MATERIALI ISOLANTI: CARATTERISTICHE ED ESEMPI - TECNOLOGIA - 2024

I materiali isolanti sono quelli che riducono, resistono o impediscono completamente il passaggio di qualsiasi tipo di energia come il calore o l'elettricità. Servono a proteggere gli esseri viventi, il cibo e altri oggetti dagli elementi e dalle loro condizioni; come il rivestimento di plastica dei cavi e delle pareti o dei soffitti delle case.

Per svolgere bene la loro funzione, questi materiali necessitano principalmente di una bassa conduttività termica che consenta loro di ridurre la trasmissione del calore. Devono inoltre avere un'elevata resistenza a temperature molto elevate che ne impediscano lo scioglimento.

La permeabilità all'aria è anche una proprietà molto importante degli isolanti termici. Devono essere materiali in cui l'aria possa fluire attraverso i suoi pori. I buoni isolanti termici hanno un'elevata permeabilità all'aria, poiché questa è una sostanza isolante stessa.

Tale permeabilità non deve permettere il passaggio di vapore o umidità, in modo da evitare o ridurre al minimo la condensazione dei liquidi o la corrosione dei materiali. I migliori isolanti termici hanno una permeabilità molto bassa al vapore e all'umidità.

Il materiale isolante deve essere resistente all'acqua, ai solventi e ai prodotti chimici; deve essere durevole e non perdere la sua efficienza in breve tempo. Deve essere facile da installare, non infiammabile, non assorbe gli odori e non attira funghi o parassiti.

Esempi di isolanti termici

1- Fibra di vetro

È uno dei più utilizzati per il suo basso coefficiente di trasmissione termica e l'elevata resistenza. Funziona anche per isolare dalle correnti elettriche e acustiche. È realizzato intrecciando sottili filamenti di polimeri di vetro per formare bastoncini, fogli o pannelli.

2- Lana minerale

Può essere prodotto da rocce basaltiche o da residui superficiali di metallo fuso. Viene utilizzato per la sua elevata resistenza al fuoco, ma è consigliabile abbinarlo ad altri materiali per ottenere una più efficiente protezione dal calore.

3- Cellulosa

È uno dei materiali isolanti più ecologici sul mercato. È ottenuto dal riciclaggio di vari prodotti di carta.

È un materiale che può compattare abbastanza, il che riduce la presenza di ossigeno tra le sue particelle. Questa proprietà lo rende eccellente per ridurre al minimo i danni da incendio.

4- Polistirolo

È un materiale termoplastico molto leggero e impermeabile che è ottimo come isolante termico e acustico.

Viene utilizzato per realizzare blocchi o pannelli stampati in polietilene espanso. È infiammabile, quindi è consigliabile coprirlo con altri materiali ignifughi.

5- Poliuretano

È una schiuma isolante che contiene un gas nelle sue celle, che ha una conducibilità molto bassa e una grande resistenza termica. Può essere utilizzato sotto forma di un liquido spray schiumoso, in blocchi di schiuma rigida o modellato in fogli o pannelli.

6- Perlite

È un tipo di roccia vulcanica inerte composta principalmente da silice e alluminio ma con alcune impurità che la fanno assorbire umidità.

Viene utilizzato in piccoli granuli per riempire spazi ristretti e buchi. È un buon isolante termico ma funziona solo se è asciutto. Il suo utilizzo è stato sempre più ridotto a causa della sua qualità velenosa.

7- Cork

È probabilmente il materiale isolante più antico sul mercato e l'isolante più utilizzato nell'industria della refrigerazione. È molto resistente alla compressione e difficile da bruciare. Può essere utilizzato solo a temperature inferiori a 65 ° C e tende ad assorbire l'umidità.

8- Fibra plastica

È costituito principalmente da bottiglie di plastica di polietilene riciclate. Le fibre sono intrecciate a forma di bastoncino simile alla fibra di vetro.

Questo isolante è lavorato con un ritardante in modo che non bruci così velocemente, ma può sciogliersi se esposto alle fiamme.

9- Aerogel

Inizialmente era un materiale utilizzato dai progetti spaziali per rendere le piastrelle resistenti a circa 2000 ° F con un trasferimento di calore minimo.

È attualmente disponibile sul mercato in fogli flessibili chiamati Pyrogel XT. È uno degli isolanti industriali più efficienti al mondo.

10- Vermiculite

Come la perlite, è pericolosa per la salute. Viene utilizzato in piccoli granuli che vengono gettati tra altri materiali o per riempire buchi. È stato anche usato per mescolare con cemento per creare un calcestruzzo più leggero e meno conduttore di calore.

11- Polisocianurato

Immagine recuperata da ArchiExpo.

È una plastica schiumosa termoindurente che contiene nelle sue celle un gas a bassa conducibilità e alta resistenza, privo di idroclorofluorocarburi. La schiuma liquida può essere adattata alle superfici richieste.

12- Cotone

Come isolante, è combinato con fibre di plastica e borato per renderlo resistente agli animali e ritardarne l'infiammazione.

13- lana animale

Inoltre è trattato con borato per resistere a parassiti, fuoco e muffe. Può trattenere grandi quantità di acqua, ma l'esposizione prolungata e intermittente al liquido può dissolvere il borato.

14- Paglia

Utilizzato da oltre 150 anni sotto forma di balle per isolare dal calore stalle e case. Servono anche per assorbire il suono.

15- Canapa

Materiale comunemente usato per realizzare le corde, è attualmente utilizzato come isolante come altre fibre vegetali simili come paglia o lana.

Esempi di isolanti elettrici

1- Legno

Il legno è un isolante elettrico e i pali della luce in legno sono ancora comuni. Va però notato che non è isolante fintanto che il legno è asciutto, poiché l'acqua (e quindi l'umidità) sono conduttori di elettricità.

2- Gomma

Questo materiale, oltre ad essere altamente modellabile, flessibile e resistente, è perfetto per impedire la conduzione di elettricità. Ad esempio, i professionisti che lavorano direttamente con l'elettricità utilizzano stivali di gomma per preservare la loro sicurezza.

3- Ceramica

La ceramica limita la mobilità ionica ed elettronica, quindi è un materiale non conduttivo dell'elettricità. Questo lo rende ideale per la produzione di dischi ad alta tensione.

4- Silicone

Questo materiale ampiamente utilizzato ha, tra le altre capacità, quella di isolare l'elettricità. Questo lo rende ideale per sigillare componenti elettronici e componenti di fissaggio.

5- Ossido di alluminio

Poiché è un materiale non conduttivo, l'ossido di alluminio è perfetto per realizzare isolanti elettrici o termici, tubi laser o anelli di tenuta.

Esempi di isolanti acustici

1- Piombo

È il materiale più utilizzato per l'isolamento acustico grazie al suo rapporto qualità-prezzo. La sua densità, rigidità o porosità sono alcuni dei suoi principali punti di forza.

2- Acciaio

L'acciaio fa rimbalzare il suono quando lo colpisce, rendendolo un isolante acustico molto potente. Le porte oi pannelli degli edifici nei bar e nei centri ricreativi sono solitamente realizzati in acciaio per mantenere l'isolamento dal suono interno o esterno.

3- Lana di roccia

In realtà è un assorbitore acustico, ma è anche efficace per l'isolamento acustico. È un materiale robusto e ampiamente utilizzato in alcune strutture per essere esteticamente attraente.

4- Elastomeri

Materiale utilizzato per la costruzione delle case per la sua capacità di isolare il suono, trattenere il calore e prevenire la generazione di crepe o fessure. Ha un ciclo di vita elevato.

Come scorre il calore?

Il calore si sposterà sempre dalle zone calde a quelle fredde in cerca di equilibrio. Se l'interno di un serbatoio protetto da isolamento termico è più freddo dell'aria esterna, il serbatoio attirerà il calore esterno. Maggiore è la differenza di temperatura, più velocemente il calore fluirà verso la zona fredda.

Guida

È il modo in cui l'energia si muove attraverso i materiali da molecola a molecola. Ciò richiede il contatto fisico tra le particelle e una certa differenza di temperatura; Mettendo un cucchiaio in una tazza di caffè caldo, il calore viene condotto dal liquido al metallo e attraverso il manico alla mano.

Convezione

È il modo in cui liquidi e gas trasportano il calore quando si spostano da un luogo all'altro. Questo è il motivo per cui l'aria più calda e più leggera cerca di salire e l'aria fredda e densa tende a cercare il livello del suolo.

Radiazione

È la trasmissione di energia direttamente attraverso un mezzo completamente trasparente che riscalda tutto il materiale solido sul suo percorso. Ciò accade, ad esempio, con la luce come la radiazione infrarossa (una lente d'ingrandimento) o con qualche tipo di onde elettromagnetiche.

Riferimenti

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