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Últimos avances en materiales descontaminantes fotocatalíticos

Jornada de la Asociación Ibérica de la Fotocatálisis sobre los avances y el impacto de esta tecnología para edificios y pavimentos descontaminantes.

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La Asociación Ibérica de la Fotocatálisis (AIF) reunió a más de un centenar de profesionales de la industria, la ingeniería, las obras públicas y las Administraciones en la jornada sobre Pavimentos y Edificios Descontaminantes. Soluciones sostenibles basadas en materiales fotocatalíticos, que se desarrolló en la sede de EPTISA en Madrid para dar a conocer el desarrollo e impacto de esta tecnología en España.

Calidad del Aire en España

Tras la presentación de la jornada por el presidente de la asociación Fabien Remaut y Director de Icopal Hispania, la primera ponencia fue impartida por Alberto Orío, Jefe de Calidad del Aire del Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medioambiente que presentó una panorámica de la contaminación en España basada en el último informe sobre la Calidad del Aire en el año 2012.

alberto orio

El informe revela que las mediciones de algunos contaminantes siguen superando los valores recomendados. Por ejemplo, el ozono troposférico muestra niveles elevados en algunas zonas suburbanas o rurales, debido a la alta insolación y a que aún se mantienen los niveles de emisión de sus precursores, los óxidos nitrosos (NOx) y los compuestos orgánicos volátiles.

Estos compuestos de óxido de nitrógeno, procedentes fundamentalmente de la combustión a altas temperaturas, están considerados como uno de los contaminantes más dañinos para la salud humana y aceleran el efecto invernadero y el calentamiento global del planeta.

Cómo funciona la fotocatálisis

Mediante la fotocatálisis se pueden reducir la mayoría de estos contaminantes. Este sistema parte del principio natural de la fotosíntesis, mediante la cual, a través de la luz solar se transforma el CO2 en materia orgánica. Del mismo modo, la fotocatálisis es una reacción fotoquímica que convierte la energía solar en energía química en la superficie de un catalizador o sustrato, un material semiconductor que acelera la velocidad de reacción. Durante el proceso tienen lugar reacciones tanto de oxidación como de reducción.

eptisa materiales fotocataliticos

Los materiales de construcción tratados con un fotocatalizador eliminan sobre todo las partículas NOx que están producidas por los vehículos, la industria y la producción de energía. El fotocatalizador más comúnmente utilizado es el dióxido de titanio (TiO2) y productos derivados de él. El funcionamiento de este proceso es el siguiente:

  1. El contaminante se absorbe en la superficie del material.
  2. El contaminante absorbido es oxidado en dos etapas a un compuesto inerte, los nitratos (NO3).
  3. El compuesto inerte es eliminado de la superficie del material por efecto de la lluvia.

Aplicaciones de la fotocatálisis

La segunda parte de la jornada abordó las distintas aplicaciones fotocatalíticas que se están realizando en la actualidad. Jesús Serra, Director General de ACTIVE WALLS presentó estas aplicaciones tanto en superficies exteriores como en el interior de cualquier tipo de edificio.

jesus serra

Además de la descontaminación, los materiales fotocatalíticos aplicados en distintos soportes (textiles, cerámicas, pinturas, etc.) pueden aportar otros beneficios como:

  1. La mejora de la calidad del aire interior (en los interiores a los que no llega la luz solar, como garajes o túneles, se puede sustituir por una luz artificial ultravioleta).
  2. Eliminación de olores
  3. Inhibición de bacterias y hongos
  4. Autolimpieza y facilidad de mantenimiento

Las aplicaciones son múltiples y el campo para investigar nuevas posibilidades también es amplio, ahora, el reto, según indicó Serra, es transmitir que se trata de una tecnología accesible y asequible que aporta numerosos beneficios.

eptisa catalogo

El concepto de Isla Fotocatalítica fue tratado por José Fermoso Investigador del Área de Tecnología Ambiental de CARTIF, también miembro de AIF. Uno de los objetivos principales de la AIF es que las grandes ciudades desarrollen estas islas fotocatalíticas donde se puedan aplicar las soluciones fotocatalíticas para reducir los niveles de contaminación urbana mediante aplicaciones en fachadas, cubiertas, morteros, calles, pavimentos y pinturas.

Investigación, desarrollo e innovación

A continuación se presentaron dos proyectos de investigación que se están desarrollando actualmente en torno a la fotocatálisis y su aplicación. Belén Seisdedos, INECO, Responsable Técnico y Coordinadora en Funciones del proyecto LIFE MINOx-STREET (Monitoring and modelling NOx removal efficiency of photocatalytic materials: a strategy for urban air quality management).

belen sisdedos

El proyecto evaluará las propiedades de materiales fotocatalíticos y llevará a cabo una compleja caracterización experimental para estimar la capacidad a escala real que tienen los materiales que ya están en el mercado para reducir las concentraciones de los óxidos de nitrógeno (NOx). Una vez evaluados y seleccionados los materiales se aplicaran en una zona del municipio de Alcobendas (Madrid).

Asimismo se desarrollará un prototipo de modelo numérico, basado en modelos de “street-canyon”, y validado en estas condiciones reales, que reproduzca adecuadamente la dinámica y la química atmosférica de atmosferas urbanas. Finalmente, se elaborará una guía para el uso de materiales fotocatalíticos en aplicaciones cuyo objeto sea reducir la contaminación urbana por NOx., que sirva de utilidad a los gestores de la calidad del aire urbano, presentando un riguroso análisis coste/beneficio asociado a su implementación y a las necesarias condiciones de uso y mantenimiento.

El proyecto LIFE MINOx-STREET tendrá una duración de cuatro años (2013-2017) y está siendo desarrollado por INECO (Ingeniería y Economía del Transporte, S.A.), con el apoyo de CIEMAT (departamentos de Medio Ambiente, Energía y Tecnología) y CEDEX (Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas) y Ayuntamiento de Alcobendas como otros socios.

david almazan

Posteriormente, el director del Departamento de Firmes y Pavimentos de Eptisa y vicepresidente de AIF, David Almazán, presentó el primer prototipo telecontrolado que se lanza al mercado para medir la actividad de los materiales fotocatalíticos. Se trata una iniciativa de Eptisa que ha desarrollado en colaboración con el CDTI y que viene a complementar otras modalidades de medición que existen en el mercado.

El nuevo prototipo de ensayo aporta, como principales ventajas, unos plazos menores de medición y una reducción de costes en términos económicos. Este prototipo ha obtenido ya el reconocimiento de la Agencia de Certificación Española, lo que permitirá que sea utilizado por las administraciones públicas y la industria de productos descontaminantes para determinar la eficacia real de estos materiales.

La nueva tecnología de medición y ensayo permitirá medir sobre el terreno y controlar en remoto, a través de ordenadores, los efectos descontaminantes de los pavimentos tratados con productos fotocatalíticos (entre otras aplicaciones), aparte determinar las variables que influyen sobre su comportamiento mediante ensayos de laboratorio.

Almazán ha explicado que el nuevo prototipo permite realizar ensayos de control de eficiencia en laboratorio por las principales metodologías existentes en la actualidad (ISO y UNI), y ha avanzado los primeros resultados de ensayos con productos fotocatalíticos. Estos indican que hay un cierto porcentaje de los productos que existen en el mercado que no tienen actividad descontaminante y sin embargo se comercializan como tal, si bien, desde 2012, se aprecia una tendencia generalizada entre los fabricantes de mejora de los productos en términos de calidad y eficacia.

Primeras experiencias en España

Algunos municipios en España, como los de Madrid, Barcelona y Alcobendas, han sacado a licitación las primeras grandes obras de aplicación de productos fotocatálíticos, y en paralelo han puesto en marcha proyectos pioneros para comprobar el efecto descontaminante de la aplicación de estos productos. Para concluir la jornada representantes de estos tres Ayuntamiento participaron en una mesa redonda en la que explicaron las experiencias que se están llevando a cabo en sus respectivos ayuntamientos.

eptisa mesa redonda

En concreto, el Ayuntamiento de Madrid ha iniciado el programa Life-Equinox, que consiste en tratar con productos descontaminantes una superficie de calzadas y aceras de 8.000 metros cuadrados, para realizar mediciones comparativas con otras áreas urbanas y determinar su efecto real sobre la calidad del aire. En esta misma dirección están trabajando otras ciudades, como Alcobendas, a punto de poner en marcha el proyecto Minox-Street, explicado anteriormente, o Barcelona, que está sometiendo a prueba algunos puntos tratados con materiales fotocatalíticos de la ciudad para comprobar también su efecto descontaminante.

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