¿Un papel de pared contra incendios? La nanotecnología tiene la respuesta

Hay muchos materiales con cualidades contraintuitivas. Que la seda de una araña sea tan resistente como el acero o que una bola de espuma de grafeno pueda ser más ligera que el helio son ejemplos de sorprendentes cualidades físicas. Si tuviéramos que imaginar un material resistente al fuego, uno de los últimos de la lista sería el papel. Sin embargo, un nuevo papel de pared, eso sí, con unos ingredientes bastante especiales, está llamado a convertirse en una solución contra los incendios. Ese es el objetivo de un grupo de investigadores del Instituto Cerámico de Shanghái, perteneciente a la Academia China de las Ciencias. Como viene siendo habitual en el desarrollo de materiales avanzados, la clave reside en la nanotecnología. El resultado es un material que no solo resiste el fuego sino que funciona como un sistema de alarma. Pero vayamos por partes.

Un hueso duro de roer

Si hablamos de hidroxiapatita es muy probable que te rasques la cabeza. Probablemente te resulte más familiar si te decimos que es el ingrediente fundamental del esmalte dental (y de las prótesis sintéticas). Es decir, un material extremadamente resistente. Los científicos chinos pensaron en crear unos nanoalambres basados en hidroxiapatita que fueran la base de esta nueva tecnología para empapelar paredes. En los experimentos demostrativos que han llevado a cabo, las láminas de hidroxiapatita pueden resistir una llama durante varios minutos. Su producción, además, es ecológica y no requiere de productos químicos peligrosos. No hace falta más que recordar los estragos del amianto en ese sentido. No obstante, mucho antes de que este material haya sido consumido por las llamas, habrá activado los sistemas de alarma contra incendios del edificio.   

Un papel que ejerce de circuito eléctrico

Uno de los problemas de los detectores de incendios actuales es que solo reaccionan ante el humo. Sin embargo, cuando se ha liberado la cantidad de humo suficiente para hacer saltar las alarmas, es posible que el incendio se haya propagado de forma irreversible. Sin embargo, el nuevo papel de pared incorpora una propiedad adicional que atajará los tiempos de respuesta sensiblemente. Porque, además de incluir hidroxiapatita, los investigadores añadieron unas gotas de tinta de óxido de grafeno a la receta. Se trata de un material similar al que algún día permitirá imprimir circuitos ultradelgados para una nueva generación de dispositivos electrónicos.  

Esta tinta de grafeno opera como un conductor termosensible. Esto es, a temperatura ambiente no transmite electricidad. Pero basta con que se produzca un brusco aumento en la temperatura, tal como sucede en caso de incendio, para que todo el recubrimiento de las paredes se convierta en un gigantesco circuito eléctrico. De esta forma, la alarma detecta de inmediato la presencia del fuego aunque aún no haya una cantidad significativa de humo en la atmósfera. Cuando decimos “de inmediato” no es una exageración: la alarma salta en el plazo de dos segundos.

Como suele suceder en el caso de todo lo relacionado con la nanotecnología y el grafeno, los desarrollos comerciales tardarán en llegar, pero el camino ya está indudablemente abierto.

Otros sistemas de incendios que se adelantan al humo

Además del calor, los fuegos generan otras señales delatoras antes de llegar a la fase del humo masivo que no siempre son llamas. Nos referimos a gases como el monóxido de carbono y el óxido de nitrógeno. El detector de incendios desarrollado por el Fraunhofer Institute en Friburgo (Alemania) saca partido precisamente de ambos gases para dar la voz de alarma.  La tecnología que emplea recurre a un sensor cromático que reacciona en presencia de cualquiera de ellos con diferentes colores. El funcionamiento es relativamente sencillo. Se emite una luz LED de color azul a través de un conducto recubierto con un polímero en el que se han mezclado previamente los tintes sensibles a los gases. Al otro lado, hay una célula fotosensible que registra las variaciones en la luz. En circunstancias normales, el polímero se tiñe de púrpura y absorbe poca luz azul. Sin embargo, en presencia por ejemplo de monóxido de carbono la tonalidad cambia al amarillo. El color amarillo absorbe más luz azul a su paso por lo que la célula fotosensible registra un descenso en la potencia lumínica. Y ahí suena la alarma. Este detector no solo es útil ante el peligro de quemaduras, sino que puede prevenir los envenenamientos por monóxido de carbono. Y, a diferencia del uso de la nanotecnología y el grafeno, es sencillo y barato de producir. 

Fuente:  ACS Nano, Phys.org, Gizmodo