Una nueva espuma hecha con algas genera electricidad, aísla térmicamente y detecta incendios

Un equipo internacional de investigadores ha desarrollado una novedosa espuma multifuncional que podría transformar el aislamiento térmico y la seguridad pasiva en la construcción. El estudio, publicado en la revista Nanoscale Horizons, cuenta con la participación del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) y demuestra que es posible combinar aislamiento térmico, conductividad eléctrica y resistencia al fuego en un único material biodegradable.

La espuma está fabricada con alginato, un biopolímero derivado de algas pardas, y Ti₃C₂Tx, un tipo de MXeno, una familia de materiales bidimensionales conocida por su alta conductividad. “La porosidad es esencial para el aislamiento térmico, pero también desempeña un papel en la generación de nanoenergía triboeléctrica”, explican los autores del trabajo.

Una de las características más destacadas del material es su capacidad para generar electricidad mediante efecto triboeléctrico, incluso con un grosor de hasta 6 mm, algo poco habitual en este tipo de dispositivos. La incorporación de un 5% de Ti₃C₂Tx aumentó el voltaje generado en un 110%, alcanzando hasta 380 voltios y una densidad de potencia de 43 milivatios por metro cuadrado. “Demostramos cómo la porosidad contribuye a mejorar la generación triboeléctrica, el aislamiento térmico y la resistencia al fuego de los materiales compuestos con MXeno”, señalan los investigadores.

Las pruebas revelaron que la espuma posee una gran capacidad aislante, con una conductividad térmica de solo 62 mW/m·K, muy próxima a la de materiales aislantes convencionales como el poliestireno expandido. Además, la presencia del MXeno reduce la radiación infrarroja, lo que sugiere un posible efecto de refrigeración radiante. “Los paneles de espuma compuesta presentan una conductividad térmica muy baja y un efecto de refrigeración por radiación”, apunta el estudio.

Otra propiedad clave es el comportamiento de la espuma frente al fuego. No solo es autoextinguible, sino que también puede actuar como sensor de incendios. Su resistencia eléctrica varía rápidamente al exponerse a una llama, activando una alarma en solo dos segundos. “"Nuestros resultados revelan que la resistencia eléctrica de las espumas disminuye al exponerse al fuego, lo que activa un sistema de alarma contra incendios de respuesta rápida en tan solo 2 segundos”, explican los autores.

Ligera (con una densidad aproximada de 0,085 g/cm³), altamente porosa (93%) y procedente de fuentes renovables, esta espuma se presenta como una opción prometedora para el diseño de edificaciones sostenibles. También podría aplicarse en vehículos, dispositivos electrónicos o incluso en instalaciones acuícolas donde el control térmico y la resistencia al fuego resulten críticos.

“La versatilidad de las espumas de biopolímero con MXeno podría dar lugar a una nueva generación de materiales de aislamiento inteligentes que no solo generen electricidad, sino que también actúen como eficaces retardantes de llama y sistemas de alarma contra incendios”, concluyen los investigadores.