Materiales Refractarios y Aislantes Térmicos: Composición y Resistencia Extrema

Introducción a los Materiales Refractarios

Los refractarios se definen como todo material que resiste, sin sufrir ninguna deformación, a elevadas temperaturas y variaciones de la misma. Sus propiedades clave incluyen:

• Rigidez
• Permanencia de tamaño y forma
• Capacidad de resistir cambios bruscos de temperatura
• Resistencia al ataque químico
• Aislamiento térmico

Según su presentación, se clasifican en conformados (densos y porosos) y no conformados.

Refractarios Aislantes

Los refractarios aislantes son aquellos con una baja conductividad térmica. Para hacer un refractario aislante, es preciso reducir el flujo de calor a través del material por:

• Radiación
• Convección
• Conducción

En el caso de la convección, se crean pequeños compartimentos para limitar la circulación del medio que rodea a la zona radiante. Para la conducción, se utiliza un material con baja conductividad térmica a la temperatura de trabajo.

El aislante ideal es una estructura en forma de colmena, con celdillas distintas llenas de aire, paredes delgadas y construido con un material de muy baja conductividad térmica (material poroso).

Aislantes de Baja Temperatura

Materiales fabricados usando:

• Diatomeas: Temperatura máxima < 1000 ºC. Material pulverulento, utilizado como elemento filtrante y para la fabricación de aislantes de baja temperatura.
• Vermiculitas expandidas: Al calentarse, se elimina el agua de constitución y se expanden, creando huecos en su estructura. Soportan hasta 1150 ºC.
• Arcillas expansivas: Arcillas con un agente expansionante que combustionan, formando una estructura porosa. Temperatura máxima 1000 ºC.
• Perlitas: Silicato de aluminio (alúmina) de origen volcánico. Al calentarlo a 1000 ºC, aumenta su volumen significativamente.
• Sílice expandida: Combustionan y eliminan el agua. Son materiales costosos. Temperatura máxima 1000 ºC.
• Cascarillas de arroz: Al quemarse, sus cenizas tienen un alto contenido en sílice. Temperatura máxima 1000 ºC.

Aislantes de Alta Temperatura

• Caolín expandido: Las moléculas de arcilla son polares y no contienen agua de constitución. Cuando se añade agua, las moléculas se colocan en la periferia, expandiendo la molécula. Temperatura máxima 1100-1400 ºC.
• Alta Alúmina: Contiene entre 50-80% en peso de alúmina. Temperatura máxima: