REVISTA DE INGENIERIA DYNA

Desde el cambio de siglo ha habido un crecimiento significativo, pero la industria ha vuelto a estancarse antes de un mayor crecimiento. IDTechEx pronostica que el mercado volverá a una fase de crecimiento y en total superará los 530 millones de dólares para los fabricantes en 2029 en su informe recientemente actualizado sobre Aerogel 2019-2029: Tecnologías, Mercados y Jugadores.

Antecedentes históricos del Aerogel.

En general, la industria está dominada por los aerogeles de sílice y su uso como mantas compuestas en el aislamiento energético e industrial. Se espera que la industria del aerogel de sílice crezca como resultado de un resurgimiento de su uso en industrias ya establecidas, la diversificación hacia nuevos mercados, y nuevos participantes en el mercado o mejoras tecnológicas que permitan esta progresión.

4 retos clave a los que se enfrenta la industria

1. Proceso de fabricación: Los aerogeles se fabrican mediante un proceso sol-gel seguido de la eliminación del disolvente sin colapsar los poros. Hasta el desarrollo del proceso Hunt y el uso de CO2, el proceso de secado supercrítico se llevaba a cabo eliminando el disolvente de alcohol de origen, lo que planteaba problemas tanto económicos como de ingeniería. Estos desafíos fueron claramente descritos cuando la primera planta piloto comercial explotó en 1984. Se siguen buscando mejoras en el secado supercrítico, y el desarrollo del secado a presión ambiental competitivo para partículas de aerogel pasó a la vanguardia comercial con la introducción de una planta de fabricación por parte de Cabot Corporation en 2003.
Avances técnicos: Se siguen realizando mejoras para optimizar el proceso supercrítico y reducir los costes asociados, incluyendo el trabajo en un proceso continuo y las materias primas recicladas. También continúa el desarrollo de procesos alternativos, que incluyen el secado a presión ambiental, la liofilización e incluso la impresión en 3D.

2. Materias primas: Las materias primas a menudo se pasan por alto a la luz de los difíciles procedimientos de secado y de intercambio de disolventes, pero pueden representar una parte significativa del coste; un fabricante líder de aerogeles que utiliza el secado supercrítico atribuyó entre el 40 y el 50% de sus ingresos por productos a los costes de los materiales.
Avances técnicos: Se trabaja constantemente en el uso de materiales más baratos o incluso de residuos y/o materiales naturales para reducir el coste global y mejorar las credenciales ecológicas.

3. Durabilidad del material: A pesar de ciertas propiedades excepcionales de los aerogeles de sílice, la limitación clave es su fragilidad. Esto significa que casi todos los productos comerciales hasta la fecha incluyen el aerogel como parte de un diseño compuesto, con el otro componente o componentes introducidos durante la gelificación o el posprocesamiento para proporcionar integridad estructural. Además, se han desarrollado tratamientos superficiales y otros procedimientos de post-procesamiento para permitir que la estructura porosa persista en una variedad de condiciones ambientales.

Avances técnicos: Hay muchos pasos en la utilización de aerogeles de sílice dentro de otros materiales compuestos o en el uso de diferentes reticulantes para permitir que las piezas híbridas tengan un rendimiento estructural diferente. Por otro lado, está el desarrollo de aerogeles poliméricos (poliimidas, poliureas, poliuretanos, poliamidas, etc.) que tienen buenas prestaciones mecánicas en forma de paneles monolíticos o de película delgada.

4. Impulsores del mercado y economía: La industria del aerogel se ha enfrentado a muchas falsas salidas; quizás la salida más notable de esta industria fue cuando Basogel de BASF cesó la producción en 1996. Estos reveses se han referido a menudo a la identificación de las necesidades del mercado y a la fijación de precios competitivos. Como materiales aislantes térmicamente, los aerogeles compiten a menudo con materiales omnipresentes baratos y, dados los otros desafíos anteriormente mencionados, tendrán un coste adicional.

Avances: Las ampliaciones de capacidad, el conocimiento del usuario final, los requisitos del mercado y los avances técnicos descritos contribuyen a este desarrollo del mercado. Cómo se está diversificando el mercado se puede ver en la imagen de abajo.

Un ejemplo notable es la oportunidad en la construcción. La combinación de propiedades, incluyendo la hidrofobia, la ligereza de la instalación y la resistencia al fuego, junto con los beneficios superiores del aislamiento térmico, se pueden utilizar tanto en remodelaciones como en nuevas construcciones. Dados los requisitos reglamentarios, el incremento del precio de los terrenos y el envejecimiento de los edificios, Europa aparece como un mercado objetivo clave. A modo de ejemplo, BASF, en su asociación con los líderes del mercado Aspen Aerogel, ha lanzado Slentex, que es incombustible para los estándares de construcción y con una conductividad térmica de 19 mW/mK a 10ºC.