Materiais isolantes: características e exemplos - Ciência - 2023

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

Para desempenhar bem sua função, esses materiais precisam principalmente ter uma baixa condutividade térmica que os permita reduzir a transmissão de calor. Eles também devem ter uma alta resistência a temperaturas muito altas que os impedem de derreter.

A permeabilidade ao ar também é uma propriedade muito importante dos isoladores térmicos. Eles devem ser materiais através dos quais o ar possa fluir pelos poros. Bons isolantes térmicos têm uma alta permeabilidade ao ar, pois se trata de uma substância isolante em si.

Esta permeabilidade não deve permitir a passagem de vapor ou umidade, de forma a evitar ou minimizar a condensação de líquidos ou corrosão dos materiais. Os melhores isolantes 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 isoladores térmicos

1- Fibra de vidro

É um dos mais utilizados pelo seu baixo coeficiente de transmissão térmica e alta resistência. Também funciona para isolar de correntes elétricas e sonoras. É feito tecendo finos filamentos de polímeros de vidro para formar paus, folhas ou painéis.

2- lã mineral

Pode ser fabricado a partir de rochas basálticas ou de resíduos de metal fundido na superfície. É utilizado pela sua elevada resistência ao fogo, mas é aconselhável combiná-lo com outros materiais para obter uma protecção térmica mais eficaz.

3- Celulose

É um dos isolantes mais ecológicos do mercado. É feito a partir da reciclagem de diversos produtos de papel.

É um material que pode se compactar bastante, o que diminui a presença de oxigênio entre suas partículas. Esta propriedade o torna excelente para minimizar os danos do fogo.

4- Poliestireno

É um material termoplástico muito leve e à prova d'água que é muito bom como isolante de temperatura e som.

É usado para fazer blocos ou placas de espuma de polietileno moldada. É inflamável, por isso é aconselhável cobri-lo com outros materiais à prova de fogo.

5- Poliuretano

É uma espuma isolante que contém em suas células um gás de baixíssima condutividade e grande resistência térmica. Ele pode ser usado na forma de um líquido espumoso em spray, em blocos de espuma rígida ou moldado em folhas ou painéis.

6- Perlite

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

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

7- Cortiça

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

8- Fibra plástica

É feito principalmente de garrafas de plástico de polietileno reciclado. As fibras são tecidas em forma de bastão semelhante à fibra de vidro.

Este isolante é trabalhado com um retardante para que não queime tão rápido, mas pode derreter quando exposto às chamas.

9- Aerogel

Inicialmente, era um material usado por projetos espaciais para fazer ladrilhos resistentes a aproximadamente 2.000 ° F com muito pouca transferência de calor.

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

10- Vermiculita

Como a perlite, é perigosa para a saúde. É usado em pequenos grânulos que são lançados entre outros materiais ou para preencher buracos. Também foi usado para se misturar com cimento para criar um concreto mais leve e menos condutor de calor.

11- Polisocianurato

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

12- Algodão

Como isolante, é combinado com fibras plásticas 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 reter grandes quantidades de água, mas a exposição prolongada e intermitente ao líquido pode dissolver o borato.

14- Palha

Usado por mais de 150 anos na forma de fardo para isolar celeiros e casas do calor. Eles também servem para absorver o som.

15- cânhamo

Material comumente usado para fazer corda, atualmente é usado como um isolante como outras fibras vegetais semelhantes, como palha ou lã.

Exemplos de isoladores elétricos

1- Madeira

A madeira é um isolante elétrico, e ainda é comum ver postes de luz feitos de madeira. No entanto, deve-se notar que não é isolante desde que a madeira esteja seca, visto que a água (e portanto a umidade) são condutores de eletricidade.

2- borracha

Esse material, além de 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 de eletricidade. Isso o torna ideal para a fabricação de discos de alta tensão.

4- Silicone

Este material amplamente utilizado possui, entre outras capacidades, a de isolar eletricidade. Isso o torna ideal para vedar componentes eletrônicos e componentes de fixação.

5- óxido de alumínio

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

Exemplos de isoladores acústicos

1- chumbo

É o material mais utilizado para isolamento acústico devido à sua relação qualidade-preço. A sua densidade, rigidez ou porosidade são alguns dos seus principais pontos fortes.

2- Aço

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

3- lã de rocha

Na verdade, é um absorvedor acústico, mas também serve de maneira eficaz para isolamento acústico. É um material robusto e amplamente utilizado em certas estruturas por ser esteticamente atraente.

4- Elastômeros

Material utilizado na construção de habitações pela capacidade de isolar o som, reter o calor e evitar a geração de fissuras ou fissuras. Tem um ciclo de vida elevado.

Como o calor flui?

O calor sempre se moverá das áreas quentes para as áreas frias em busca de equilíbrio. Se o interior de um tanque protegido por isolamento térmico for mais frio do 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 como a energia se move através dos materiais de uma molécula para outra. Isso requer 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 pela alça até a mão.

Convecção

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

Radiação

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

Referências

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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.
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Materiais de isolamento e suas propriedades térmicas. Recuperado de greenspec.co.uk.
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