Retardantes de llama.

La estrategia comúnmente más utilizada para minimizar la inflamabilidad de un material, es la incorporación de sustancias resistentes al fuego. Un retardante al fuego puede definirse como una sustancia incorporada en, o tratamiento aplicado a, un material, que suprime o retrasa la combustión del mismo bajo condiciones específicas.
Esta definición abarca todas las características de la combustión, es decir: ignición, combustión lenta, propagación de la llama, liberación de calor, de humo y de gases tóxicos y en consecuencia incluye acepciones más limitadas como retardante a la llama o supresor de humos. Ahora bien, la mayoría de retardantes al fuego son únicamente retardantes a la llama que en la práctica reducen la facilidad de ignición y de propagación de la llama.
El proceso de combustión a la llama de materiales sólidos incluye diferentes etapas siendo cada una de ellas susceptible de eliminación por medio de retardantes al fuego (Figura).
En la primera etapa, el calor, proveniente de una fuente externa o de la combustión del propio material, provoca su descomposición dando lugar a fragmentos volátiles e inflamables. En una segunda etapa, estos volátiles se oxidan en fase gas por efecto del oxígeno y del calor, y forman los productos de combustión: humo, gases y calor.
También puede producirse una combustión lenta cuando la segunda etapa supone una oxidación en estado sólido del resto carbonado producido en la descomposición. Las reacciones específicas que constituyen el proceso global, dependen de la naturaleza de los gases y del medio ambiente de la combustión, de las cuales, las reacciones mediante radicales libres son las más críticas para la propagación de la llama.
Los retardantes a la llama interfieren en el proceso de combustión actuando física o químicamente en las fases sólida o gaseosa durante una o más etapas de la combustión. Un retardante puede presentar más de un modo de actuación y estos pueden variar de acuerdo a la naturaleza química del material, por lo que generalmente es difícil asegurar su forma de operar.
Los retardantes a la llama pueden intervenir para reducir la ignición y la propagación asociada a la llama mediante, o facilitando, la formación de restos carbonados o inhibiendo las reacciones de tipo autooxidante que pueden tener lugar en la zona de ignición. El resto carbonado actúa como una barrera física capaz no sólo de disminuir la masa de volátiles formados, sino también de obstruir el flujo de gases combustibles e impedir el acceso del oxígeno a la superficie.
Además, su baja conductividad térmica hace que actúe como aislante térmico, absorbiendo el calor generado y protegiendo al material de la degradación térmica. El desarrollo más significativo para este tipo de sistemas se refiere a los sistemas intumescentes que al ser calentados forman un resto carbonado espumoso de una mayor eficiencia como aislante térmico.

Fuente:
Memoria presentada por Cristina Martín Moreno para optar al grado de Doctora en Química European PhD
Tarragona, Octubre de 2005