Desarrollo y caracterización de aerogeles biobasados

Els aerogels són materials molt porosos que contenen una gran quantitat d'aire al seu interior i tenen una densitat molt baixa (0,1 g/cm3). A causa del seu baix pes, baixa conductivitat tèrmica i biodegradabilitat, els derivats de polímers naturals tenen un gran potencial en el camp de l'aïllament tèrmic. Tanmateix, el seu baix rendiment mecànic i la seva facilitat de combustió han limitat fins ara el seu desenvolupament. Avui en dia, és important tenir en compte l'impacte ecològic dels objectes que fabriquem. La contaminació, l'escalfament global i l'impacte del carboni són limitacions que s'han de tenir en compte en l'enginyeria del segle XXI. Per tant, la pregunta que ens hem de fer és si és possible, amb els mitjans al nostre abast, fer alternatives naturals (aerogels) que puguin substituir els materials derivats del petroli més contaminants com el poliestirè expandit o les escumes de poliuretà, entre d'altres. Aquest projecte s'emmarca en aquesta perspectiva i estudia la caracterització i fabricació d'aerogels biosourceds. Aquests aerogels estan formats per alcohol polivinílic, alginat i àcid tànic. L'objectiu d'aquest projecte és trobar una composició d'aerogel que ofereixi simultàniament bones propietats mecàniques de degradació tèrmica i resistència al foc. La primera part d'aquest informe consisteix en una revisió de la literatura i un estat de l'art. La segona part d'aquest projecte descriu els materials utilitzats i els protocols de fabricació de l'aerogel. Finalment, a la darrera part es presenten els diferents resultats obtinguts després de les diferents proves realitzades -compressió uniaxial, proves termogravimètriques, proves de foc, etc.- i els resultats de les proves realitzades als aerogels.Los aerogeles son materiales muy porosos que contienen una gran cantidad de aire en su interior y que poseen una muy baja densidad (aprox. 0,1 g/cm3). Debido a su bajo peso, baja conductividad térmica y biodegradabilidad, los derivados de polímeros naturales poseen un gran potencial en el ámbito del aislamiento térmico. Sin embargo, sus bajas prestaciones mecánicas y fácil combustión han limitado hasta el momento su desarrollo. Hoy en día, es importante tener en cuenta el impacto ecológico de los objetos que fabricamos. La contaminación, el calentamiento global y el impacto del carbono son condicionantes que hay que tener en cuenta en la ingeniería del siglo XXI. Por tanto, la pregunta que debemos formularnos es si es posible, con los medios de que disponemos, conseguir alternativas naturales (aerogeles) que puedan sustituir a materiales más contaminantes derivados del petróleo como las espumas de poliestireno expandido o poliuretano entre otros muchos. Este proyecto se inscribe en esta perspectiva y estudia la caracterización y fabricación de aerogeles biobasados. Estos aerogeles están compuestos por alcohol polivinílico, alginato y ácido tánico. El objetivo de este proyecto es encontrar una composición de aerogeles que permita obtener simultáneamente buenas propiedades mecánicas de degradación térmica y resistencia al fuego. La primera parte de este informe consiste en una revisión bibliográfica y un estado del arte. La segunda parte de este proyecto describe los materiales utilizados, así como los protocolos de fabricación del aerogel. Finalmente, la última parte presenta los diferentes resultados obtenidos tras los diferentes ensayos realizados - compresión uniaxial, ensayos termogravimétricos, ensayos de fuego etc.Aerogels are very porous materials that contain a large amount of air inside and have a very low density (aprox. 0,1 g/cm3). Due to their low weight, low thermal conductivity and biodegradability, natural polymer derivatives have great potential in the field of thermal insulation. However, their poor mechanical performance and ease of combustion have so far limited their development. Today, it is important to take into account the ecological impact of the objects we manufacture. Pollution, global warming and carbon impact are constraints that must be taken into account in 21st century engineering. Therefore, the question we must ask ourselves is whether it is possible, with the means at our disposal, to make natural alternatives (aerogels) that can replace more polluting petroleum-based materials such as expanded polystyrene or polyurethane foams, among others. This project is part of this perspective and studies the characterisation and manufacture of biosourced aerogels. These aerogels are composed of polyvinyl alcohol, alginate and tannic acid. The objective of this project is to find an aerogel composition that simultaneously offers good mechanical properties of thermal degradation and fire resistance. The first part of this report consists of a literature review and a state of the art. The second part of this project describes the materials used and the aerogel manufacturing protocols. Finally, the last part presents the different results obtained after the various tests carried out - uniaxial compression, thermogravimetric tests, fire tests, etc. - and the results of the tests carried out on the aerogels.Incomin