miércoles, 9 de septiembre de 2015

Retardando que no es poco (II): La defensa de Faulkner

"Tú me dijiste un día: te quiero
pero no sé bien por qué..."
Ivan Ferreiro
(El viaje de Chihiro, Canciones para el tiempo y la distancia, 2005)

Hace unos meses nos dejó el gran José Sazatornil "Saza". De entre los muchos y geniales papeles que interpretó, tengo especial cariño por el "Cabo Gutiérrez", el guardia civil de "Amanece que no es poco" (José Luis Cuerda 1989) preocupado por el "sonambulismo" de su hijo, el parto en cinco minutos de su esposa, el libre albedrío y por el mantenimiento del peculiar status quo de su pueblo albaceteño. Pero lo que ha hecho legendario a este cabo es su apasionada defensa de Faulkner. En esta entrada voy a plagiar a Saza y defenderé apasionadamente los retardantes de largo plazo de la mejor manera que se me ocurre: explicando qué son, cómo actúan y por qué son imprescindibles en la extinción de incendios forestales.

"¿Es que no sabe que en este pueblo es verdadera devoción lo que hay por Faulkner?"

¿Por qué arden las plantas? A estas alturas ya deberíais saberlo, pero como hay nuevos seguidores que no se han leído todas mis entradas os refresco la memoria que en este tema se la debemos claramente a Prometeo. La típica reacción química que se produce cuando arde la vegetación es la siguiente:

Celulosa (CHO)n + Oxigeno (O2) + calor -----> Agua (H2O)+Dióxido de carbono (CO2)+Energía

Por tanto hacen falta estos tres elementos para que exista combustión con llama: el conocido triángulo del fuego: celulosa (vegetación), oxígeno y calor ¿Podemos interrumpir esta reacción en cadena? Al hablar de los retardantes de corto plazo, ya explicamos que la estrategia de las espumas es humectar y enfriar, esto es, actuar sobre el "calor" y en menor medida dificultar la llegada de "oxígeno" al entorno del combustible mediante la generación de una capa de espuma con baja tensión superficial. Pero los retardantes de largo plazo son mucho más sutiles, no en vano llevan mucha ciencia y tecnología detrás, basados en la química de esta reacción de combustión.

Los retardantes de largo plazo más utilizados en la lucha contra incendios son los denominados Polifosfatos. Son sales muy similares a los fertilizantes usados en agricultura y se preparan generalmente con concentraciones de 1:5 en agua, esto es, 200 ml de producto por cada litro de mezcla. El rojo contrasta muy bien con el verde o el amarillo de la vegetación, por eso se tiñen de colores rojizos para poder ser visualizados por el piloto, el coordinador de medios aéreos, el director de extinción y los propios bomberos forestales. De esta manera se puede planificar y dar instrucciones precisas de las sucesivas descargas de la aeronaves durante la extinción de incendios. Todos los colorantes, viscosantes, anticorrosivos que presenten deben ser biodegradables e inocuos para el medio ambiente y la salud de los combatientes, para lo cual las empresas tienen especial cuidado en la elaboración de sus productos que deben pasar unas exigentes pruebas de verificación antes de su salida al mercado o para optar a concursos públicos.

Su eficacia es independiente incluso en ausencia de agua porque su acción es directa sobre el componente "combustible forestal" de la reacción de combustión vegetal. Por tanto se suele usar en ataque indirecto, esto es, para crear lineas de control antes de que llegue el frente de llamas, disminuir la intensidad del fuego y de esta forma poder ser controlado por los bomberos forestales. Pero ¿cómo lo hace? Creo que en el esquema de la Figura 1 lo vais a entender bien. 


Figura 1. Esquema del funcionamiento de un polifosfato amónico durante un incendio forestal
Adaptado de Vicente Mans (2015) Apuntes Máster Fuego: Ciencia y Gestión Integral

Siguiendo los elementos generados en las diferentes reacciones, podéis comprobar cómo la "magia" de la química hace que la reacción en cadena habitual de oxidación de la celulosa (a la derecha del esquema) se interrumpa sin más que "secuestrar" los grupos -OH que la componen. Efectivamente, la sal amónica se descompone en amoniaco gaseoso y ácido polifosfórico, que tiene una gran avidez por "apoderarse" de los grupos -OH de las cadenas de celulosa del material vegetal. La celulosa no puede oxidarse en presencia de calor con lo que ¡no puede producirse llama porque no hay triángulo del fuego! El resultado es la formación de otro ácido, el ortofosfórico, y un residuo de carbón que aparece de color "negruzco" en contraste con el color "grisáceo" de la ceniza. De esta manera la celulosa se consume pero ¡sin generar llama! y no emite energía significativa en su combustión, con lo que poco a poco se va extinguiendo el frente. Pero el retardante sigue teniendo escondido un as en la manga. En el caso de que siga existiendo emisión de energía procedente de vegetación que arde, el ácido ortofosfórico se vuelve a transformar en ácido polifosfórico repitiéndose el proceso, con lo que tenemos una reacción en cadena "a la inversa", esto es, en presencia de más calor el producto sigue siendo eficaz y termina por extinguir la llama, o al menos reducir mucho su intensidad. En este vídeo basado en una serie de fotografías durante un ensayo de laboratorio podéis visualizar el efecto explicado en el esquema de la Figura 1:



El ensayo presentado es muy exigente ya que después de la aplicación del tratamiento con producto retardante a la acícula de pino, se introduce en estufa a 42ºC durante 90 minutos simulando condiciones de verano y es en ese momento cuando se procede al ensayo, eliminando por completo la acción humectante del agua (recordemos que la mezcla es un 80% agua). Pero si el producto es tan eficaz incluso sin agua ¿por qué no se detiene inmediatamente la combustión con llama y avanza unos centímetros, aunque con mucha menor intensidad? ¿Por qué a pesar de realizar descargas de retardantes con la aeronaves es necesaria la actuación de medios terrestres para sofocar definitivamente el fuego? La respuesta la podemos ver aquí:


Acícula de pino tratada con retardante de largo plazo y secada en estufa a 42ºC durante 90 minutos
Fotografía: Laboratorio de incendios forestales del INIA

En la fotografía se muestra la zona inferior de la capa de acículas tratadas, la que estaría más cercana al suelo en condiciones de campo. Podéis apreciar que el color rojizo del retardante no está perfectamente repartido, hay parte de las acículas poco impregnadas. Este es el punto débil de los retardantes de la largo plazo: que siga la reacción en cadena de combustión con llama en aquellas zonas no recubiertas de polifosfato amónico (parte derecha del esquema de la figura 1) y que por tanto la eficacia del retardante se vea limitada por la presencia de material no tratado que continúa ardiendo. En este reportaje del USDA Forest Service  se compara el comportamiento de una capa de acículas sin tratar respecto a una tratada: el retardante disminuye mucho la velocidad de propagación y la altura de llama media aunque no es infalible, puesto que la parte inferior de la hojarasca sin tratar termina por arder. Como el vídeo es un poco largo, me he tomado la libertad de hacer un pequeño montaje para acelerar el ensayo y resumir con ello el proceso:




La acícula tratada con polifosfato amónico en esta demostración llevaba una semana secándose, con lo que el retraso de la propagación se debe exclusivamente a la presencia del retardante de largo plazo y su eficacia ha estado condicionada por su capacidad de impregnar la mayor cantidad de combustible posible. Se puede comprobar al final del ensayo la cantidad de combustible consumido en sendas bandejas, lo que indica la menor intensidad generada por el tratamiento y por tanto la mayor capacidad de los medios de extinción para realizar un ataque directo que termine extinguiendo el frente de llama.

En el primer post de esta saga en honor a "Saza" y José Luis Cuerda, contamos una increíble historia donde una madre explicaba a su hijo por qué no son tan malos los productos químicos empleados en la lucha contra incendios, y que en cualquier caso, son mayores los beneficios que los posibles daños puntuales ¿Todavía pensáis que los retardantes de largo plazo son un molesto despilfarro y un riesgo para la salud o el medio ambiente? A veces saber el "por qué" ayuda a comprender el "para qué" y el "cómo". Por eso en este pueblo constituido por la comunidad forestal dedicada a los incendios es auténtica devoción lo que tenemos por los retardantes bien empleados, con responsabilidad y con los mínimos criterios de seguridad y protección del medio ambiente

Agradecimientos a Alberto Enfedaque (@J_Enfedaque) por sus explicaciones y la revisión de esta entrada

Más información:

Hernando C, Guijarro M, Madrigal J (2009). Metodología para la determinación en laboratorio de la eficacia de los retardantes utilizados en la extinción de incendios forestales. Montes 96: 33-38. Disponible on line


Licencia Creative Commons

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