La seguridad contra incendios es más crucial que nunca: ¿Qué estamos haciendo al respecto?

Retardantes de llama para reducir los riesgos de incendio

Con los incendios forestales que actualmente están quemando barrios enteros en Los Ángeles, o hace poco en Hawái, está claro por qué cualquier tecnología que ayude a prevenir o ralentizar el fuego debería ser perseguida.

Hay muchos ángulos desde los cuales podríamos abordar este problema. Desde un mejor uso de los datos hasta diferentes materiales de construcción, o una gestión distinta del agua y las áreas boscosas.

Sin embargo, seguimos utilizando muchos materiales inflamables en nuestra vida diaria, simplemente porque demasiados productos útiles resultan ser inflamables.

Otra posibilidad es usar retardantes de fuego, químicos que reducen los riesgos de que se produzca un incendio y la velocidad a la que el fuego se sale de control. Esto puede marcar una diferencia radical, ya que un fuego más lento será más probable que se extinga temprano o que dé más tiempo a los bomberos para llegar y llevar el equipo adecuado.

Un problema es que muchos químicos retardantes de llama son algo tóxicos, lo que los hace poco prácticos para muchas aplicaciones. Un ejemplo es cualquier cosa que toque la piel humana con frecuencia, como la tela de algodón. Esto podría cambiar gracias al descubrimiento de ocho investigadores de la Universidad Texas A&M, que han desarrollado un nuevo retardante de llama de un solo paso para textiles de algodón.

Publicaron recientemente sus resultados en ACS Applied Polymer Materials, bajo el título “Evaporation Induced Flame Retardant Polyelectrolyte Complex for Cotton¹”.

¿Por qué el algodón?

El algodón es la fibra textil más utilizada a nivel mundial, gracias a sus excelentes propiedades para crear telas suaves, cómodas y transpirables. Se usa en ropa y tapicería y es un importante contribuyente a los materiales inflamables en los hogares (sofás, armarios, toallas, manteles, etc.), incluidos aquellos en proximidad a fuentes de incendio (áreas de cocina, velas, cigarrillos, etc.).

Está compuesto mayormente por α‑celulosa, un material extremadamente inflamable. Esto hace que cualquier cosa hecha de algodón se queme muy rápido y de forma completa.

Otra razón para centrarse en el algodón es que abriría inmediatamente un mercado masivo para cualquier innovación dirigida a este material. Y aún podría expandirse a otros materiales más adelante.

Cómo funcionan los retardantes de llama

La mayoría de los retardantes de llama para algodón que se usaron históricamente fueron compuestos halogenados que ahora se están eliminando debido a su toxicidad para los humanos. La industria química ha explorado moléculas alternativas durante muchos años, incluyendo químicas basadas en fósforo, nitrógeno, silicio y boro.

El problema hasta ahora para encontrar un buen reemplazo ha sido el costo. Estos compuestos alternativos requieren tratamientos en varios pasos, lo que incrementa el gasto.

Los retardantes de llama actúan creando una capa de carbón (char) sobre el material cuando se quema, lo que bloquea la expansión del fuego. Con mayor frecuencia, se logra combinando una fuente de ácido y una fuente de carbono.

A veces, se añade un “agente soplador”, que se descompone por el calor en gases no inflamables que diluyen los gases inflamables y debilitan las llamas.

Retardante de llama de un solo paso

Los investigadores estudiaron una clase de químicos llamados polielectrolitos: polietilenimina (PEI) como agente soplador y hexametafosfato de sodio (PSP) como fuente de ácido. En el caso del algodón, el propio material inflamable es la fuente de carbono.

Fuente: ACS Applied Polymer Materials

Esta mezcla es no tóxica y sería ideal para la producción masiva en todas las telas de algodón. Pero hasta ahora, solo se conocían procesos de 2 pasos para aplicar y fijar polielectrolitos al algodón.

Los investigadores descubrieron que podían usar amoníaco (NH3) como base volátil para unir PEI y PSP al algodón cuando el amoníaco se evapora. Encontraron que podían aplicar toda la mezcla al algodón y evaporar el amoníaco en un solo paso.

Encontrando el método correcto

Se exploraron varias proporciones de PEI a PSP para encontrar la composición óptima que reduzca la inflamabilidad del algodón.

Las fibras de algodón resultantes se examinaron bajo un microscopio electrónico (Microscopio Electrónico de Barrido – SEM), lo que nos permitió medir la absorción del retardante de llama por las fibras de algodón.

Fuente: ACS Applied Polymer Materials

Otro factor medido fue la durabilidad del tratamiento frente al enjuague. Como las telas de algodón probablemente se limpien con frecuencia, cualquier retardante de llama que no resista la exposición al agua y al enjuague tendrá poca utilidad en condiciones reales.

“Esta tecnología puede optimizarse para retardar rápidamente, fácilmente y de forma segura muchos materiales inflamables, ofreciendo una gran protección en la vida cotidiana, ahorrando dinero y vidas de la población general.”

Maya D. Montemayor – Estudiante de posgrado en el Departamento de Química de Texas A&M.

Para algunas de las proporciones usadas, el material se lava parcialmente en el primer enjuague, pero el resto del retardante de llama correctamente unido permanece adherido a las fibras de algodón.

Fuente: ACS Applied Polymer Materials

Inflamabilidad fuertemente reducida

El algodón tratado libera mucho menos calor que el algodón sin tratar (neat) cuando se mide la energía por gramo de algodón (W/g). La temperatura de la combustión también se redujo.

Fuente: ACS Applied Polymer Materials

Al realizar una prueba conocida como “flama vertical”, los investigadores también observaron que el ácido en la mezcla era responsable de la unión al algodón, protegiendo el retardante de llama de desprenderse durante el enjuague del tejido.

Fuente: ACS Applied Polymer Materials

Avanzando

Estos resultados iniciales son muy importantes para la industria del algodón y las empresas productoras de retardantes de llama, ya que podrían abrir el camino a un tratamiento más barato y fácil de generalizar para todos los productos de algodón.

Los investigadores están evaluando ahora con socios industriales cómo este proceso podría ampliarse más allá del algodón a cualquier material rico en carbono, como la madera, la tela, la espuma y otros textiles.

“Esta investigación de vanguardia brinda a Texas A&M reconocimiento como uno de los líderes de esta tecnología y la oportunidad de un mayor desarrollo con empresas externas.

TEES está licenciando esta y tecnologías similares a empresas para diversas aplicaciones.

Dr. Jaime Grunlan,-  Leland T. Jordan ’29 Chair Professor in the J. Mike Walker ’66 Department of Mechanical Engineering at Texas A&M.

¿Qué más se puede hacer contra los riesgos de incendio?

Nuevas tecnologías para controlar mejor el fuego pueden abordarse desde muchos ángulos. Por ejemplo, aquí hay algunas que cubrimos previamente:

• Predicciones de IA: Imágenes satelitales y predicciones meteorológicas precisas pueden usarse para predecir mejor el riesgo de ocurrencia de incendios forestales, su gravedad y cómo controlarlos.
• Sistemas de gestión forestal: Herramientas de gestión forestal más trazables pueden ayudar a predecir mejor la salud y productividad de los bosques y a cuidarlos adecuadamente. A su vez, pueden usarse para reducir la cantidad de madera muerta y otros peligros de incendio.
• Construcción con madera masiva: Puede parecer extraño que la construcción con madera pueda ayudar a reducir los riesgos de incendio. Pero la madera masiva es una nueva tecnología que aglomera madera en vigas tan fuertes como el acero y la hace resistente al fuego, debido a su extrema densidad. La madera masiva forma naturalmente la capa de carbón que los retardantes de llama usan para limitar la inflamabilidad. Podemos imaginar que los retardantes PEI‑PSP podrían ayudar a mejorarla aún más.
• Hidrogeles activados por calor: Para detener la propagación de incendios forestales, se podrían usar nuevos hidrogeles en lugar de la espuma más comúnmente utilizada, reteniendo agua el doble de tiempo. Esto puede marcar una diferencia enorme en la protección de hogares frente a incendios forestales.
• Drones: Los drones de extinción podrían ser una herramienta adicional en el arsenal de los bomberos, capaces de llegar donde sería demasiado peligroso para los humanos. Puedes leer más sobre una empresa que produce dichos drones, Textron, en “Las mejores compañías de drones 2025 liderando la revolución aérea”.

Invertir en retardantes de llama

Los retardantes de llama son un producto a menudo ignorado, pero muy importante de la industria química que salva innumerables vidas a diario.

Es uno, pero muchos, de los productos químicos especializados que forman parte de la vida moderna, representando un mercado de 8,63 mil millones de dólares en 2022 y se espera que crezca un 7,1 % CAGR hasta 2030.

Fuente: Grand View Research

Puede invertir en compañías relacionadas con la industria química a través de muchos corredores, y aquí, en securities.io, encontrará nuestras recomendaciones para los mejores corredores en EE. UU., Canadá, Australia, Reino Unido, así como en muchos otros países.

Si no está interesado en seleccionar compañías específicas, también puede considerar ETFs como el iShares STOXX Europe 600 Chemicals UCITS ETF (EXV7) o el Fidelity Select Chemicals Portfolio (FSCHX) que le proporcionarán una exposición más diversificada para capitalizar la industria química.

Empresa de retardantes de llama

ICL es una empresa química global con sede en Israel, con una posición fuerte en retardantes de llama, notablemente una posición #1 en soluciones para electrónica, incluidos vehículos eléctricos e IA, y construcción, usando ya sea bromo o fósforo.

También está activa en fertilizantes, especialmente fosfato y potasa, así como fosfato para productos industriales como materiales de baterías.

Fuente: ICL

La empresa es en general líder en las industrias en las que opera, con una cuota de mercado del 33 % en productos industriales y del 20 % en soluciones de fosfato. En conjunto, sus ventas están diversificadas por todo el mundo.

La mayor parte del EBITDA de la compañía proviene de las ventas de potasa y soluciones de fosfato.

Fuente: ICL

El retardante de llama es solo una parte de la actividad de la empresa, y también está invirtiendo activamente en nueva tecnología. Está financiando startups y realizando su propio I&D en fertilizantes de próxima generación, incluyendo:

• Fijación fotocatalítica de nitrógeno en proximidad a la planta.
• Producción electroquímica en la finca de amoníaco o nitratos.
• Biostimulantes para mejorar la biodisponibilidad de los fertilizantes.
• Mejora de la disponibilidad de fósforo mediante extractos vegetales, microorganismos (PSB – Bacterias Solubilizadoras de Fósforo) y químicos.

Como productor de bajo costo de bromo y potasa, la compañía está bien posicionada para manejar incluso precios bajos de fertilizantes, mientras apuesta por soluciones innovadoras para crear crecimiento en el futuro.

También podría beneficiarse de una creciente demanda de retardantes de llama, incluso antes de que los tratamientos de un solo paso como el discutido en este artículo lleguen al mercado.

Referencia del estudio:

^{1. Montemayor, M. D., Rodriguez-Melendez, D., Smith, D. L., Vest, N. A., Palen, B., Chang, E., Moran, A. V., & Grunlan, J. C. (2024). Complejo polielectrolítico retardante de llama inducido por evaporación para algodón. ACS Applied Polymer Materials. https://doi.org/10.1021/acsapm.4c02937}