schnellenbach-Held, M. & Welsch, T. (2015). Development of high performance aerogel concrete. Energy Procedia, 78, 406-411. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2015.11.684
Goryunova, K. I. & Gahramanli, Y. N. (2024). Insulating materials based on silica aerogel composites: synthesis, properties and application. RSC Advances, 14(47), 34690– 34707. https://doi.org/10.1039/D4RA04976D
Hasan, M. A., Sangashetty, R., Esther, A. C. M., Patil, S. B., Sherikar, B. N. & Dey, A. (2017). Prospect of Thermal Insulation by Silica Aerogel: A Brief Review. Journal of The Institution of Engineers (India): Series D, 98, 297–304. https://doi.org/10.1007/s40033-017-0136-1
Jang, D., Yoon, H.N., Seo, J., Lee, H.K. & Kim G.M. (2021). Effects of silica aerogel inclusion on the stability of heat generation and heat-dependent electrical characteristics of cementitious composites with CNT. Cement and Concrete Composites, 115, 1-7. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2020.103861
Koebel, M., Rigacci, A. & Achard, P. (2012). Aerogel-based thermal superinsulation: an overview. Journal of Sol-Gel Science and Technology, 63, 315–339. https://doi.org/10.1007/s10971-012-2792-9
Li, C., Chen, Z., Dong, W., Lin, L., Zhu, X., Liu, Q., Zhang, Y., Zhai, N., Zhou, Z., Wang, Y., Chen, B., Ji, Y., Chen, X., Xu, X., Yang, Y. & Zhang, H. (2021). A review of silicon-based aerogel thermal insulation materials: Performance optimization through composition and microstructure. Journal of Non-Crystalline Solids, 553, 1-18. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2020.120517
Liu, Z. h., Ding, Y. d., Wang, F. & Deng, Z. p. (2016). Thermal insulation material based on SiO2 aerogel. Construction and Building Materials, 122, 548–555. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.06.096
Lu, L., Wang, H., Yun, S., Hu, J. & Wang, M. (2024). A state-of-the-art review of novel aerogel insulation materials for building exterior walls. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 46(1), 16231–16252. https://doi.org/10.1080/15567036.2024.2424915
Naciones Unidas (2015). La Asamblea General adopta la Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible. Naciones Unidas. https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/2015/09/la-asamblea-general-adopta-la-agenda-2030-para-el-desarrollo-sostenible/
Ng, S., Jelle, B. P., Sandberg, L. I., Gao, T. & Wallevik, O.H. (2015). Experimental investigations of aerogel-incorporated ultra-high performance concrete. Construction and Building Materials, 77, 307-316. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.12.064
Niculescu, A. G., Tudorache, D. I., Bocioagă, M., Mihaiescu, D. E., Hadibarata, T. & Grumezescu, A. M. (2024). An Updated Overview of Silica Aerogel-Based Nanomaterials. Nanomaterials, 14(5), 1-23. https://doi.org/10.3390/nano14050469
Rashid, A. B., Shishir, S. I., Mahfuz, Md. A., Hossain, Md. T. & Hoque, Md. E. (2023). Silica Aerogel: Synthesis, Characterization, Applications, and Recent Advancements. Particle & Particle Systems Characterization, 40(6), 1-22. https://doi.org/10.1002/ppsc.202200186
Saboktakin, A. & Saboktakin, M. R. (2015). Improvements of reinforced silica aerogel nanocomposites thermal properties for architecture applications. International Journal of Biological Macromolecules, 72, 230–234. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2014.08.024
Wang, J., Petit, D. & Ren, S. (2020). Transparent thermal insulation silica aerogels. Nanoscale Advances, 2(12), 5504–5515. https://doi.org/10.1039/D0NA00655F
Xiong, F., Zhou, J., Jin, Y., Zhang, Z., Qin, M., Han, H., Shen, Z., Han, S., Geng, X., Jia, K. & Zou, R. (2024). Thermal shock protection with scalable heat-absorbing aerogels. Nature Communications, 15, 1-11. https://doi.org/10.1038/s41467-024-51530-3
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