Un equipo de investigadores de Stanford ha creado un gel potenciador del agua diseñado para ser rociado sobre viviendas e infraestructuras críticas, con el fin de prevenir su destrucción en caso de incendios forestales.
Según un estudio publicado en Advanced Materials, estos nuevos geles son más duraderos y significativamente más efectivos que los geles comerciales actuales. Eric Appel, profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales en la Facultad de Ingeniería y autor principal del artículo, explicó en un comunicado: «En condiciones típicas de incendios forestales, los geles potenciadores del agua existentes se secan en aproximadamente 45 minutos. Nuestro gel tiene una ventana de aplicación más amplia, lo que significa que se puede aplicar más adelante en el avance del incendio y aún así brindar protección, y además, ofrece un rendimiento superior cuando el fuego llega».
Estos geles potenciadores del agua están compuestos por polímeros superabsorbentes, similares a los que se encuentran en el polvo de los pañales desechables. Al mezclarse con agua y ser rociados sobre un edificio, se hinchan formando una sustancia gelatinosa que se adhiere a la superficie externa, creando una barrera húmeda y espesa. Sin embargo, las condiciones cerca de un incendio forestal son extremadamente secas: las temperaturas pueden superar los 100 grados, con fuertes vientos y una humedad cercana al 0%, lo que hace que incluso el agua atrapada en el gel se evapore rápidamente.
El gel desarrollado por Appel y su equipo utiliza el agua como la primera capa de protección. Además de un polímero basado en celulosa, el gel contiene partículas de sílice que permanecen cuando el gel es sometido al calor. «Hemos descubierto un fenómeno único donde un hidrogel suave se transforma en un escudo de aerogel resistente bajo el calor, proporcionando una protección más duradera y efectiva contra los incendios forestales. Este avance ecológico supera a las soluciones comerciales actuales y ofrece una defensa superior y escalable contra los incendios», señaló Changxin Dong, autor principal del estudio.
Appel añadió: «Cuando el agua se evapora y toda la celulosa se quema, lo que queda son partículas de sílice reunidas en una espuma. Esta espuma es altamente aislante y dispersa el calor, protegiendo completamente el material subyacente».
El sílice forma un aerogel, una estructura sólida y porosa que es un excelente aislante. Aerogeles similares de sílice se utilizan en aplicaciones espaciales debido a su ligereza y capacidad para prevenir la mayoría de los métodos de transferencia de calor.
Los investigadores probaron varias formulaciones de su nuevo gel aplicándolas a piezas de madera contrachapada y exponiéndolas a la llama directa de un soplete de gas, que arde a una temperatura mucho más alta que la de un incendio forestal. La fórmula más efectiva duró más de 7 minutos antes de que la madera comenzara a carbonizarse. En comparación, un gel potenciador del agua disponible en el mercado protegió la madera durante menos de 90 segundos bajo las mismas condiciones.
«Los geles tradicionales dejan de ser efectivos una vez que se secan», explicó Appel. «Nuestros materiales forman un aerogel de sílice al ser expuestos al fuego, lo que continúa protegiendo las superficies tratadas incluso después de que toda el agua se ha evaporado. Estos materiales pueden ser fácilmente eliminados una vez que el incendio se ha extinguido».
