La contaminaciĆ³n del aire produce siete millones de muertes prematuras anuales en todo el planeta, segĆŗn las cifras de la OrganizaciĆ³n Mundial de la Salud (OMS).
En Europa, serĆan unas 400.000. Los gases tĆ³xicos proceden del uso de combustibles fĆ³siles. En algunas zonas, las industrias pueden tener un papel mĆ”s o menos destacado, pero la principal fuente de estas emisiones es el trĆ”fico rodado. Mientras esperamos a que cambie el modelo de transporte por medio de la electrificaciĆ³n, ĀæquĆ© se puede hacer?
El problema es demasiado grave como para no tratar de atajarlo por cualquier medio. Al menos eso piensan algunos cientĆficos que en los Ćŗltimos aƱos han apostado por aprovechar los materiales de construcciĆ³n para que sean los edificios, de forma pasiva, los que ayuden a resolver el problema.
La idea es que ciertos compuestos quĆmicos que se pueden incluir en las fachadas se comportarĆan como fotocatalizadores; es decir, que, gracias a la luz solar, podrĆan reaccionar con el aire y descontaminarlo. No es ciencia ficciĆ³n: existe y funciona desde hace tiempo, pero el coste econĆ³mico y escasa la efectividad han lastrado la implantaciĆ³n de este modelo. Al menos hasta ahora, porque unos investigadores espaƱoles han irrumpido con una nueva propuesta.
Un grupo de investigaciĆ³n de la Universidad de CĆ³rdoba que estĆ” adscrito al Instituto Universitario de QuĆmica para la EnergĆa y Medioambiente (IQUEMA) ha patentado un nuevo compuesto quĆmico y acaba de publicar su trabajo en la revista cientĆfica Applied Catalysis B: Environmental.
En apariencia, su idea es similar, porque quieren descontaminar el aire gracias a las fachadas, pero su innovaciĆ³n lo harĆa de forma mĆ”s barata y eficaz, fundamentalmente, porque incorpora una novedad casi increĆble: la fotocatĆ”lisis se lograrĆa incluso por la noche. Hasta ahora, la apuesta se centraba en el diĆ³xido de titanio, que mezclado con el resto del mortero (cemento, arena, agua y otros elementos) tenĆa el efecto fotocatalizador y permitĆa eliminar los Ć³xidos de nitrĆ³geno (NOx) procedentes del trĆ”fico.
Esa tecnologĆa ya tiene una dĆ©cada, pero en un principio se utilizĆ³ para la limpieza de las fachadas. āCon la misma reacciĆ³n quĆmica que estamos usando para descontaminar gases, en su origen descomponĆa molĆ©culas que ensuciaban los edificios, de manera que se mantuvieran limpios, especialmente, los de color blancoā, explica a Teknautas Luis SĆ”nchez, investigador responsable de este trabajo.
Fue a partir de entonces cuando este grupo de la Universidad de CĆ³rdoba y otros investigadores se dan cuenta de que el sistema se puede utilizar mejorar la calidad del aire. āEn la comunidad cientĆfica comenzĆ³ a incrementarse el interĆ©s, especialmente con respecto a los NOx, y empezaron a surgir productos cerĆ”micos, pinturas y hormigones que incorporaban esta novedadā, seƱala.
Sin embargo, esta opciĆ³n no estĆ” triunfando en el mercado. Entre otras cosas, porque el diĆ³xido de titanio es muy caro en comparaciĆ³n con el resto del mortero. Los cĆ”lculos indican que incrementa los costes tres o cuatro veces. Por eso, a la hora de la verdad solo se utiliza de manera esporĆ”dica y simbĆ³lica en algunos edificios.
AsĆ que muchos especialistas internacionales en este campo no dejan de buscar alternativas. āLo primero es que sean materiales mĆ”s econĆ³micos, pero tambiĆ©n que sean mĆ”s efectivosā, comenta el investigador.
En ese sentido, el principal problema del diĆ³xido de titanio es que solo funciona con la luz ultravioleta, una pequeƱa parte de la radiaciĆ³n solar que recibimos. āLa idea era obtener compuestos que trabajen tanto con ultravioleta como con luz visibleā, afirma. Para conseguirlo, la Universidad de CĆ³rdoba apostĆ³ por los hidrĆ³xidos dobles laminares (HDL), que resuelven bien todos los desafĆos, como ya han demostrado en proyectos anteriores.
Sin embargo, ahora se aƱade una importante novedad: han descubierto que modificando estos compuestos por medio de nanopartĆculas de grafeno se produce una reacciĆ³n quĆmica que prolonga el efecto gracias a los electrones. En la prĆ”ctica, esto significa que ācuando dejan de estar iluminados siguen trabajando el proceso catalĆtico hasta dos horasā.
La mejora es muy significativa con respecto a lo que hay en la actualidad, sobre todo porque la curva de contaminaciĆ³n en una ciudad suele estar asociada al trĆ”fico rodado y los picos se producen en ausencia de la luz solar, sobre todo en horario de invierno.
Por la maƱana, tendrĆa menos incidencia, ya que, aunque comiencen a emitirse los NOx muy pronto, los niveles altos de contaminaciĆ³n se prolongan varias horas; cinco o seis horas. Sin embargo, el segundo gran pico de trĆ”fico se produce cuando se vuelve a casa entre la tarde y la noche, haciendo inĆŗtiles los sistemas fotocatalĆticos, salvo que se imponga la propuesta de estos investigadores y los materiales sigan descontaminando sin luz solar directa.
AdemĆ”s, hay que tener en cuenta que āestos productos no estĆ”n funcionando bien en el norte de Europa porque la incidencia de la luz solar es baja y reciben poca radiaciĆ³n ultravioletaā. El hecho de que el sistema pueda funcionar con la luz visible serĆa determinante en esos casos, sobre todo porque los investigadores han calculado que el efecto se consigue incluso si los materiales se exponen a solo cinco minutos de luz. āUna vez que lo iluminas, el material acumula electrones y no es necesario que mucho tiempoā, asegura SĆ”nchez.
ĀæCĆ³mo funciona exactamente? Cuando la luz irradia el material, genera una serie de cargas que reaccionan con las molĆ©culas de la superficie. Los gases se expanden al mĆ”ximo y, al tocar con las fachadas, se produce una primera fijaciĆ³n sobre la pared. El contacto provoca una oxidaciĆ³n que cambia los gases. āEs un proceso en el que las molĆ©culas son absorbidas, reaccionan quĆmicamente y se transforman en partĆculas sĆ³lidas que quedan allĆ atrapadasā, explica. Si todos los edificios de una calle incorporasen este sistema, las pruebas indican que tendrĆa un gran efecto.
El futuro y la diversidad de aplicaciones
En cualquier caso, este grupo de investigaciĆ³n ya estĆ” preparando un nuevo experimento para medir los efectos de su innovaciĆ³n por medio de un ādemostradorā en las calles de CĆ³rdoba. La idea es que el nuevo compuesto podrĆa ir mezclado con mortero, como pintura superficial o a travĆ©s de otras soluciones para ābuscar las condiciones idĆ³neas de aplicaciĆ³n de estos materialesā. Si todo va bien, en un futuro el nuevo compuesto podrĆa interesar a las empresas. Los expertos tambiĆ©n creen que, si se logran buenos resultados y el producto no encarece mucho los costes, las normativas podrĆan empezar a incluir la obligaciĆ³n de incorporar este tipo de materiales descontaminantes en el sector de la construcciĆ³n, al igual que en los Ćŗltimos aƱos se han incluido otras especificaciones medioambientales. En realidad, lo mĆ”s efectivo serĆa abandonar los motores de combustiĆ³n, pero siendo realistas es probable que aĆŗn se mantengan durante dĆ©cadas.
No obstante, los cientĆficos tambiĆ©n imaginan otras aplicaciones, porque la fotocatĆ”lisis, a dĆa de hoy, ya es un proceso muy extendido, sobre todo en interiores. Por ejemplo, ya son comunes los hospitales con recubrimientos fotocatalĆticos en los quirĆ³fanos, de manera que cuando acaba una operaciĆ³n, se desinfectan las paredes con luces ultravioletas. āEn algunos paĆses, como JapĆ³n, incluso se estĆ” aplicando ya en baƱos para eliminar malos olores. En este Ćŗltimo caso, cuando una persona sale del lavabo se apaga la luz, pero con nuestros materiales seguirĆa descontaminandoā, comenta el experto de la Universidad de CĆ³rdoba.
Otra posible lĆnea de trabajo es la descontaminaciĆ³n de aguas, un Ć”mbito en el que la fotocatĆ”lisis tambiĆ©n se estĆ” usado a pesar de que presenta obstĆ”culos muy parecidos a los del sector de la construcciĆ³n. āEl problema es que requiere mucho gasto de energĆa, ya que funciona por medio de lĆ”mparas ultravioleta de un alto consumoā, seƱala el investigador. En teorĆa, el nuevo compuesto podrĆa ayudar a reducirlo, precisamente, porque en contacto con el agua podrĆa seguir descontaminando sin luz directa.