Cómo asegurarse de que los refugios contra incendios forestales salven la vida de los bomberos
Los incendios forestales queman caliente, rápido e impredecible. Si bien los bomberos forestales reciben una amplia capacitación para mantenerse a salvo, a veces quedan aislados por llamas que pueden alcanzar temperaturas de 1600 a más de 2000 grados Fahrenheit. Para protegerse en estas situaciones extremadamente extremas, cada uno lleva un refugio contra incendios portátil (esencialmente, una pequeña tienda de campaña de aluminio especialmente formulada) que se puede desplegar para protegerlos de las llamas y los gases calientes. Pero esta tecnología tiene serios límites, y los investigadores ahora están explorando nuevos materiales y diseños, y sometiendo prototipos a una serie de arduas pruebas.
El Grupo Nacional de Coordinación de Incendios Forestales (NWCG, por sus siglas en inglés), una organización del gobierno federal que establece estándares para los equipos contra incendios forestales, informa que se desplegaron refugios contra incendios más de 200 veces entre 2006 y 2020. Pero esta última línea de defensa no siempre funciona. Por ejemplo, 19 de los 20 miembros del equipo de extinción de incendios de Granite Mountain fallecieron trágicamente a pesar de usar sus refugios en el incendio Yarnell Hill de 2013 en Arizona. La necesidad de mejores refugios solo se volverá más crucial a medida que las temporadas de incendios continúen siendo más severas: solo el año pasado, los bomberos lucharon contra casi 60,000 incendios forestales que convirtieron siete millones de acres de bosques estadounidenses en cenizas ennegrecidas.
“Las temporadas de incendios se están alargando, volviéndose más severas, y los bomberos forestales están viendo un comportamiento del fuego que no habíamos visto antes”, dice Camille Stevens-Rumann, profesora asistente de administración de bosques y pastizales en la Universidad Estatal de Colorado, que no participó. en las recientes pruebas de refugio contra incendios. “En Colorado, tuvimos un incendio que quemó 6000 acres por hora. Esas condiciones conducen a un mayor riesgo para los bomberos”. Tales situaciones son particularmente peligrosas cuando las llamas se propagan rápidamente en un corto período de tiempo, obligando a los bomberos a retirarse a sus refugios de emergencia. “También estamos viendo un aumento en los eventos de incendios extremos, donde se ven muchos acres ardiendo en un corto período de tiempo”, agrega Stevens-Rumann. “Con factores como el viento, la falta de humedad y abundantes combustibles, se ven incendios que explotan rápidamente en un solo día”.
El actual refugio contra incendios M2002, el único modelo aprobado para el uso de bomberos de agencias gubernamentales, se pliega en un paquete de 4.3 libras del tamaño de una barra de pan. Por lo general, se almacena en una funda de plástico y se lleva en un compartimento especial en las mochilas de los bomberos forestales. El paquete se puede desplegar en un medio tubo que es lo suficientemente grande para que una persona se acueste dentro. Su resistencia al fuego proviene de una construcción de dos capas, con un espacio de aire en el medio para mayor aislamiento. La capa exterior consta de sílice tejida que está laminada o unida a papel de aluminio. La capa interna está laminada con fibra de vidrio en una capa separada de papel de aluminio.
En 2019, una revisión de cinco años de la NWCG recomendó conservar el diseño del refugio contra incendios existente. Pero la organización siempre está buscando mejoras. Ahora, los investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte (NC State) han seguido las pautas de protección contra incendios de NWCG para evaluar el M2002, junto con cuatro prototipos desarrollado por investigadores universitarios. Su trabajo se detalló en un informe publicado la primavera pasada.
“Solo estamos tratando de mejorar en [the current design]”, dice el autor principal del estudio, Joseph Roise, profesor de silvicultura y recursos ambientales en NC State. “La forma de cúpula es realmente lo mejor que se puede conseguir. Quieres estar cerca del suelo porque el calor aumenta: cuanto más cerca estás del suelo, menos calor tienes en tu cuerpo”. Debido a que la forma existente es difícil de superar, los nuevos prototipos de refugio contra incendios de emergencia se centran en otras formas de mejorar la resistencia al calor. Desde el exterior, se parecen mucho al M2002. Pero algunos agregan una capa adicional de material avanzado resistente al calor. Otros experimentan con la colocación de las costuras, que puede ser un punto débil.
Para probar el rendimiento de protección térmica de los refugios contra incendios en un entorno de laboratorio controlado, los investigadores de NC State utilizaron una cámara de fuego especialmente construida llamada PyroDome Turbulent Flame Fire Shelter Test System. Dentro de la cámara, los quemadores de propano hicieron estallar refugios contra incendios de tamaño completo con una llama directa durante un minuto. Los instrumentos sensibles midieron el tiempo necesario para que la temperatura en su piso alcanzara los 302 grados F, el nivel máximo de temperatura establecido para la supervivencia en un refugio. Una cámara de video dentro de cada refugio de prueba documentó cómo cambiaban las paredes interiores y las costuras con la exposición a las llamas.
Durante tales pruebas, los refugios contra incendios deben soportar dos tipos de calor. En primer lugar, hay calor radiante; piense en él como el calor que se experimenta al estar de pie junto a una fogata. La capa exterior de aluminio refleja aproximadamente el 95 por ciento de este calor, según Roise. Señala que el aluminio es muy duradero, y cuando se combina con una base de sílice, que reduce la tasa de transferencia de calor para bajar la temperatura dentro del refugio, los materiales funcionan bien juntos para reflejar la energía radiante.
Un desafío más serio es el calor convectivo, que se experimenta cuando un incendio se mueve a través del sitio de despliegue de un refugio y las llamas o los gases calientes tocan directamente el exterior del refugio. La capa exterior puede absorber este calor convectivo, elevando su temperatura. A medida que la temperatura se acerca a los 500 grados F, los adhesivos que unen las capas pueden romperse. Si el exterior de papel de aluminio se separa de la tela de la capa exterior del refugio, los vientos turbulentos pueden arrancarlo y destruir gran parte de la protección reflectante del refugio. Cualquier punto rasgado en el material también puede permitir que el calor convectivo atraviese el refugio y eleve rápidamente las temperaturas internas.
Debido a que los incendios forestales reales crean condiciones tan impredecibles, es necesario probar los refugios contra incendios en el campo, así como en el laboratorio. Los investigadores de NC State también realizaron ocho pruebas de campo en cuatro lugares de América del Norte. Los sitios de prueba ofrecieron diferentes tipos de combustible, como chaparral (donde el suelo está cubierto de arbustos o árboles pequeños), pastizales y bosques boreales, así como múltiples tipos de topografía, desde plana hasta montañosa. Las pruebas expusieron los refugios prototipo a diferentes configuraciones de llama, temperaturas y condiciones climáticas. Sin embargo, esta variedad dificultó la comparación del modelo M2002 con los prototipos. Los fuertes vientos, las cantidades inconsistentes de combustible y el comportamiento variable del fuego produjeron diferentes condiciones para cada refugio probado.
“Hay muchas variables en un entorno de incendios forestales. Es muy impredecible. Podrías tener un refugio al lado de otro refugio, y cuando el fuego atraviesa el área, obtienes resultados sorprendentemente diferentes entre los dos”, dice David Maclay-Schulte, especialista en equipos del Programa Nacional de Desarrollo y Tecnología del Servicio Forestal de EE. UU. que no trabajó en el nuevo informe de NC State. «Es muy desafiante obtener datos repetibles y confiables de esa manera».
A pesar de tales desafíos, el M2002 y los cuatro prototipos superaron las pruebas de protección contra incendios: conservaron una temperatura del aire que permitía sobrevivir dentro de los refugios durante las operaciones de prueba de campo, incluso en situaciones en las que las llamas atravesaron la capa exterior. Las pruebas también demostraron la eficacia de los prototipos que incluían capas de aislamiento térmico avanzadas. Y agregar una capa aislante en realidad evitó que parte de la energía convectiva se quemara a través de las capas exteriores de papel de aluminio de un refugio, según Roise: todos los prototipos superaron al M2002 en las pruebas de laboratorio, y el que mejor funcionó incluía una capa de material resistente al calor llamado Kapton, desarrollado por la empresa química DuPont.
Pero este prototipo también era mucho más pesado y voluminoso que el modelo actual. Eso es un problema porque el peso de un refugio (así como su durabilidad y costo) son consideraciones importantes. Los bomberos forestales ya deben llevar paquetes de equipo de 45 libras, a veces en un calor sofocante, por lo que un refugio que agrega demasiado a esa carga no será suficiente.
Otro criterio crítico es la toxicidad, que el estudio de NC State no analizó. Los investigadores han estudiado ciertos materiales que ofrecen una mayor protección contra el calor radiante y convectivo. Sin embargo, cuando se exponen a altas temperaturas, estas sustancias liberan gases tóxicos que pondrían en peligro a los bomberos que usan los refugios. “Los bomberos pueden sobrevivir al fuego pero sufrir consecuencias negativas porque el material descompuesto térmicamente se vuelve venenoso”, dice Maclay-Schulte.
Aunque los prototipos demostraron ser prometedores, no lograron destronar al M2002 como modelo que los bomberos forestales llevan al campo. Pero la búsqueda de mejores refugios contra incendios aún continúa. “Siempre estamos probando diferentes materiales y compuestos de materiales para ver si reaccionan de manera diferente y funcionan mejor”, dice Maclay-Schulte. “Siempre está pasando algo con el desarrollo de refugios contra incendios”.
