[ca] Els aerogels són materials molt porosos que contenen una gran quantitat d'aire al seu interior i tenen una densitat molt baixa (aproximadament 0,1 g/cm3 ). A causa de les seves baixa densitat, gran àrea específica i baixa conductivitat tèrmica, s'utilitzen en moltes aplicacions com aïllants tèrmics, filtres de partícules, envasos i suports per a catalitzadors. Els aerogels inorgànics tendeixen a ser fràgils, cosa que ha portat a la generació d'aerogels basats en polímers amb propietats similars a les escumes polimèriques. No obstant això, la majoria dels polimèrs provenen del petroli, fet que ha estimulat un gran esforç de recerca per trobar alternatives naturals. Els polisacàrids i les proteïnes són dues famílies de biopolímers que han tingut un gran èxit en la investigació com a precursors naturals d'aerogels per crear alternatives viables que substitueixin materials més contaminants basats en el petroli, com ara el poliestirè expandit o les escumes de poliuretà. Els polisacàrids, com la cel·lulosa, s'han fet servir en moltes aplicacions que requereixen estructures poroses, no tòxiques i biodegradables. Les proteïnes poden ser d'origen animal, com la gelatina, o vegetal, com la proteïna de la clara d'ou, la proteïna de soja i la zeïna de blat de moro. L'ús de proteïnes com a precursors d'aerogels està motivat per les característiques de biodegradabilitat i biocompatibilitat. L'ús de polímers com a precursors de l'aerogel produeix un augment de la inflamabilitat del material i això és una limitació per a les aplicacions que requereixen resistència al foc. Per augmentar la resistència al foc dels aerogels polimèrics, cal afegir càrregues i/o retardants de flama. En aquest projecte, prenent la gelatina com a polímer de base biològica, es realitzaran diferents composicions barrejant-la amb montmorillonita i àcid tànnic com a agent reticulant, amb l'objectiu final de trobar un equilibri en les propietats que les faci aptes per a aplicacions industrials. Per tant, la composició final ha d'oferir bones propietats mecàniques, tèrmiques i de resistència al foc alhora. La caracterització dels aerogels es fa amb diferents instruments: viscosímetre Ubbelhode, FTIR, conductivitat tèrmica, resistència a la compressió, absorció d'humitat, anàlisi termogravimètrica i calorimetria de con. La conductivitat tèrmica de l'aerogel que conté àcid tànnic, argila i gelatina va augmentar alhora en comparació amb l'aerogel de gelatina pura, de 0,037 W/m∙K a 0,046 W/m∙K. Les propietats mecàniques també van augmentar, tant en termes de mòdul de Young com de límit elàstic, en comparació de l'aerogel de gelatina bàsica en presència d'àcid tànnic. La presència d'àcid tànnic i argila millora l'estabilitat tèrmica del material i disminueix la taxa de degradació tèrmica. Per acabar, a causa de la característica intumescent d'aquests dos materials, va ser possible disminuir el pic d'alliberament de calor, la inflamabilitat del material i el temps d'ignició. En conclusió, l'addició d'àcid tànnic com a reticulant i d'argila com a reforç va permetre augmentar simultàniament les propietats tèrmiques i mecàniques i la resistència al foc.

[es] Los aerogeles son materiales muy porosos que contienen una gran cantidad de aire en su interior y tienen una densidad muy baja (aproximadamente de 0,1 g/cm3 ). Debido a sus propiedades de baja densidad, gran área específica y baja conductividad térmica, se utilizan en muchas aplicaciones como aislantes térmicos, filtros de partículas, envases y soportes para catalizadores. Los aerogeles inorgánicos tienden a ser frágiles, lo que ha llevado a la generación de aerogeles basados en polímeros con propiedades similares a las espumas poliméricas. Sin embargo, la mayoría de las materias primas de los aerogeles poliméricos están basadas en el petróleo, lo que ha estimulado un gran esfuerzo de investigación para encontrar alternativas naturales a estos polímeros. Los polisacáridos y las proteínas son dos familias de biopolímeros que han tenido un gran éxito en la investigación como precursores naturales de aerogeles para crear alternativas viables que sustituyan a materiales más contaminantes basados en el petróleo, como el poliestireno expandido o las espumas de poliuretano. Los polisacáridos, como la celulosa, se han utilizado en muchas aplicaciones que requieren estructuras porosas, no tóxicas y biodegradables. Las proteínas pueden ser de origen animal, como la gelatina, o vegetal, como la proteína de la clara de huevo, la proteína de soja y la zeína de maíz. El uso de proteínas como precursores de aerogeles está motivado por sus características de biodegradabilidad y biocompatibilidad. El uso de polímeros como precursores del aerogel produce un aumento de la inflamabilidad del material y esto es una limitación para las aplicaciones que requieren resistencia al fuego. Para aumentar la resistencia al fuego de los aerogeles poliméricos, hay que añadir cargas y/o retardantes de llama. En este proyecto, tomando la gelatina como polímero de base biológica, se realizarán diferentes composiciones mezclándola con montmorillonita y ácido tánico como agente reticulante, con el objetivo final de encontrar un equilibrio en las propiedades que las haga aptas para aplicaciones industriales. Por lo tanto, la composición final debe ofrecer buenas propiedades mecánicas, térmicas y de resistencia al fuego al mismo tiempo. La caracterización de los aerogeles se realiza con diferentes instrumentos: viscosímetro Ubbelhode, FTIR, conductividad térmica, resistencia a la compresión, absorción de humedad, análisis termogravimétrico y calorimetría de cono. La conductividad térmica del aerogel que contiene ácido tánico, arcilla y gelatina al mismo tiempo aumentó en comparación con el aerogel de gelatina pura, de 0,037 W/m∙K a 0,046 W/m∙K. Las propiedades mecánicas también aumentaron, tanto en términos de módulo de Young como de límite elástico, en comparación con el aerogel de gelatina básica en presencia de ácido tánico. La presencia de ácido tánico y arcilla mejora la estabilidad térmica del material y disminuye la tasa de degradación térmica. Por último, debido a la característica intumescente de estos dos materiales, fue posible disminuir el pico de liberación de calor, la inflamabilidad del material y el tiempo de ignición. En conclusión, la adición de ácido tánico como reticulante y de arcilla como refuerzo permitió aumentar simultáneamente las propiedades térmicas y mecánicas y la resistencia al fuego.