Se necesita mucha ciencia para detener un incendio. Para evitar que los hogares y los lugares de trabajo se conviertan en humo, los fabricantes han agregado retardantes de llama a los materiales de construcción de plástico, madera y acero durante décadas. Pero tales aditivos pueden ser tóxicos, costosos y, a veces, ineficaces. Ahora, investigadores de Australia y China han ideado un nuevo retardante de llama que, cuando se expone a un calor extremo, forma una capa de cerámica similar a la lava endurecida, que apaga las llamas antes de que se propaguen.
“Este es un muy buen trabajo”, dice David Schiraldi, químico de la Universidad Case Western Reserve, quien ha desarrollado otros retardantes de llama. Señala que los materiales de partida de la cerámica no son particularmente caros ni tóxicos, por lo que es más probable que vea un uso generalizado. “[This] podría afectar la seguridad pública a largo plazo”.
Para hacer un mejor retardante de llama, los investigadores dirigidos por Pingan Song, químico de la Universidad del Sur de Queensland, Springfield, recurrieron a la lava en busca de inspiración. Antes de enfriarse y formar rocas ígneas, la lava fundida está hecha de metal y vidrios que contienen oxígeno que no solo toleran el calor, sino que también fluyen cuando se calientan. Cuando se exponen a un calor intenso, forman una capa no inflamable llamada «carbón» que evita que las llamas lleguen al material que se encuentra debajo y resiste la conducción del calor.
Para hacer su propia versión, Song y sus colegas utilizaron tres componentes. Primero, crearon una mezcla de varios polvos de óxidos metálicos, incluidos óxidos de aluminio, silicio, calcio y sodio. Esa mezcla comienza a derretirse a unos 350 °C (por debajo de la temperatura de la mayoría de las llamas), formando una lámina similar al vidrio. A continuación, los investigadores agregaron pequeñas escamas de nitruro de boro, que fluyen fácilmente y ayudan a llenar los espacios entre los óxidos metálicos a medida que se forma el vidrio. Finalmente, agregaron un polímero ignífugo, que describieron en ACS Nano en 2021. El polímero actúa como un aglutinante para pegar el resto de la mezcla a cualquier recubrimiento.
Esa mezcla se disolvió en agua en una solución de color blanco lechoso, que luego rociaron sobre una variedad de superficies, incluido el aislamiento de espuma rígida, la madera y el acero. Después de que se secara, limpiaron cada material revestido durante 30 segundos con un soplete de butano a 1100 °C. En cada caso, el recubrimiento se fundió en un líquido viscoso, cubriendo el material en una lámina continua de vidrio (ver video, a continuación).
Cuando se calentaba con el soplete, el revestimiento arrojaba gases no inflamables, como el dióxido de carbono. Mientras lo hacía, se volvió más denso y formó una capa de carbón uniforme e incombustible, que impidió que las llamas se propagaran a los materiales debajo. La novedosa espuma de polímero rígido con protección retardante de llama, del tipo que se usa para aislar las casas,mejor que más de una docena de retardantes de uso común, los investigadores informan hoy en Importar. El nuevo recubrimiento también se destacó en la protección de la madera y el acero.
Si se rocía sobre los materiales de construcción durante la construcción, el nuevo recubrimiento podría prevenir desastres como el incendio de la Torre Grenfell en Londres en 2017, donde murieron 72 personas, dicen los investigadores. Dado el rendimiento del nuevo recubrimiento, la falta de toxicidad y la facilidad de aplicación, Song dice que podría ser una estrategia de protección contra incendios «universal», aplicable a la mayoría de los materiales de construcción. Espera comercializar el retardante pronto. Pero por el momento, agrega, “es solo un papel”.