Materiali superisolanti a base aerogel.

L’isolante Aerogel è un materiale solido e leggero, con una densità di circa 100-150 kg/m3; può presentare una base di silice, alluminio, cromo o stagno, ma in edilizia attualmente si utilizza principalmente l’Aerogel di silice. Deriva da un gel nel quale la componente liquida è stata sostituita da aria: la percentuale di vuoto al suo interno varia tra il 97% ed il 99% ed i valori di conducibilità termica ottenibili sono molto bassi, in quanto questo materiale sfrutta al meglio le proprietà isolanti dell’aria ferma contenuta all’interno delle sue cavità. A causa della sua scarsa resistenza a trazione, però, deve essere sempre inglobato in lastre di vetro o di materiale plastico.

Scoperto nel 1930, è da tempo utilizzato come isolante termico in ambito aerospaziale, è utilizzato per l’imbottitura delle tute degli astronauti della NASA con soli 3 mm di aerogel si può proteggere l’uomo da temperature di –50°C, in ambito automobilistico e navale, nell’ingegneria fisica e nell’industria dell’abbigliamento per climi molto rigidi. Solo di recente si è riuscito a ridurne i costi di produzione a livelli accettabili, permettendone l’uso in alcune applicazioni nel settore edilizio, anche se tuttora, e questo rappresenta un grande svantaggio per il suo utilizzo, i costi rispetto ai materiali comunemente usati come isolanti rimangono elevati.

L’isolante Aerogel presenta una conducibilità termica molto bassa, pari a 0,013-0,014 W/mK, tale da renderlo l’isolante più performante utilizzabile attualmente nelle costruzioni; la conducibilità dei materiali comunemente utilizzati (polistirene espanso, lana di roccia, lana di vetro) è infatti di 0,25-0,35 W/mK. I vantaggi dell’isolante Aerogel riguardano anche l’ampio intervallo di temperatura d’impiego, variabile da -200 a +200 °C, l’idrofobia, la traspirabilità e la resistenza ai raggi UV; inoltre in alcuni utilizzi, come ad esempio nei solai, questo materiale contribuisce anche al miglioramento dell’isolamento acustico delle unità tecnologiche nelle quali è introdotto. Presenta anche un notevole mantenimento delle prestazioni nel tempo unito ad una buona stabilità dimensionale. In ambito edile l'aerogel viene utilizzato all'interno di prodotti che presentano dei supporti di rinforzo costituiti da geosintetici in poliestere feltrati, disponibili in vari spessori e densità.

Questo materiale è stato proposto come isolante termico non solo per pareti, ma anche per coperture e solai. Tuttavia, visti i vantaggi precedentemente citati, l’isolante Aerogel può essere utilizzato anche per la realizzazione di un cappotto termico esterno sottile per le riqualificazioni energetiche; è infatti commercializzato in materassini o in pannelli, da 5 a 40 mm di spessore, che presentano una resistenza termica di soli 0,33-2,68 m2K/W (in base allo spessore). E' utilizzabile come cappotto interno, tuttavia, il materassino o il pannello in isolante Aerogel dovranno essere accoppiati ad una membrana al vapore, perché altrimenti è quasi sicura la formazione di condensa all’interfaccia fra isolante e muratura. Sicuramente questa tecnologia rapportata a quella dei comuni materiali termoisolanti offre numerosi vantaggi, tra cui la riduzione degli spazi per l'isolamento, un minore volume di materiale impiegato, un abbattimento dei costi di trasporto e smaltimento con vantaggi quindi anche sull'ambiente, l'utilizzo in spazi ridotti data la flessibilità del materiale, la possibilità di realizzare un rivestimento continuo anche in strutture irregolari.

Nonostante le sue ottime caratteristiche di isolamento termico, che lo rendono tra i materiali migliori da questo punto di vista, quando utilizzato negli infissi e la vetrocamera è riempita con aerogel piuttosto che semplicemente con aria, si riscontrano degli aspetti negativi:

• riduzione della trasmissione luminosa del 25-30%;

• riduzione della trasmittanza termica tra il 40 e il 60%;

• distorsioni delle immagini;

• resa cromatica scadente, la luce assume diverse colorazioni;

• elevati costi.