Materiales fotocatalíticos o descontaminantes

La búsqueda de soluciones para reducir la contaminación ha dado lugar al desarrollo de materiales fotocatalíticos cuyo valor añadido es el de limpiar el aire de partículas nocivas para la salud y el medio ambiente.

Qué son los materiales fotocatalíticos

Los materiales fotocatalíticos también son conocidos como materiales descontaminantes. Son todos aquellos que contienen un catalizador o acelerante que permite que se produzca la fotocatálisis.

Como explicamos en un post anterior, la fotocatálisis es una reacción química que permite descomponer las sustancias del ambiente en elementos más simples y posteriormente eliminar los contaminantes del ambiente.

Esta reacción química se produce por el efecto de la luz solar o de una fuente de radiación ultravioleta que al entrar en contacto con el fotocatalizador hace que este acelere la descomposición de las sustancias del aire en elementos más simples y así reducir su peligrosidad.

Composición de los materiales fotocatalíticos

Independientemente del tipo de material fotocatalítico, todos tienen un elemento común en su composición, el fotocatalizador. Para que estos materiales tengan la capacidad de limpiar el aire de sustancias nocivas, es necesario que contengan este acelerante que actúa por los efectos de la luz o la radiación.

Este fotocatalizador es el encargado de acelerar el proceso de “fotosíntesis artificial” por el que los compuestos del aire se oxidan y reducen, dando lugar a sustancias químicas más simples y menos contaminantes. Entre ellas, el agua y el CO2.

El fotocatalizador más utilizado para generar materiales fotocatalíticos es del dióxido de titanio (TIO2) que se mezcla o se añade al material para obtener las propiedades descontaminantes.

El dióxido de titanio es un compuesto químico que se encuentra fácilmente en la naturaleza y no es nocivo para la salud.

La fotocatálisis es capaz de eliminar sustancias nocivas y contaminantes del aire. Principalmente: NOx (Óxido de Nitrógeno), SOx (Óxido de Azufre), COVs (compuestos orgánicos volátiles), PM 2,5, PM 10, CO (Monóxido de Carbono), metil mercaptano, formaldehído, compuestos orgánicos clorados y compuestos poliaromáticos.

Variedad de materiales fotocatalíticos para la construcción

Existen una gran variedad de materiales fotocatalíticos. Muchos de ellos se emplean en la construcción, la industria, la sanidad, el reciclaje… A continuación nombramos algunos de ellos.

Pavimentos descontaminantes

Son muchas las empresas que fabrican pavimentos con dióxido de titanio integrado en su composición.

Los pavimentos tanto de interior como de exterior que contienen este fotocatalizador son capaces por sí solos, y con la ayuda de una fuente de luz UV, de limpiar el aire del ambiente y de la superficie.

Al generar el proceso fotocatalítico, los pavimentos consiguen que los contaminantes del aire se limpien y se reduzca la contaminación. Dando lugar a casas y edificios más limpios y más sostenibles en términos medioambientales.

Existen una gran variedad de pavimentos fotocatalíticos, tal y como se unemeran en el Libro Blanco elaborado por la Asociación Ibérica de Fotocatálisis. Entre los más utilizados destacan:

• Pavimentos fotocatalíticos percolado.
• Los tratados con emulsiones fotocataliticas.
• Pavimentos fotocatalíticos a partir de pinturas.
• Pavimentos de baldosas o adoquines hidráulicos fotocatalíticos prefabricados.
• Pavimentos cerámicos fotocatalíticos prefabricados

Pinturas fotocatalíticas

Las pinturas fotocatalíticas son uno de los materiales más utilizados para conseguir que cualquier superficie o elemento tenga la capacidad de descontaminar el ambiente. Son muy fáciles de aplicar en cualquier elemento: suelos, fachadas, mobiliario, estructuras.

Existen distintos tipos de estas pinturas con capacidades y valores añadidos distintos.

Pinturas minerales con base silicato

Este tipo de materiales fotocatalíticos suman tres grandes beneficios: son descontaminantes, son autolimpiables y secan muy rápido.

Pinturas minerales con base cal

Este tipo de pinturas pueden incluir otra serie de materiales y partículas que mejoran y aumentan su funcionalidad. Además de descontaminar el ambiente, las pinturas fotocatalíticas minerales con base de cal cuentan con propiedades anti bacterianas y eliminan y evitan la aparición de moho.

De interior

Para pintar y dar color de forma eficiente y con gran resultado, encontramos las pinturas para interiores compuestas de pigmentos y fotocatalizadores que garantizan un secado rápido y capacidades de descontaminación, antibacterianas y de autolimpieza. Gracias a la presencia de fuentes de radiación artificial.

Estas pinturas no necesitan imprimaciones o fijadores y son aplicables sobre pinturas acrílicas convencionales, tal y como se expone en publicaciones de los expertos en fotocatálisis.

Envolventes y revestimientos de fachadas

Cada vez son más los edificios de nueva construcción que apuestan por materiales envolventes y revestimientos de fachadas con capacidad descontaminante. Todo ello sin sacrificar la estética y acabados de calidad.

Revestimientos de fachadas con cerámicas fotocatalíticas

Entre los más utilizados, como se remarca en el Libro Blanco, se encuentran los revestimientos de fachadas con cerámicas fotocatalíticas. Son placas cerámicas que contienen dióxido de titanio que al recibir la luz ultravioleta, produce una reacción química, eliminando contaminantes y sustancias nocivas como el ácido nítrico que es uno de los causantes de la denominada lluvia ácida.

Cubiertas impermeabilizantes

Dentro del capítulo de envolventes y revestimientos de edificios y estructuras encontramos otros materiales con capacidad fotocatalítica. Uno de los más usados actualmente son las cubiertas impermeabilizantes que aúnan su capacidad de evitar el deterioro de terrazas, azoteas… A la vez que impermeabilizan las viviendas y limpian el aire.

Revestimientos con paneles de acero vitrificado

Este tipo de cubiertas para edificios aúnan los beneficios de resistencia, durabilidad, consistencia del acero, con los efectos descontaminantes del fotocatalizador.

Esto hace, como indica la Asociación Ibérica de Fotocatálisis, que tengan grandes funcionalidades. Entre ellas: la arquitectura de revestimientos exteriores, murales interiores, fachadas, revestimientos de túneles, clínicas, quirófanos o estaciones de transporte público, entre otros.

Materiales con fotocatalizadores con usos diversos

Explorando otros usos distintos al de la construcción, también encontramos una gran variedad de materiales fotocatalíticos.

Las industrias y fabricantes de varios sectores están comenzando a explorar nuevos productos que consiguen descontaminar y purificar los ambientes y superficies. Por ejemplo, la industria textil o la del mobiliario han comenzado a apostar por el lanzamiento de este tipo de tecnologías que suman valor.

Un futuro prometedor y sostenible

Las investigaciones abiertas en el campo de la fotocatálisis hacen pensar, que en un futuro no muy lejano, nuevos materiales con esta capacidad serán desarrollados.

Principales aplicaciones de los materiales fotocatalíticos

Hasta ahora, nos hemos centrado en la capacidad de descontaminar el ambiente de los materiales fotocatalíticos. Sin embargo, son muchas otras las ventajas de apostar por este tipo de compuestos. Vemos algunas de ellas.

Tratamiento de aguas

Mediante la fotocatálisis no solo se depura el aire, eliminando los contaminantes del ambiente. Esta reacción química también puede usarse para depurar y eliminar tóxicos de las aguas residuales y acuíferos. De este modo, se aumenta el caudal de agua potabilizada, apta para el consumo humano.

Los estudios y análisis científicos han demostrado que mediante la fotocatálisis del agua se logra la desaparición de microorganismos como el moho, algas, hongos. Y su efecto purificador perdura en el tiempo.

Esterilización y eliminación de virus

Los estudios científicos existentes también han demostrado la eficiencia de los materiales fotocatalíticos como sustancias capaces de eliminar virus, bacterias, microorganismos. De modo que no solo ofrecen ventajas medioambientales, sino, también, para la salud.

El dióxido de titanio por los efectos de la luz solar puede eliminar hasta el 99% de los virus y bacterias que se conocen actualmente, incluidas las distintas variantes de la gripe.

Autolimpieza y antiolores

Las superficies con esta capacidad fotocatalizadora destacan por ser capaces de autolimpiarse, en parte, por ellas mismas, lo que favorece la desaparición de malos olores y sustancias nocivas.

Como se explica en el Libro Blanco de la Fotocatálisis: «el TiO2 es capaz de eliminar por oxidación una amplia variedad de compuestos orgánicos e inorgánicos, y esto se aplica también a sustancias presentes en las superficies formando manchas».

Además, el fotocatalizador dióxido de titanio destaca por tener propiedades antiestáticas. De este modo, evita que el polvo se adhiera e incruste en las superfícies que lo contiene. No solo se autolimpia, sino que evita que se ensucie o se manche.

Fuente de energía

Hay varias investigaciones y trabajos científicos que se centran en la capacidad de la fotocatálisis para generar combustibles sostenibles. Entre las sustancias que se generan durante este proceso se encuentra el dióxido de carbono y el agua, además de biomasa. Estos elementos se pueden usar como fuentes de energía más sostenibles que no suponen una amenaza para el planeta.

Relación coste beneficio

Apostar por materiales fotocatalíticos es una inversión de futuro. Hay que pensar que no solo se beneficia al medio ambiente, también es beneficiosos para la salud y sostenibilidad de los seres vivos, incluidos la especie humana.

El coste de los materiales fotocatalíticos es algo superior a los productos que no incluyen el fotocatalizador dióxido de titanio. Lo que encarece el coste son los procesos que consiguen incluir esta sustancia a cualquier producto.

Sin embargo, atendiendo al ratio coste beneficio, sin lugar a dudas la inversión es beneficiosa.

Es lógico pensar que a medida que se apueste por la fabricación y uso de estos materiales descontaminantes, su coste se reducirá. Por el simple hecho de la Ley de la Oferta y la Demanda. A mayor oferta, menor será el coste, siempre y cuando, la demanda no sea superior.