Espuma ecológica revoluciona la construcción generando electricidad, aislando y previniendo incendios

Un reciente estudio internacional liderado por el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC), en colaboración con centros de investigación de Corea del Sur, Italia y Estados Unidos, ha desarrollado una espuma revolucionaria que aúna características que normalmente se consideran incompatibles: conductividad eléctrica, aislamiento térmico y resistencia al fuego. Esta nueva tecnología, publicada en la revista científica Nanoscale Horizons, representa un importante paso hacia una construcción más eficiente, segura y respetuosa con el medio ambiente.

La espuma cuenta con un material con propiedades aparentemente opuestas

El equipo de investigación ha logrado combinar un material conductor de la familia de los MXenes, similar al grafeno, con el alginato, un biopolímero biodegradable extraído de algas marinas. El resultado es una espuma multifuncional que sorprende por sus capacidades: puede generar electricidad, aislar térmicamente y resistir incendios.

Diseñada específicamente en forma de espuma, la estructura porosa del material es clave para su desempeño. “Las espumas son muy ligeras, mecánicamente estables y, al mismo tiempo, excelentes aislantes térmicos”, explicó Bernd Wicklein, investigador del ICMM-CSIC y autor principal del trabajo.

La calefacción y la refrigeración de edificios representan cerca del 25 % del consumo energético global. A esto se suma el gasto energético derivado de la fabricación de materiales aislantes tradicionales. El nuevo material desarrollado podría transformar este panorama, al ofrecer un solo material que puede cumplir varias funciones esenciales al mismo tiempo.

Gracias a la presencia de los MXenes, el material es capaz de conducir electricidad y, al ser combinado con alginato, puede incluso generar energía. Esto abre la puerta a que paredes, techos o suelos fabricados con esta espuma actúen como pequeñas centrales eléctricas, reduciendo la dependencia de fuentes externas de energía.

Seguridad frente al fuego sin recurrir a tóxicos

Una de las grandes ventajas de esta innovación es su capacidad ignífuga. Tradicionalmente, los materiales aislantes a base de espuma presentan un alto riesgo de inflamabilidad, lo que obliga a añadirles aditivos químicos retardantes de llama que suelen ser tóxicos para el medio ambiente y para la salud humana.

En cambio, esta nueva espuma puede no solo resistir el fuego, sino también detectar el inicio de un incendio si se conecta a un sistema eléctrico, actuando como un sensor que podría activar alarmas o medidas de seguridad automáticamente. “Es un elemento de seguridad activa y pasiva a la vez”, subrayó Wicklein.

MXenes: la clave del rendimiento avanzado

Los MXenes, empleados en este proyecto, son una familia de materiales bidimensionales con láminas ultrafinas de entre uno y dos nanómetros de grosor. Esta estructura les confiere una gran flexibilidad mecánica, a la vez que mantienen propiedades similares a los metales en cuanto a su conductividad eléctrica.

Además de su capacidad para conducir electricidad, los MXenes tienen otras cualidades relevantes, como su facilidad para dispersarse en agua y su utilidad en aplicaciones catalíticas, ópticas y térmicas.

El uso de alginato como componente estructural no es menor. Se trata de una sustancia completamente biodegradable y de bajo impacto ambiental, lo que refuerza la sostenibilidad del material desarrollado. “Queríamos evitar el uso de compuestos tóxicos y al mismo tiempo mantener o incluso mejorar el rendimiento funcional”, explicó el investigador.

En conjunto, este nuevo material tiene el potencial de convertirse en una pieza clave en la arquitectura del futuro: puede reducir el consumo energético, generar parte de la electricidad necesaria, proteger contra incendios y hacerlo sin comprometer la salud ni el medio ambiente.

Colaboración internacional para una solución global

El desarrollo de esta espuma multifuncional ha sido posible gracias a una colaboración entre el ICMM-CSIC en España, el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea, la Universidad Politécnica de Turín en Italia y la Universidad Drexel en Estados Unidos.

Este avance demuestra cómo la cooperación internacional puede dar lugar a soluciones innovadoras que responden a desafíos globales, como el cambio climático, la eficiencia energética y la seguridad en la construcción. Una tecnología que, más allá de sus propiedades científicas, apunta directamente a mejorar la calidad de vida de las personas y del planeta.