TX Active: principio fotocatalítico contra la contaminación. Ejemplos de edificios construidos

TX ACTIVE: PRINCIPIO ACTIVO FOTOCATALÍTICO CONTRA LA CONTAMINACIÓN. EJEMPLOS DE EDIFICIOS CONSTRUIDOS. Núñez Padilla, An onio Miguel Depa amen o de Asis encia Técnica y P esc ipción de FYM-I alcemen i G oup Ca e e a de Alme ía, km. 8. 29720 Málaga [email p o ec ed] RESUMEN La ac i idad humana es la p incipal esponsable de la p oducción de sus ancias con aminan es que se libe an a la bios e a. Es os con aminan es, p oducidos p incipalmen e po el consumo de combus ibles ósiles, son libe ados po ehículos con mo o de explosión, las indus ias, cen ales é micas, combus ión de cale acción domés ica y las explo aciones ag ícolas y ganade as. En es e a ículo se p e ende da a conoce , la con ibución a la edi icación ecoe icien e que puede hace la a qui ec u a, median e la u ilización de soluciones cons uc i as basadas en ma e iales ab icados con el p incipio TX Ac i e, desa ollado po I alcemen i. La u ilización gene alizada de ma e iales ab icados con cemen os con e ec o au olimpian e y descon aminan e, supone una impo an e ayuda a la disminución de la concen ación de con aminan es p esen es en nues as ciudades. Keywo ds: con aminación, o oca álisis, óxidos de ni ógeno, compues os o gánicos olá iles, COV. 1.- Con aminación ciudadana Se habla con inuamen e de cambio climá ico, gases de e ec o in e nade o, ni eles de CO2… Es e es un p oblema g a e, y segu o que debe se a endido. Pe o ambién enemos cla o que se á un p oblema a un “la go plazo” de en e 50 a 100 años. Sin emba go enemos o o p oblema más g a e, ya en es e momen o, en cualquie ciudad mediana o g ande. Se a a de la CONTAMINACIÓN. La con aminación p oducida po la indus ia, el anspo e y la cale acción. Es a con aminación es á cons i uida po sus ancias noci as como son: Óxidos de Ni ógeno y Azu e, Amoniaco, Monóxido de Ca bono, Compues os O gánicos Volá iles y o os. Todos es os con aminan es ienen su o igen en la u ilización de combus ibles ósiles. De momen o no se p e é un cambio d ás ico en la endencia de uso de es os combus ibles, po lo que debemos hace algo pa a con a es a sus e ec os. 2.- Los e ec os Sabemos que la con aminación ma a. Es o lo sabemos desde mediados del siglo XX cuando ciudades eu opeas y es adounidenses su ie on di e sos episodios de con aminación a mos é ica, como los casos ocu idos en el alle de Mosa (Bélgica) en 1930, en Dono a (Pennsyl ania, EEUU) en 1948 y la niebla óxica que cub ió Lond es en 1952. Todos es os casos emblemá icos se aduje on en inc emen os en la mo alidad y la mo bilidad y no deja on dudas sob e la elación en e los ni eles al os de con aminación a mos é ica y un inc emen o de mue es emp anas. Es udios pos e io es ponen de mani ies o que la exposición con inuada a ni eles ela i amen e mode ados de con aminación, como los que se egis an co idianamen e en muchas de nues as ciudades, pueden p oduci as o nos en la salud de la población incluso peo es que una exposición pun ual a ni eles de con aminación ele ados. 3.- La gene ación de ene gía Lo p ime o que debemos acome e es la gene ación más limpia de ene gía. Equi ocadamen e se habla de nue as ene gías, o ene gías limpias. La Ene gía no es limpia ni sucia, solo es necesa ia pa a un abajo. Es su gene ación lo que con amina. 4.- Reglamen ación Eu opa nos pide que cada ez con aminemos menos. Además la Comisión Eu opea ha eco dado a España la obligación de acele a la educción de la con aminación a mos é ica en sus zonas u banas. La consecuencia undamen al, has a aho a, es que las ciudades ac úen de mane a que las es aciones de con ol es én donde no de ec en los con aminan es, o al menos se man engan po debajo de los ni eles c í icos. Nos podemos segui engañando, pe o eso no a a mejo a nues a salud. Necesi amos acome e ac uaciones que disminuyan los ni eles de con aminación eal, sin enmasca a los esul ados de la misma. Una mejo a en la calidad del ai e de nues as ciudades epe cu i á di ec a e inmedia amen e en nues a salud. 5.- In es igaciones de ITC G oup En ITALCEMENTI nos plan eamos hace algún iempo que la ecnología o oquímica, aplicada a los ma e iales de cons ucción puede se una buena solución. Du an e más de 10 años el CTG de ITC ha es udiado, expe imen ado y comp obado es a ecnología, en colabo ación con Agencias e Ins i u os de in es igación pa a la p o ección del medio ambien e y la con aminación a mos é ica. La idea es aplica la FOTOCATÁLISIS como mé odo pa a acele a el p oceso na u al de oxidación de con aminan es. La o oca álisis es un enómeno na u al, con muchos aspec os a ines a la o osín esis, po el que una sus ancia llamada o oca alizado , ac i a un ue e p oceso de oxidación median e la luz na u al o a i icial (espec o ul a iole a) que p o oca la ans o mación de sus ancias o gánicas e ino gánicas noci as pa a la salud en compues os o almen e inocuos. Aplicando es a ecnología, los ma e iales ab icados con el p incipio o oca alí ico TX Ac i e, han e elado un au én ico alo ECO-SOSTENIBLE. 5.1.- Ensayos de Labo a o io I alcemen i ha lle ado a cabo un g an núme o de ensayos de labo a o io al obje o de e alua las p opiedades an icon aminan es de elemen os compues os de TX Ac i e. También se desa olla on equipos y mé odos inno ado es pa a al in. 5.1.1.- Óxidos de ni ógeno La e icacia en e a los óxidos de ni ógeno (NOx) se e alúa en una cáma a de olumen conocido en el que el NOx es p ime o soplado y luego diluido con ai e pa a log a una concen ación de con aminan e p ees ablecida. La cáma a con iene una lámpa a UV - la uen e de luz - y una p obe a de acabado liso y de supe icie conocida hecha con cemen o TX Ac i e. Ex e namen e a la cáma a de p ueba, hay un analizado de NO2 y un analizado de quimioluminiscencia. Es os ins umen os se han u ilizado pa a lle a a cabo una se ie de p uebas con una de e minada in ensidad de luz: la concen ación de con aminan es se mide an o an es como después de la eacción o oca alí ica. Fig. 1 “Cáma a de eacción Las asas de educción de NOx egis adas en las p uebas ue on de has a un 91%. Los esul ados de es as p uebas han sido e endados a a és de p ocedimien os expe imen ales c eados po la Uni e sidad de Fe a a, el Labo a o io de in es igación de Isp a del ENEA (Agencia nacional i aliana pa a las nue as ecnologías, ene gía y medioambien e) y el Ins i u o de Tecnología de la Cons ucción del CNR de I alia. Fig. 2 “Cu a de e icacia” 5.1.2.- PM10 O as p uebas lle adas a cabo en la Uni e sidad de Roma han con i mado la e icacia de TX Ac i e en la educción de PM10 (pa ículas < 10 mic as de diáme o). Cuando las pa ículas PM10 en a en con ac o con el elemen o in eg ado en la supe icie, la po ción o gánica de con aminan es se descompone. 5.1.3.- COV (compues os o gánicos olá iles) Las p uebas de labo a o io lle adas a cabo po CRN han demos ado que los cemen os TX Ac i e son ambién e icaces con a los COV (compues os o gánicos olá iles). Fig. 3 “Reducción de COV” 5.2.- Ensayos in si u Se han lle ado a cabo ensayos in si u pa a complemen a y amplia la in o mación a ojada po los ensayos de labo a o io. 5.2.1.- Ensayo Pilo o en Gue ille, F ancia En 2004, se cons uyó una “S ee Canyon” pa a un ensayo pilo o en los labo a o ios del CTG en Ge ille, F ancia. Es a ac uación es u o den o del ma co del P oyec o PICADA (Pho o-ca aly ic Inno a i e Co e ing Aplica ions o De-pollu ion Assessmen ), un p oyec o de la UE con la pa icipación de ins i uciones de in es igación eu opeas y emp esas p i adas, en e las que se encon aba I alcemen i. Las p uebas p e endían e alua la e icacia de las p opiedades o oca alí icas de un modelo que ep oduje a las condiciones ambien ales de una calle si uada en e dos edi icios en un con ex o u bano gené ico. Fig. 4 “Simulación de calles u banas” Se ep oduje on dos callejones, siendo cada uno de 18 m. de la go, 2,44 m. de ancho y 5,18 m. de al u a. Las pa edes de los callejones es aban paneladas, una cubie a con elemen os a base de TX Ac i e y la o a con o os elemen os a base de cemen o adicional. Pa a simula las condiciones con aminan es gene adas po el á ico u bano, una ube ía pe o ada de la que se emi en gases de escape ue colocada a lo la go de oda la longi ud de las pa edes. Los gases de escape e an p oducidos po un mo o de combus ión in e na conec ado a la ube ía pe o ada. 5.2.2.- Moni o ización Se coloca on senso es a di e en es al u as e in e alos egula es, pa a medi la humedad, empe a u a, y la ene gía sola de i adiación. Se ins ala on ambién anemóme os pa a medi la elocidad y di ección del ien o, además de medido es de NOx y analizado es de COV en la pa e supe io , así como en los ex emos la e ales. La elocidad, empe a u a y composición de los gases de escape ue on ambién moni o izados y medidos. 5.2.3.- Expe imen o en Túnel (Vía Po po a- Milan) La aplicación expe imen al asociada con el plan de ehabili ación ideado pa a el únel bajo el e oca il en la ía Po po a, Milán, supuso la aplicación de ma e iales o oca alí icos. Pa a es e in, I alcemen i aplicó en el luga un sis ema pa en ado de pa imen o de ho migón de al o endimien o pa a ca e eas, mien as que o a emp esa a ó los echos del únel con una pin u a o oca alí ica no cemen osa. El únel mide 104 m. de la go y 7 m. de ancho. El olumen de á ico que sopo a es e únel de doble sen ido, que co e a lo la go de la ca e e a p incipal que une el cen o de Milán po la ca e e a de ci cun alación es e, puede se de unos 30.000 ehículos po día. Fig. 5 “Túnel Via Po po a, Milán” Las mediciones elacionadas con el á ico, ealizadas po la Agencia Mobili à e Ambien e con el apoyo de la policía de Milán, ponen cla amen e de elie e el al o ni el de es és al que es á expues o es a ía. De las medidas y campañas de p oceso de da os ealizadas po el Depa amen o P o incial de Milán del ARPA Lomba día (Agencia Regional pa a la Coope ación y P o ección Ambien al) se e idencia una educción del 22,7% en compa ación de la habi ual concen ación de NOx egis ado en el in e io del únel bajo las peo es condiciones de exposición a la luz pa a el p oduc o [1]. Fig. 6 “Medición de concen ación de NOx en únel” Fig. 7 “Disposición de elemen os en la “S ee canyon” 6.- El modelo ma emá ico Un modelo de cálculo idimensional se u ilizó pa a ep oduci los lujos de ai e y pa ículas en di e en es condiciones a mos é icas. Las pa ículas dispe sas se ep oducen analí icamen e usando simulación numé ica, que u ie on en cuen a an o la inclinación de las supe icies en compa ación con los lujos de ai e como el e ec o de la i adiación sola . Fig. 8 “Dis ibución de la con aminación bajo el e ec o conjun o de ien o y á ico” Es aciones mic o- me eo ológicas Medición de COV Ca ac e ización de las uen es de con aminación, lujo y composición del gas Toma de mues as de COV Tubo pe o ado Gene ado de con aminación Medición NOx 6.1.- Los esul ados Los esul ados ue on de g an in e és. Compa ada con la supe icie de la pa ed no a ada, el “S ee Canyon” en que se aplicó e es imien o con TX Ac i e egis ó un po cen aje de educción de pa ículas en e el 20% y el 80%, dependiendo de las condiciones de ien o. El deseng asado de las pa edes de TX Ac i e es á inculado a impo an es a iables que dependen de la concen ación de ma e ia en pa ículas, las condiciones me eo ológicas y la i adiación sola . Fig. 9 “Concen ación de NO2 elacionada con la di ección del ien o” 7.- Ejemplos de Edi icios cons uidos Fig. 10 “Di es in mise ico dia, Roma”