Qué es el Aerogel

Desde esta Biblioteca de Materiales de Servei Estació vamos a explicarte qué es el aerogel. Sin duda, se trata de un material con múltiples utilidades que hoy en día todavía se investiga. Distintos equipos científicos siguen haciendo pruebas y examinando el alcance del material.

Hoy vamos a darte todas las claves sobre qué es el aerogel. Te explicaremos qué es exactamente y de qué esta compuesto. También contaremos cómo se descubrió y quién lo hizo. Por supuesto, analizaremos todas sus cualidades y analizaremos los tipos de aerogel que existen.

Nos ponemos en marcha ahora mismo. No pierdas detalle.

 

DEFINICIÓN DE AEROGEL

El aerogel es un material sintético extremadamente liviano, considerado una nanoespuma coloidal con características similares a las de un gel.

Su proceso de fabricación o síntesis comienza con la mezcla de un sólido, como el sílice, con un componente líquido, generalmente alcohol. Posteriormente, el líquido es sustituido por un gas a través de un proceso de secado supercrítico, lo que permite conservar la estructura original del gel.

El resultado es un sólido amorfo de bajísima densidad conocido como aerogel de sílice, cuya composición está formada entre un 90 % y un 99 % por aire. El porcentaje restante corresponde principalmente al dióxido de silicio (SiO₂). Esta composición le confiere una estructura extremadamente porosa, con una textura comparable a la de la espuma de poliestireno, y una densidad aproximada de tan solo 3 kg/m³.

Visualmente, el aerogel se presenta como un material translúcido con un suave matiz azulado, que adquiere tonalidades anaranjadas al ser iluminado. Esta apariencia etérea, junto con su ligereza, le ha valido apodos como “gel helado”, “humo helado” o “humo azul”.

El aerogel es ampliamente investigado por su potencial como aislante térmico, soporte catalítico, material dieléctrico, y medio de captura de partículas, especialmente en aplicaciones aeroespaciales y nanotecnológicas.

 

¿CÓMO SE INVENTÓ EL AEROGEL?

Para conocer cómo se inventó el aerogel hay que echar mano de un tarro de mermelada. El desafío lo pusieron sobre la mesa del laboratorio Charles Learned y Samuel S Kistler. El reto consistía en sustituir el líquido de la mermelada por un gas sin cambiar el volumen ni la estructura sólida.

El que consiguió acertar fue el californiano Kistler. Sus investigaciones dieron como resultado el aerogel en 1931. Para crearlo utilizó sílice, alúmina, estaño, carbono u óxido de cromo.

Hoy en día, las investigaciones científicas sobre el aerogel siguen adelante. En 2013 un equipo científico chino creó un aerogel de grafeno con una densidad de 0.16 kg/m³.

 

PROPIEDADES DEL AEROGEL

Seguramente, la principal cualidad del aerogel es el aislamiento térmico que proporcionan. Sin embargo, son más las propiedades de este material. Las repasamos.

Aislante térmico

Los aerogeles basados en sílice y en otros elementos presentan una estructura porosa que reduce la conductividad térmica. Eso significa que elimina casi al 100% la transmisión de calor.

No importa que el calor se transmita por radiación, convección o conducción. El aerogel se encarga de aislar térmicamente con una efectividad total. Así la protección que ofrece es 40 veces superior a la que proporciona la fibra de vidrio.

 

Resistencia

El aerogel es altamente resistente y soporta mil veces su propio peso. No se deteriora bajo temperaturas muy altas o muy bajas e incluso protege de las llamas. Eso sí, el aerogel es un material que se rompe fácilmente bajo impactos.

 

Ligereza

Se trata de uno de los materiales más ligeros del mundo con un peso mínimo. Además, es 3 veces menos denso que el aire y 1000 menos que el vidrio.

 

¿CUÁLES SON LOS TIPOS DE AEROGEL?

Al tratarse de un material relativamente moderno, todavía se está investigando sobre sus tipologías y formación. Sin embargo, hoy en día, la comunidad científica establece en 4 los distintos tipos de aerogel. Son los siguientes.

• Inorgánicos. Los más conocidos son los que se fabrican a partir de dióxido de silicio. Este tipo de aerogeles están basados en óxidos metálicos y semimetálicos.
• Orgánicos. En este caso, los más estudiados son los RF y los MF. Se basan en polímeros orgánicos tras la polimerización de sus monómeros orgánicos multifunción.
• Híbridos. Combinan 2 o más componentes distintos. Por ejemplo, el alginato y la pectina. Este tipo de aerogeles está muy poco extendido en el mercado.

 

Tipo de Aerogel	Composición	Observaciones
Inorgánicos	Dióxido de silicio u óxidos metálicos / semimetálicos	Los más comunes y ampliamente utilizados. Basados en sílice.
Orgánicos	Polímeros orgánicos como RF (resorcinol-formaldehído) y MF (melamina-formaldehído)	Derivan de la polimerización de monómeros multifuncionales. Muy estudiados en laboratorio.
Híbridos	Combinaciones como alginato + pectina	Menos comunes en el mercado. Integran dos o más componentes distintos.

 

¿CUÁLES SON LAS APLICACIONES DEL AEROGEL?

Son varios los sectores que aprovechan las enormes cualidades de este material. Repasamos ahora las más destacadas.

Construcción y estructuras. Es un material habitual como aislante térmico en las ventanas de los edificios o en estructuras de cristal. Se utiliza para cubrir fachadas y cubiertas y evitar la pérdida de calor.

Industria aeroespacial. Este sector también emplea aerogel en la construcción de vehículos espaciales. Así pues, está presente en la estructura del Mars Rover o el Stardust Spacecraft. En este último se aprovecha su textura densa para atrapar polvo de cometas.

Barrera para vertidos. También se utiliza como barrera en las posibles manchas de petróleo que caen al mar tras una catástrofe ecológica.

Automoción. Por último, la industria automovilística lo utiliza en algunos modelos de parachoques.

 

¿CUÁL ES LA RELACIÓN ENTRE EL AEROGEL Y EL GRAFENO?

En 2013, investigadores chinos (Gao Chao et al.) desarrollaron el aerogel de grafeno, con una densidad mínima de 0,16 kg/m³, convirtiéndose en uno de los sólidos más ligeros jamás creados.

A diferencia de los aerogeles de sílice, el grafeno aporta conductividad eléctrica y una resistencia mecánica superior. Estos materiales —aerogeles basados en carbono— combinan ultraligereza, flexibilidad y excepcionales propiedades conductivas, abriendo nuevas fronteras en sensores, baterías, supercondensadores e incluso catalizadores.

 

PREGUNTAS FRECUENTES SOBRE EL AEROGEL

¿Es un buen aislante térmico para el hogar?

Sí. El aerogel es uno de los mejores materiales aislantes que existen gracias a su bajísima conductividad térmica. Puede utilizarse para mejorar la eficiencia energética en paredes, techos, ventanas o tuberías, ofreciendo un alto rendimiento con un espesor mínimo.

 

¿Tiene aplicaciones en el bricolaje o las reformas?

Aunque su uso aún no es masivo a nivel doméstico, existen productos basados en aerogel (como mantas o paneles) que se pueden aplicar en reformas o proyectos de bricolaje, especialmente en zonas que requieren un aislamiento térmico muy eficaz.

 

¿Qué ventajas aporta el aerogel de grafeno?

El aerogel de grafeno combina la estructura ultraligera del aerogel tradicional con las propiedades del grafeno, como la alta conductividad eléctrica y térmica, la resistencia mecánica y la flexibilidad. Esto lo convierte en un material avanzado para electrónica, sensores o almacenamiento de energía.

 

¿Soporta temperaturas extremas?

Sí. El aerogel puede resistir tanto temperaturas extremadamente bajas como altas, superando en algunos casos los 500 °C. Esto lo hace ideal para su uso en aplicaciones aeroespaciales, industriales y sistemas de protección contra el calor.

 

¿El aerogel es un material sostenible?

Depende de su tipo y proceso de fabricación. El aerogel de sílice, por ejemplo, es inerte, no tóxico y puede considerarse sostenible si se produce de forma responsable. Aun así, la energía y los compuestos químicos necesarios en su síntesis son factores a tener en cuenta.

 

¿Qué textura tiene al tacto?

Tiene una textura ligeramente áspera y quebradiza, similar al poliestireno expandido. Puede parecer sólido, pero es muy frágil. En formatos textiles, como las mantas de aerogel, la textura es más suave y flexible al tacto.

 

¿Se puede utilizar para crear textiles aislantes?

Sí. El aerogel se incorpora cada vez más en prendas técnicas y textiles para actividades extremas. Su gran capacidad aislante y su ligereza lo convierten en un componente ideal para ropa de montaña, equipos de protección térmica y accesorios deportivos.

 

¿Tiene una vida útil duradera?

Sí. Es un material químicamente estable y, si se conserva adecuadamente, puede mantener sus propiedades durante muchos años. No obstante, su fragilidad hace recomendable encapsularlo o combinarlo con otros materiales más resistentes en usos prolongados.

 

¿Resulta tóxico para el ser humano o los animales?

No. El aerogel de sílice no es tóxico, aunque al manipularlo puede liberar polvo muy fino que conviene evitar con protección respiratoria. En su formato consolidado o encapsulado, es completamente seguro.

 

¿Cuál es su comportamiento frente al agua o la humedad?

El aerogel puro tiende a absorber humedad, lo que puede afectar sus propiedades. Sin embargo, existen versiones tratadas que son hidrofóbicas y resistentes al agua, ideales para aplicaciones exteriores o en entornos húmedos.

 

¿Puede utilizarse en combinación con otros materiales?

Sí. El aerogel suele integrarse en compuestos con polímeros, textiles o láminas metálicas. Esto permite mejorar su resistencia mecánica y adaptarlo a una gran variedad de usos industriales, técnicos o arquitectónicos.