UNIVERSIDAD AUTÓNOMA “GABRIEL RENÉ MORENO” FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGÍA INGENIERÍA QUÍMICA TITULO DEL PROYECTO: OBTENCIÓN DE NANOPARTÍCULAS DE DI MATERIA: NANOTECNOLOGÍA DOCENTE: ING. GALEAN MARBEL ESTUDIANTES : FECHA SANTA CRUZ – BOLIVIA Página 1 de 8 1. ANTECEDENTES La Ciencia de los Materiales acompaña constantemente los avances que la Humanidad necesita para lograr una mejor calidad de vida. Aunque no sea selección natural, durante ese proceso de continua evolución sobrevive el material más apto. Actualmente, la Ciencia de Materiales enfoca su atención en el desarrollo de materiales reforzantes micro y nanométricos, con el propósito de generar elementos de mayor resistencia, flexibilidad y ligereza, al mismo tiempo que combine un alto carácter de funcionalidad. La Nanotecnología revolucionó los materiales porque hasta antes de su aparición no había un conocimiento ni manipulación de la estructura interna a tan pequeña escala con tanta precisión. La nanotecnología se ha convertido en una propiedad en el desarrollo científico para la producción de nuevos materiales. El número de productos y dispositivos que utilizan nanomateriales y nanotecnología ha crecido en los últimos años, así como también lo han hecho los instrumentos y técnicas que cubren necesidades en el control de procesos y control de calidad de estos productos. Adicionalmente, existe la preocupación de los efectos que pueden producir las nanopartículas en la salud del ser humano y el medioambiente. El dióxido de titanio es conocido por ser un catalizador utilizado en tratamiento de aire y agua así como también en la producción de gases. Al ser un compuesto fotocatalítico potente, descompone casi cualquier compuesto orgánico al estar expuesto bajo la luz solar por lo que muchas empresas buscan sacar provecho de dicha capacidad desarrollando una amplia variedad de productos que sean más amigables con el ambiente. Desde el año 2011 la Asociación Ibérica de Fotocatálisis promueve la investigación, la difusión y la homologación de tratamientos fotocatalíticos en todo tipo de superficies: asfaltos de calles y carreteras, pavimentos urbanos, fachadas y cubiertas de edificios, puertas metálicas, tabiques interiores, pinturas domésticas. Las superficies fotocatalíticas tienen numerosos beneficios descontaminantes y autolimpiantes, así como aplicaciones en todo tipo de superficies exteriores e interiores. Página 2 de 8 2. INTRODUCCIÓN EL método SOL-GEL es un proceso de solución química utilizado para fabricar nanomateriales sin proceso de fusión a alta temperatura en forma de películas delgadas, fibras o polvos. Es un coloidal (la fase dispersa es tan pequeña que las fuerzas gravitacionales no existen; solo están presentes las Fuerzas de Van der Waals y cargas superficiales) o suspensión molecular de partículas sólidas de iones en un disolvente. Es una técnica muy simple y económica porque la mayoría de los métodos exigen el instrumento de movimientos sofisticados. Ofrece una gran flexibilidad, ya que se pueden producir materiales con una amplia gama de estequiometria y dopantes adicionales. Permite la fabricación de recubrimientos de alta calidad en donde los materiales de partida se obtienen fácilmente. La fotocatalisis es un proceso quimico por el cual las superficies tratadas con Dioxido de titanio (TiO2) en presencia de luz solar o radiacion ultravioleta descomponen o neutralizan compuestos toxicos, como ser NOx,SOx y compuestos organicos volatiles nocivos para la salud.EL uso de pintura y revestimiento interiores puede contribuir a sanar los edificios y mejorar la salud laboral ademas de sus beneficios sanitarios aporta 3 beneficios:Ahorros por autolimpieza,reduccion de olores y mayor luminosidad en superficies contribuyendo el bienestar psicologico de la sociedad. 3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Según estudios de la organización mundial de la salud, Bolivia se encuentra en segundo lugar en contaminación atmosférica de Sudamérica y esto repartido en las tres ciudades troncales de Bolivia principalmente esto debido al creciente rápido del parque automotor que aporta a la contaminación de gases con un 70% y el resto se reparte a lo que son las industrias y chaqueos indiscriminadas que en tiempos de sequía se sobrepasa los niveles permisibles de calidad del aire y no ha habido una manera de eliminar sin que las inclemencia de tiempo actúen, se pudo evidenciar que la contaminación atmosférica trae consigo efectos adversos para la salud como son las infecciones respiratorias, enfermedades cardiovasculares ,cáncer de pulmón y otras. Actualmente la población mundial sufre lo que es la pandemia de coronavirus y según expertos epidemiólogos el virus puede estar activa en superficies por mucho tiempo y esto ayuda de manera negativa en la eliminación del mismo siendo un potencial de contagio. Página 3 de 8 4. PLANTEAMIENTO DE LA SOLUCIÓN Conocida la problemática de Bolivia con respecto a la contaminación atmosférica. Este proyecto de nanotecnología es desarrollado para dar una alternativa de solución mediante la obtención de nanopartículas de dióxido de titanio (TiO2) aprovechando sus propiedades fotocataliticas donde eliminan los gases, bacterias y virus aplicando en superficies de construcciones civiles como revestimiento o en la pintura misma que con su aplicación se podrá reducir las emisiones de gases tóxicos y tener parámetros de calidad de aire aceptables. Análisis de Alternativas - Utilizar combustibles menos contaminantes para el medio ambiente. - Fomentar el uso de transporte amigable con el medio ambiente. - La aplicación de nanopartículas de dióxido de titanio en la construcción que mejora sus propiedades y también cuenta con la propiedad fotocataliticas que es capaz de reducir los gases contaminantes del parque automotor e industrias este sería la solución de la limpieza ambiental. Preguntas de Investigación Pregunta principal ¿Cómo se debe utilizar dióxido de titanio (TiO2) para aprovechar sus propiedades y que pueda ayudar a la población y al medio ambiente? Pregunta secundarias ¿Qué propiedades tienen el dióxido de titanio en tamaño nano? ¿Qué es el método sol-gel? ¿Se podrá sintetizar nano partículas de dióxido de titanio en la práctica? ¿Se podrá apreciar el tamaño de las nanopartículas de dióxido de titanio? ¿Qué propiedades aportara la aplicación de las nanopartículas de dióxido de titanio a la pintura? Página 4 de 8 5. OBJETIVOS a. OBJETIVO GENERAL Obtener nanopartículas de dióxido de titanio (TiO2) mediante el método sol-gel para agregar propiedades fotocataliticas a la pintura que permitirá eliminar gases tóxicos del medio ambiente producidos por el parque automotor y las industrias. b. OBJETIVOS ESPECIFICOS Encontrar las condiciones adecuadas para sintetizar dióxido de titanio (TIO2) por el método sol-gel Mencionar las propiedades de las nanopartículas de dióxido de titanio mediante el análisis bibliográfico para poder constatar la utilidad de este nano material a la pintura. Describir el método sol-gel de manera teórica para guiar la aplicación en laboratorio. Sintetizar el dióxido de titanio en laboratorio mediante el método de sol-gel para obtener tamaños nanos. Realizar la medición del tamaño de las nanopartículas mediante la técnica de microscopio electrónica de transmisión para constatar el tamaño nano. Aplicar las nanopartículas de dióxido de titanio obtenidas como revestimiento en la pintura para mejorar sus propiedades. 6. JUSTIFICACIÓN GENERAL # Conveniencia ¿? ¿Para qué sirve? ¿A quién le servirá? Relevancia Social ¿De qué modo? Implicaciones Prácticas Valor Teórico ¿Qué problema real se solucionaría? ¿Apoya o desarrolla alguna teoría? Respuesta Este proyecto es servirá para la eliminación de gases tóxicos del medio ambiente y mantenimiento de estructuras Servirá a la sociedad en general ,también a las empresas que deseen un mejor mantenimiento de sus estructuras de modo de cuidar nuestra salud y tener menor gasto en mantención Solucionará problemas ambientales generados por la contaminación deliberada provenientes de automóviles, industria y humos de chaqueo Apoya la teoría de propiedades de las la Página 5 de 8 ¿Aportará principios más amplios? ¿Definirá valores reales de Diseño? Utilidad Metodológica nanopartícula para la eliminación de gases tóxicos Se podrá realizar constancia de los valores obtenidos en el laboratorio 6.1 Justificación técnica – tecnológica Se generan nuevas tecnologías como ser en campo de ciencia e industrias y por lo tanto la contaminación ambiental de igual manera va en aumento. La aplicación del recubrimiento en las construcciones nos ayuda a la eliminación de gases tóxicos para la salud, mejorando la calidad de vida. 6.2 Justificación Económica El haber elegido el método de sol-gel se debe a que no requiere equipo especializado, los reactivos no son difíciles de conseguir y los conocimientos para el manejo de ésta no es muy avanzado, ya que puede desarrollarse en un laboratorio Página 6 de 8 6.3 Justificación socio – ambiental Observamos el problema de contaminación del aire en nuestra región además el problema que presenta mantener o dar mantenimiento a las diferentes construcciones o monumentos el cual aplicando este recubriendo minimiza el costo de mantenimiento y además de preservar dichas superficies a través del tiempo 7. LIMITES Y ALCANCES Alcance En este proyecto se analizara la obtención del óxido de titanio por el método sol-gel, así mismo determinar su tamaño nanométrico dando a conocer sus propiedades fotocataliticas aplicadas a la pintura y/o revestimientos para la reducción de gases tóxicos al medio ambiente. Limitaciones El proyecto se enfocara únicamente en el análisis de obtención (Método sol-gel), aplicación y determinación de las propiedades del Dióxido de Titanio en pinturas y revestimientos, llegando a hacer un análisis comparativo con productos que no llevan este tipo de nanopartículas. 8. METODOLOGÍA La metodología de investigación para el desarrollo del trabajo será…….. ……………………………… La matriz de objetivos y acciones está representada por la Tabla ……: Tabla …… Acciones, Conceptos e instrumentación a utilizar Objetivos Específicos Acciones Conceptos y Teoría Instrumentos y recursos a utilizar Análisis de los procesos, técnicas de síntesis e identificación de la nanopartícula a utilizar. Desarrollar un cuadro comparativo indicando posteriormente las razones para escoger la técnica de trabajo. Análisis de Recursos (todos los tipos de recursos) para la realización de la técnica de síntesis. Desarrollo del flujograma de proceso de la síntesis de la nanopartícula Página 7 de 8 Desarrollo del flujograma del proceso de la técnica a utilizar para las caracterizaciones de la nanopartícula. 9. CRONOGRAMA. Desarrollar el cronograma tentativo de la ejecución de la propuesta. Tome como inicio el mes 1. 10. MARCO TEÓRICO. Desarrollar el marco bibliográficas y utilizando el formato APA Teórico trabajando con fuentes 11. POSIBLES RESULTADOS Y CONCLUSIONES a. ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS 12. BIBLIOGRAFÍA Trabajar en formato APA 13. ANEXOS Página 8 de 8
