Materiais isolantes: características e exemplos

Materiais isolantes: características e exemplos

Os materiais isolantes são aqueles que reduzem, resistem ou impedem completamente a passagem de qualquer tipo de energia como calor ou eletricidade. Eles servem para proteger os seres vivos, alimentos e outros objetos dos elementos e de suas condições; como o revestimento plástico de cabos e as paredes ou tetos das casas.

Para fazer seu trabalho bem, esses materiais precisam principalmente de uma baixa condutividade térmica que permita reduzir a transferência de calor. Eles também devem ter uma alta resistência a temperaturas muito altas para impedir que derretam.

A permeabilidade ao ar também é uma propriedade muito importante do isolamento térmico. Eles devem ser materiais onde o ar possa fluir através de seus poros. Bons isoladores térmicos têm uma alta permeabilidade ao ar, uma vez que é uma substância isolante em si.

Essa permeabilidade não deve permitir a passagem de vapor ou umidade, de modo a evitar ou minimizar a condensação de líquidos ou a corrosão dos materiais. Os melhores isoladores térmicos têm permeabilidade muito baixa ao vapor e à umidade.

O material isolante deve ser resistente à água, solventes e produtos químicos; Deve ser durável e não perder sua eficiência em pouco tempo. Deve ser fácil de instalar, não inflamável, não absorver odores e não atrair fungos ou vermes.

Exemplos de isolamento térmico

1- Fibra de vidro

É um dos mais utilizados por seu baixo coeficiente de transmissão térmica e alta resistência. Ele também trabalha para isolar as correntes elétricas e sonoras. É feito tecendo filamentos finos de polímeros de vidro para formar bastões, folhas ou painéis.

2- Lã mineral

Pode ser fabricado a partir de rochas de basalto ou a partir do resíduo da superfície de metal fundido. É usado por sua alta resistência ao fogo, mas é recomendável combiná-lo com outros materiais para obter uma proteção térmica mais eficiente.

3- Celulose

É um dos materiais isolantes mais ecológicos do mercado. É fabricado a partir da reciclagem de vários produtos de papel.

É um material que pode ser compactado o suficiente, o que diminui a presença de oxigênio entre suas partículas. Essa propriedade o torna excelente para minimizar os danos por incêndio.

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4- Poliestireno

É um material termoplástico muito leve e impermeável, muito bom como isolante de som e temperatura.

É usado para fazer blocos ou placas de espuma de polietileno moldada, conforme necessário. Como é inflamável, é recomendável cobri-lo com outros materiais à prova de fogo.

5- Poliuretano

É uma espuma isolante que contém um gás em suas células, que é de condutividade muito baixa e de grande resistência térmica. Pode ser usado como um líquido espumoso para pulverização, em blocos rígidos de espuma ou moldado em folhas ou painéis.

6- Perlita

É um tipo de rocha vulcânica inerte composta principalmente de sílica e alumínio, mas com algumas impurezas que o fazem absorver a umidade.

É utilizado em pequenos grânulos para preencher espaços apertados e buracos. É um bom isolante térmico, mas funciona apenas se estiver seco. Seu uso foi cada vez mais reduzido devido à sua qualidade venenosa.

7- cortiça

É provavelmente o material isolante mais antigo do mercado e o isolador mais utilizado na indústria de refrigeração. É muito resistente à compressão e difícil de queimar. Só pode ser utilizado abaixo de 65 ° C e tende a absorver a umidade.

8- Fibra plástica

É fabricado principalmente a partir de garrafas plásticas de polietileno reciclado. As fibras são tecidas em uma fibra de vidro tipo cana.

Este isolamento é trabalhado com um retardador para não queimar tão rápido, mas pode derreter quando exposto a chamas.

9- Aerogel

Inicialmente, era um material usado por projetos espaciais para fabricar telhas resistentes a aproximadamente 2000 ° F com muito pouca transferência de calor.

Atualmente, está disponível no mercado em folhas flexíveis chamadas Pyrogel XT. É um dos isoladores industriais mais eficientes do mundo.

10- Vermiculita

Como perlita, é perigoso para a saúde. É utilizado em pequenos grânulos que são lançados entre outros materiais ou para preencher orifícios. Também costumava ser misturado com cimento para criar concreto mais leve e menos condutor de calor.

11- Polisocianurato

É um plástico espumoso termoendurecido que contém em suas células um gás de baixa condutividade e alta resistência, livre de hidroclorofluorocarbonetos. A espuma líquida pode ser adaptada às superfícies necessárias.

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12- Algodão

Como isolante, combina-se com fibras de plástico e borato para torná-lo resistente aos animais e retardar sua inflamação.

13- Lã animal

Também é tratado com borato para resistir a vermes, fogo e mofo. Pode conter bastante água, mas sua exposição prolongada e intermitente ao líquido pode dissolver o borato.

14- Palha

Utilizado há mais de 150 anos na forma de fardos para isolar celeiros e casas do calor. Eles também servem para absorver o som.

15- Cânhamo

O material comumente usado para fazer cordas é atualmente usado como isolante, como outras fibras vegetais semelhantes, como palha ou lã.

Exemplos de isoladores elétricos

1- Madeira

A madeira é um isolador elétrico, ainda é comum ver postes de madeira. No entanto, deve-se notar que não é isolante enquanto a madeira estiver seca, uma vez que a água (e, portanto, a umidade) são condutores de eletricidade.

2- Borracha

Este material, além de ser altamente moldável, flexível e resistente, é perfeito para evitar a condução de eletricidade. Por exemplo, profissionais que trabalham diretamente com eletricidade usam botas de borracha para preservar sua segurança.

3- Cerâmica

A cerâmica restringe a mobilidade iônica e eletrônica, portanto, é um material não condutor para eletricidade. Isso o torna ideal para fazer discos de alta tensão.

4- Silicone

Esse material amplamente utilizado possui, entre outras capacidades, o isolamento de eletricidade. Isso o torna ideal para vedar componentes eletrônicos e fixar componentes.

5- Óxido de alumínio

Por ser um material não condutor, o óxido de alumínio é perfeito para a temperatura de fabricação ou isoladores elétricos, tubos a laser ou anéis de vedação.

Exemplos de isolamento acústico

1- chumbo

É o material mais utilizado para isolamento acústico devido à sua relação custo / benefício. Sua densidade, rigidez ou porosidade são algumas de suas principais forças.

2- Aço

O aço faz com que o som salte quando o atinge, tornando-o um isolador acústico muito poderoso. Portas de edifícios ou painéis em bares e centros de lazer são geralmente feitas de aço para manter o isolamento do som interno ou externo.

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3- Lã de rocha

É realmente um absorvedor acústico, mas também funciona efetivamente para isolamento acústico. É um material robusto e amplamente utilizado em certas estruturas por ser esteticamente atraente.

4- Elastômeros

Material usado na construção de casas por sua capacidade de isolar o som, manter o calor e impedir a geração de rachaduras ou fissuras. Tem um ciclo de vida alto.

Como o calor flui?

O calor sempre passará de áreas quentes para áreas frias, buscando equilíbrio. Se o interior de um tanque com isolamento térmico for mais frio que o ar externo, o tanque atrairá o calor externo. Quanto maior a diferença de temperatura, mais rápido o calor fluirá para a área fria.

Dirigindo

É a maneira pela qual a energia se move através dos materiais de molécula para molécula. Para isso, é necessário contato físico entre as partículas e uma certa diferença de temperatura; Ao colocar uma colher em uma xícara de café quente, o calor é conduzido do líquido para o metal e do cabo para a mão.

Convecção

É assim que líquidos e gases transportam calor quando se deslocam de um lugar para outro. É por isso que o ar mais leve e quente procura subir, e o ar frio e denso tende a buscar o nível do solo.

Radiação

É a transmissão de energia diretamente através de um meio completamente transparente, aquecendo todo o material sólido em seu caminho. Isso acontece, por exemplo, com a luz como radiação infravermelha (uma lupa) ou com algum tipo de ondas eletromagnéticas.

Referências

  1. Jessica Ring. O que são isoladores? Recuperado de sciencing.com.
  2. Repositório de Documentos Corporativos da FAO. Materiais de isolamento térmico, características técnicas e critérios de seleção. Departamento de Pesca e Aquicultura. Recuperado de fao.org.
  3. Casacos ThermaXX (2011). 5 materiais de isolamento térmico mais comuns. Recuperado de thermaxxjackets.com.
  4. gov. Materiais de isolamento. Departamento de energia dos EUA – Escritório de eficiência energética e energia renovável. Recuperado de energy.gov.
  5. Loise Kinyanjui. As propriedades dos isoladores. Ciência. Recuperado de sciencing.com.
  6. Materiais de isolamento e suas propriedades térmicas. Recuperado de greenspec.co.uk.
  7. Materiais de isolamento térmico. Revistas de conexão. Recuperado de build.com.au.

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