Tester på aluminiumpaneler, av den typ som används på Grenfell Tower, har visat att närvaron av vatten kan orsaka våldsamma kemiska reaktioner och påskynda lågor.

University of Portsmouth civilingenjörsstudent Laurence Casey genomförde experiment i ett specialistbrandlaboratorium för att ta reda på varför panelerna kunde utgöra en brandrisk, trots att de initialt klarat säkerhetstester.

Hans undersökning tittade på rollen vatten, i form av ånga, kan ha spelat i spridningen av lågor i North Kensington Tower Block efter att branden bröt ut den 14 juni förra året.

Caseys forskning härrörde från initiala experiment utförda av professor Laurence Harwood, från University of Reading, för BBC:s Inside Out-program. Professor Harwood fann att en våldsam reaktion inträffade när han riktade en fin spray av vatten på aluminiumbeklädnadsplåtar som hade värmts upp till 300 C.

Mr Casey utvecklade professor Harwoods experiment med sin egen forskning för att samla in kvantifierbara data. Mr Casey sa:"Innan laboratorietester, Jag tvivlade på reaktionen mellan aluminium och ånga. Även om aluminium är en mycket reaktiv metall, den kemiska reaktionen utvecklas inte alltid när ånga möter aluminium på grund av de skyddande oxidskikten som finns på ytan. När jag hade slutfört testerna, mina tvivel togs bort och jag var säker på att reaktionen ägde rum. Resultaten var chockerande och för att sätta saker i perspektiv, panelerna som exponerades för ytterligare vatten producerade mer värmeenergi än förbränning av bensin."

Med hjälp av en konkalorimeter, som mäter värmeavgivning, Mr Casey fann att när vatten applicerades på varma aluminiumkompositpaneler, en enorm ökning av hastigheten för värmeavgivning och förbränningsvärme inträffade. Detta tros vara ett resultat av en kemisk reaktion som producerar väte, en mycket brandfarlig gas, som sedan brann, genererar mer värme och bidrar till att accelerera elden. Ökningen av frigjord värmeenergi kan utgöra en ytterligare risk för antändning av brandfarliga material i närheten, och kan öka hastigheten med vilken branden sprider sig över fasaden.

Han tror på fallet med Grenfell Tower, detta fenomen skulle då ha gått in i en kedjereaktion, med mer ånga som frigörs från den brinnande polyetenkärnan inuti panelerna, som träffade närliggande aluminiumpaneler, utlösa ytterligare en kemisk reaktion och upprepa processen samtidigt som man samlar på sig ytterligare värme. Detta skulle ha orsakat en okontrollerad och våldsam brand

Professor Harwood har funderat på om vittring av beklädnaden skulle kunna möjliggöra mer vattenabsorption i isoleringsskummet med tiden. Teorin skulle vara en möjlig förklaring till att beklädnaden klarade de första testerna men inte klarade senare. Han säger också att vatten från brandkåren inte skulle vara en faktor då volymen skulle släcka lågorna.

Laurence Casey säger att utan spekulationer, källan till vattenångan och processen för hur den når aluminiumytan är okänd. Därför, framtida forskning kommer att undersöka effekten av inneboende vatten i polyetenskiktsbeklädnadssystem, absorberat regnvatten och vatten från den första släckningen av lågorna.

Beklädnaden som användes på Grenfell Tower misslyckades i tester som BRE (British Research Establishment) genomförde under ett brandsäkerhetsprogram som lanserades efter tragedin. Man har dragit slutsatsen att detta främst beror på användningen av en inre kärna av polyeten.

Mr Casey sa:"Denna forskning väcker frågan om vissa tester som används för att uppnå överensstämmelse med vissa byggregler är lämpliga för ändamålet, och om de visar den verkliga brandprestandan hos material som används i fasadsystem. Det finns flera faktorer som måste beaktas när det gäller brandprestandan hos ett fasadsystem; till exempel vilken typ av isolering som används, närvaron av ett hålrum som orsakar en skorstenseffekt och vi vet nu när det gäller aluminiumpaneler, närvaron av vatten. Dessa måste testas i kombination innan något system godkänns av tillsynsmyndigheter."

Graduate Mr Casey utförde testerna för sin avhandling under överinseende av Dr. Laurie Clough, en lärare vid School of Civil Engineering and Surveying vid University of Portsmouth. Professor Harwood var också involverad i att ge råd som extern expert.

Professor Harwood har skrivit till Grenfell Tower Enquiry med sina första resultat. Han sa:"Detta kan förklara varför beklädnad som tagits bort från ett antal byggnader kan ha misslyckats med brandskyddstestning efter branden i Grenfell Tower, trots att de enskilda komponenterna har visat sig överensstämma med erforderliga brandföreskrifter av tillverkarna."

Detta var en preliminär studie och herr Casey hoppas kunna fortsätta att undersöka sina resultat med mer grundliga studier. Han sa:"Vi behöver mer konkret bevis och konsekventa testmetoder för att verkligen förstå beteendet hos aluminium under en byggnadsbrand. Men för en förundersökning, detta är ett ganska betydande resultat. Det finns helt klart en kunskapslucka inom detta område och Grenfell Tower är ett exempel på de potentiella konsekvenserna av att få dessa saker fel."