Los elementos arquitectónicos, y estructurales frecuentemente se ven afectadas por el intemperismo y por los factores relacionados a la contaminación ambiental, por lo que con el pasar del tiempo apreciamos el deterioro de su apariencia, lo que significa un gasto continuo de mantenimiento, no obstante con la evolución de la industria de materiales, se creó el hormigón fotocatalítico, el cual es un material obtenido a partir de la actividad fotocatalítica del dióxido de titanio, el cual al ser expuesto a la radiación solar, oxida de manera eficiente los contaminantes encontrados en su superficie (óxidos de nitrógeno, monóxido de carbono, COVs, formaldehído, emisiones industriales, etc), los cuales no solamente representan un problema en el deterioro de las fachadas arquitectónicas sino que algunos de ellos como los óxidos de nitrógeno (NOx ) representan algunos de los agentes contaminantes del aire más abundantes.
Para profundizar acerca del uso de la fotocatálisis en el cemento, es de suma importancia conocer, ¿Qué es la fotocatálisis? Y como esta puede ayudar al medio ambiente, y a los materiales cementicios que empleamos frecuentemente en los revestimientos
Hormigón fotocatalítico, resultado de la conversión de la energía solar en energía química
La fotocatálisis se origina a partir del uso de un fotón iluminado de un catalizador semiconductor. Este fotón deberá contar con una energía mayor o igual al valor de la energía del fotocatalizador de tal manera que un electrón de su banda de valencia pueda avanzar hacia la banda de conducción. Este hecho conlleva a la formación del fenómeno “par hueco-electrón” Esta explicación es importante ya que nos ayuda a conocer los principios, de los compuestos fotocatalizadores, los cuales generan pares «hueco-electrón» con un gran potencial de oxidación, capaces de contrarrestar los diferentes contaminantes presentes en el ambiente.
El Dióxido de titanio (TiO2) es un mineral natural proveniente de la oxidación del titanio. Tiene excelentes propiedades vinculadas a una buena estabilidad biológica y química, combinada con su buena dispersión, no toxicidad y su versatilidad para trabajar en un amplio rango de PH lo que lo convierte en un buen fotocatalizador que se puede emplear en los materiales de construcción. Sin embargo, a pesar de las propiedades mencionadas anteriormente, cabe la pregunta: ¿Porque el TiO2, figura como un buen fotocatalizador en el proceso de la fotocatálisis? Básicamente, se debe a sus propiedades anteriores sumadas, a la gran capacidad de sus formas alotrópicas naturales: Anatasa y Rutilo, las cuales tienen un buen potencial Redox tanto en la banda de conducción como en la banda de valencia, lo que significa que darán excelentes resultados en el proceso de fotocatálisis. Actualmente diferentes materiales de construcción, están utilizando el TiO2 como catalizador en el proceso de fotocatálisis
Si bien es cierto, que se pueden utilizar otros oxidantes como por ejemplo el ozono O3, también lo es que el oxígeno lo encontramos en el aire, lo cual lo coloca en el pódium de los oxidantes, necesarios del proceso, así como también tenemos la luz proveniente del sol, la cual impactara en las edificaciones e iniciara de manera natural el proceso de fotocatálisis, Si bien es cierto que podemos emplear fuentes de luz artificial con ondas controladas, que favorezcan aún más el proceso, hay que considerar que al igual que el oxígeno, en temas de fotocatálisis para materiales de construcción especialmente en fachadas, y en vías de comunicación, el sol, es el protagonista.
Un revestimiento vanguardista y con alto impacto en el mantenimiento
A partir de lo anteriormente expuesto, los materiales empleados en los revestimientos derivados del cemento que contengan el dióxido de titanio como catalizador, causan un impacto positivo en las fachadas arquitectónicas, generando la acción de autolimpieza mediante la descomposición de los agentes encontrados en su superficie.
Debido a que el fotocatalizador no se consume cuando se da la reacción química, se puede generar este proceso de fotocatálisis una y otra vez, dando resultados permanentes, estas propiedades a su vez, son transferidas mediante el conductor fotocatalítico al cemento, dando entonces como consecuencia que en las mezclas de hormigón y mortero se activen estas propiedades en cada uno de los elementos que se aplique, sin degradar las propiedades propias del hormigón, como lo son la durabilidad, resistencia, estabilidad, maleabilidad entre otras.
Además de que la incorporación de este tipo de catalizador sea un material vanguardista frente a los hormigones tradicionales, dentro del mercado existen otros tipos de materiales de construcción que emplean este tipo de tecnología, como lo son cerámicas, pinturas, adoquines, impermeabilizantes en cubiertas, entre muchos otros, los cuales aportan una reducción de los contaminantes como NOx, SOx, COVs encontrados en el ambiente, proveyendo de otra propiedad de interés para disminuir la contaminación ambiental, lo cual sería un gran aporte para nuestras ciudades.
Lo que quiere decir que no solo lo podemos emplear, en nuevas edificaciones, sino que podemos, hacer mantenimiento de las existentes con estos tipos de material, generando espacios mas limpios, y amigables con el ambiente, bajo la premisa de la reducción de contaminantes, autolimpieza y continuidad del proceso.
Islas fotocatalítica, y la Asociación Ibérica de Fotocatálisis
La Asociación Ibérica de Fotocatálisis (AIF) se describe como una “Asociación sin ánimo de lucro y de ámbito Ibérico, que incluye los Estados de España y Portugal, y que tiene como vocación la congregación de personas físicas y jurídicas involucradas en aspectos científicos e industriales de la fotocatálisis y sus aplicaciones constructivas en infraestructuras, fundamentalmente urbanas”.
Las grandes ciudades españolas, superan el límite anual permitido de NOx, por lo tanto es una tarea importante disminuir estos límites, para hacerlo los materiales de construcción fotocatalítico , pueden contribuir considerablemente en esta disminución, es por ello que la AIF ha tenido la iniciativa de agrupar a las empresas que aportan materiales de este tipo de tal forma que se pueda implementar el concepto de isla fotocatalítica, esperando que sea de mucho aporta dentro de las grandes urbes contaminadas.
Autor: Maria Alejandra Guevara Molina, Ingeniero Civil, Docente en EADIC, Lider Regional Women in BIM para-Venezuela y Coordinadora Comision BIM CEIDEC
BIBLIOGRAFÍA:
- Italcementi: https://www.italcementi.it/it/txactive-principio-attivo
- Fotocatálisis: inicio, actualidad y perspectivas a través del TiO2: https://www.redalyc.org/journal/933/93357608005/html/
- https://www.fotocatalisis.org/
