Introduciendo ladrillos translúcidos

20 de abril de 2023

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por Empa, Laboratorios Federales Suizos de Ciencia y Tecnología de Materiales

Los elementos constructivos acristalados son un método popular en arquitectura para dejar entrar la luz en un edificio. Esto permite un mejor uso de la luz natural respetuosa con el medio ambiente y se necesita menos iluminación artificial.

Sin embargo, para maximizar esta ventaja, los elementos de vidrio deberían usarse preferiblemente para construir paredes enteras para la envolvente del edificio, lo que requiere que los elementos tengan un aislamiento térmico eficaz y puedan soportar una determinada carga, una combinación que no ha estado disponible en el mercado en así hasta ahora.

Los aerogeles de sílice son materiales aislantes térmicos de alto rendimiento que están ganando cada vez más popularidad en el sector de la construcción. Los más habituales son las esteras y yesos aislantes opacos. En 2017, el investigador de Empa Jannis Wernery y sus colegas del departamento de Materiales y Componentes Energéticos para la Construcción tuvieron la idea de integrar el material aislante directamente en un ladrillo de construcción y presentaron un nuevo tipo de ladrillo relleno de aerogel, el llamado "Aerobrick". . Gracias a su excelente aislamiento térmico, este ladrillo ahorra costes de calefacción, sin necesidad de aplicar una capa aislante adicional a la mampostería.

Sin embargo, el aerogel también puede ser prácticamente transparente, lo que lo convierte en un sistema de construcción aislante y translúcido. Para aprovechar esto y mejorar aún más el rendimiento aislante del "Aerobrick", Wernery, Michal Ganobjak and Co. desarrollaron un novedoso componente modular basado en vidrio flotado y gránulos de aerogel de sílice que combina ambas propiedades: es translúcido y aislante: el aerogel. ladrillo de vidrio.

Los ladrillos de vidrio rellenos con gránulos de aerogel translúcido permiten la construcción de elementos de fachada estéticamente agradables e incluso portantes que permiten la entrada de una cantidad significativa de luz natural. Los investigadores de Empa lograron esta combinación de resistencia, aislamiento y transmisión de luz mediante el uso de espaciadores desplazados entre los paneles de vidrio dentro del ladrillo de vidrio, que garantizan estabilidad estática con una mínima transmisión de calor.

El ladrillo de vidrio tiene una conductividad térmica medida de 53 mW/(m∙K) y una resistencia a la compresión de casi 45 MPa. Este es el rendimiento aislante más alto de cualquier ladrillo encontrado en la literatura técnica, y mucho menos en el mercado. Además, tiene la propiedad de transmitir luz.

El ladrillo de vidrio aerogel es adecuado para aplicaciones en las que existen requisitos simultáneos de alta penetración de luz natural, protección contra el deslumbramiento y protección de la privacidad, como en oficinas, bibliotecas y museos. Un aspecto importante es que una envolvente de edificio hecha de tales ladrillos de vidrio acopla el interior del edificio con el exterior en términos de luz natural. Esto puede tener un efecto positivo en el ritmo circadiano de los usuarios del edificio. Las posibles aplicaciones incluyen:

Un análisis de los costes de materiales muestra que el ladrillo de vidrio aislante puede ser bastante competitivo en este tipo de aplicaciones. De este modo, el ladrillo de vidrio ofrece a la arquitectura nuevas posibilidades de diseño para obtener más luz natural en los edificios, tanto en edificios nuevos como en renovaciones. Los investigadores han presentado una solicitud de patente para el ladrillo de vidrio aerogel y están buscando socios industriales potenciales.

El artículo se publica en el Journal of Building Engineering.

Más información: Michal Ganobjak et al, Obtenga la luz y mantenga el calor: un ladrillo de vidrio de aerogel translúcido y altamente aislante para envolventes de edificios, Journal of Building Engineering (2022). DOI: 10.1016/j.jobe.2022.105600