Dra. Yolanda de Miguel, TECNALIA

« Introducción
a la Fotocatálisis
y su aplicación en la construcción »
Colegio Oficial de Aparejadores, Arquitectos técnicos e Ingenieros de Edificación de Madrid.
8 de mayo 2011
Dra. Yolanda de Miguel, TECNALIA
La fotocatálisis (1)
La fotocatálisis es una reacción catalítica que implica la
absorción de luz solar por parte de un catalizador o un
sustrato, consistente en un material semiconductor.
TiO2 + hv
O 2 + eO2
-
+ H2O
HO2 + e-
HO2 + H2O
OH
-
+ h+
e- + h +
-
O2
HO2 + OH
HO2
-
H2O 2 + OH
-
OH
Estos materiales fotocatalizadores se activan con luz
ultravioleta y reaccionan con agua y oxígeno en el aire,
generando especies muy reactivas (oxidantes) capaces de
destruir agentes contaminantes como por ej. compuestos
orgánicos volátiles, óxidos de nitrógeno, bacterias, etc.
Dra. Yolanda de Miguel, TECNALIA
La fotocatálisis (2)
El semiconductor mas empleado es el dióxido de titanio (TiO2).
Sus propiedades son:
Banda de conducción
• Elevada eficiencia fotocatalítica
• Bajo coste
Superficie del TiO2
• Relativa estabilidad
• Baja toxicidad
Eg ~ 3.2 eV
(anatasa)
• Varias estructuras cristalinas:
Banda de valencia
TiO2 presenta mayor actividad fotocatalítica
en su forma cristalina denominada
ANATASA
Rutilo
Anatasa
Dra. Yolanda de Miguel, TECNALIA
La fotocatálisis (3)
Las especies radicalarias generadas sobre la superficie pueden:
1. Destruir contaminantes
2. Dar lugar a superficies superhidrofílicas
Estos dos procesos dan lugar a la propiedad de Auto-limpieza
Dra. Yolanda de Miguel, TECNALIA
Aplicaciones de la fotocatálisis (1)
Eliminación de microorganismos
Auto-limpieza
Purificación de aguas
Purificación de aire
Dra. Yolanda de Miguel, TECNALIA
Aplicaciones de la fotocatálisis (2)
Eliminación de microorganismos
Bacteria: E. Coli (ATCC 11229)
t = 0min
t = 24h
Dra. Yolanda de Miguel, TECNALIA
Aplicaciones de la fotocatálisis (3)
Purificación de aguas
MB test (JIS 1703-2:2007 or DIN52980)
UV lamp of 20W with peak intensity at 351nm
Irradiation on the sample 1mW.cm-2
Ultraviolet lamp
Lamp support
with adjustable
height
Radiometer
Test cell
sensor
Test support with
adjustable height
Dra. Yolanda de Miguel, TECNALIA
Aplicaciones de la fotocatálisis (4)
Auto-limpieza / Anti-vaho
La superficie fotocatalítica por un lado destruye la
suciedad y por otro forma una fina película
superhidrófila sobre la cual las gotas de agua no
se depositan. Tiene por lo tanto propiedades de
auto-limpieza y de anti-vaho al mismo tiempo.
60
Contact angle (º)
50
40
30
20
10
time (min)
0
0
10
20
30
40
P25 TiO2 hybrid coating
47
30
21
21
11
4
5
9
8
5
6
7
5
TiO2-less coating
50
53
51
50
53
54
50
54
60
57
70
80
56
56
90
100
54
110
55
120
55
Dra. Yolanda de Miguel, TECNALIA
Aplicaciones de la fotocatálisis (5)
Purificación de aire: VOCs (acetaldehido), NOx
Misericordia Church, Roma
(2003)
Musique et des Beaux
Arts à Chambéry (2000)
Private buildings close
to Bergamo (1997-1998)
Controlador del
Sensor de humedad
flujo de masa
Ventilación
1,1
Lámpara de UV
Acetaldehído contenido en N2
(A)
Entrada de gas
Placa de vidrio
5 mm
Salida de gas
Vista de frente
Separador de altura
concentración de NOx (ppm)
Aire purificado
0,9
NO
Recubrimiento (50 x 100 mm)
NOX
Vista desde arriba
0,7
(B)
0
1
2
3
4
5
tiempo de irradiación (h)
Dra. Yolanda de Miguel, TECNALIA
Productos fotocatalíticos
APLICACIONES
•
Superficies Anti-Bacteria (p. ej. uso en
hospitales, etc.)
•
Purificación de Aguas
• Auto-limpieza / Anti-vaho
•
Purificación de Aire (NOx, VOCs)
1.1 μm
300 nm
Dra. Yolanda de Miguel, TECNALIA
Gracias por su atención!
Dra. Yolanda de Miguel
(TECNALIA)
[email protected]
+34-667 178 826
Para más información
Telf. 933 636 022
[email protected]
www.fotocatalisis.org
Dra. Yolanda de Miguel, TECNALIA
«La
Isla fotocatalítica»
Una solución sostenible, real y proactiva para la descontaminación del aire.
Colegio Oficial de Aparejadores, Arquitectos técnicos e Ingenieros de Edificación de Madrid.
8 de mayo 2011
En medio de la gran urbe gris, congestionada y contaminada,
existe un lugar privilegiado donde se respira un aire más
puro, sin apenas contaminación por óxidos de nitrógeno (NOx).
Este enclave de salud y bienestar es la isla fotocatalítica donde
caben todos, donde cada uno aporta soluciones para una
construcción sostenible y una mejor preservación
ambiental:
CERÁMICA PARA FACHADAS
IMPERMEABILIZACIÓN DE
CUBIERTAS
PAVIMENTOS
ADOQUINES
RECUBRIMIENTOS PARA
CARRETERAS Y CALLES
PINTURAS
CEMENTOS
Estas soluciones pasivas (preventivas) no pueden remplazar
una política de reducción de fuentes de emisión.
Son soluciones amigables para el ciudadano, que deben ser
valoradas como el complemento ideal a otras acciones y
medidas realizadas o por acometer.
Son soluciones que deben ser globales para tener un mayor
impacto. Hemos de hablar de SISTEMAS CONSTRUCTIVOS
URBANOS que actúen conjuntamente en beneficio del entorno.
Con esta visión, nace la Asociación Ibérica de Fotocatálisis.
AIF
Los objetivos principales de la AIF son:
•Identificar y reunir agentes, investigadores e industriales obrando en el
campo de la fotocatálisis.
•Censar los diferentes oficios ligados a la fotocatálisis.
•Listar las aplicaciones existentes o potenciales de la fotocatálisis.
•Elaborar un manual profesional, referenciar productos, soluciones y
sistemas fotocatalíticos.
•Establecer normas y test de evaluación de sistemas fotocatalíticos a
diferentes niveles, de la concepción de aplicaciones hasta las diferentes
fases de industrialización.
Los objetivos principales de la AIF son:
•Poner en contacto organismos públicos, profesionales o científicos
interesados por el desarrollo de la fotocatálisis.
•Representar a los diferentes agentes, fabricantes y utilizadores de la
fotocatálisis ante organismos o instancias nacionales, europeos o
internacionales.
•Apoyar proyectos de investigación o trabajos de interés para la
fotocatálisis como por ejemplo, los que tratan aspectos eco-toxicológicos o
bacteriológicos.
•Firmar acuerdos con cualquier organismo público o profesional en vista
a desarrollos implicando la fotocatálisis o alguno de sus aspectos.
•Publicar aclaraciones en temas específicos.
•Definir recomendaciones y controlar certificaciones por tipo de aplicación.
La fotocatálisis
La fotocatálisis es una reacción fotoquímica que convierte la
energía solar en energía química en la superficie de un
catalizador o sustrato, consistente en un material
semiconductor que acelera la velocidad de reacción. Durante
el proceso tienen lugar reacciones tanto de oxidación
como de reducción.
De esta forma se promueve la eliminación de la mayor parte
de los contaminantes en las ciudades.
D:\Documents and Settings\fraya.CERACADOM\Mis
documentos\Dropbox\AIF\Promoción y marketing\fotocatalisis.jpg
CON EL RESPALDO DE IMPORTANTES EMPRESAS Y
MARCAS NACIONALES E INTERNACIONALES
bluefuture (Breinco)
Adapta Color es una empresa española dedicada exclusivamente a la fabricación de
pinturas en polvo termoendurecibles.
+bio-Nox es la última innovación desarrollada, se trata de una pintura que es
autolimpiante y absorbe los óxidos de nitrógeno del ambiente (Nox), transformándolos
en nitratos inocuos que son arrastrados por la lluvia.
www.adaptacolor.com
[email protected] - Telf. 964 467 020
bluefuture (Breinco)
BREINCO se dedica a la producción e instalación de pavimentos, muros, mobiliario
urbano y todo tipo de productos destinados a nuestra arquitectura y a la urbanización de
nuestros espacios.
Breinco apuesta por la innovación, la calidad y los niveles de excelencia en todos sus
servicios al cliente, revisando y mejorando continuamente sus objetivos para satisfacer
las expectativas de sus clientes y las propias.
www.breincobluefuture.com
[email protected] - Telf. 938 460 951
bluefuture (Breinco)
www.breincobluefuture.com
[email protected] - Telf. 938 460 951
Obra de Varis Llosa i Terana Airclean
Port de Mataró BARCELONA España
bluefuture (Breinco)
www.breincobluefuture.com
[email protected] - Telf. 938 460 951
Plaza Can Roses Air-clean
BARCELONA España
CERACASA es una empresa que desde 1984, certificada en ISO-14001 (2000), fabrica
revestimientos y pavimentos cerámicos de alta calidad para usos en todo tipo de obra,
nueva o rehabilitada.
La amplia gama de propuestas hacen de la oferta de CERACASA una de las más
completas y singulares del mercado gracias a una constante inversión en investigación
e innovación.
www.ceracasa.com
[email protected] - Telf. 964 361 611
www.ceracasa.com
[email protected] - Telf. 964 361 611
Fachada Grupo Bilbu LAROGEI BIONICTILE®
Errekalde BILBAO España
www.ceracasa.com
[email protected] - Telf. 964 361 611
Fachada Polideportivo BIONICTILE®
CASTELLON España
FMC Foret es una industria química con centros propios de fabricación e I+D+i y con
una actividad comercial que abarca a todo el mundo.
OFFNOx® es un fotocatalizador propiedad de FMC Foret que pretende mejorar la
actividad de los fotocatalizadores comunes, así como prolongarla a toda la vida útil del
material fotocatalítico final. Las aplicaciones de OFFNOx® son múltiples y en continuo
desarrollo. Cualquier material constructivo puede incluir OFFNOx® en su formulación.
www.fmcforet.com
[email protected] - Telf. 934 167 400
El grupo Icopal es líder mundial en sistemas de impermeabilización, fabricante de láminas
asfálticas o sintéticas, y otros productos para cubiertas. Icopal es referente de calidad,
prestigio e innovación. Las fábricas del grupo son ISO 14001, certificando el control y
reducción de los impactos medio ambientales.
La preservación medio ambiental es un objetivo marcado tanto en la misión del grupo
como en la política de mejora continua de cada fábrica.
www.icopal.es
[email protected] Telf. 933 636 022
www.icopal.es
[email protected] Telf. 933 636 022
Cubierta edificio residencial Parafor Solo GS NOx-Activ
IBIZA España
www.icopal.es
[email protected] Telf. 933 636 022
Almacén Parafor Solo GS NOx-Activ
Xativa VALENCIA España
LAFARGE CEMENTOS es parte de una empresa multinacional dedicada a los
materiales de construcción, cementos, hormigones, morteros y áridos.
Desde el punto de vista de su aplicación fotocatalitica los más interesantes son los
hormigones vistos y los morteros de revestimiento de fachadas. También puede
incorporarse a los cementos para prefabricados, pavimentos etc.
www.lafarge.com.es
[email protected] - Telf. 913 769 800
www.lafarge.com.es
[email protected] - Telf. 913 769 800
Muro de hormigón EfectO2
Fabra i Puig, Barcelona España
La actividad de Probisa se estructura en cuatro áreas: Construcción y conservación de
carreteras, Obras medioambientales, Fabricación de ligantes bituminosos (emulsiones y
betunes modificados) y producción de áridos.
El objetivo de la entidad es ser referente nacional en estas áreas, desarrollando técnicas
y materiales que aporten al sector y a los usuarios mayor comodidad y seguridad en la
circulación, disminución en la contaminación acústica y de polución.
www.probisa.com
[email protected] - Telf. 917 082 954
Zeus Química es una compañía de distribución y representación de especialidades
químicas destinadas a diversos sectores.
Zeus Química representa en España y Portugal a KRONOS, productor de
fotocatalizadores de TiO2 KRONOClean que pueden ser aplicados en pinturas,
recubrimientos para fachadas y cubiertas, pavimentos para suelos, recubrimientos
fotoactivos textiles, tratamiento de aguas residuales, síntesis química, y otras
aplicaciones.
www.zeusquimica.com
[email protected] - Telf. 932 402 222
CENTROS TECNOLÓGICOS Y DE INVESTIGACIÓN ASOCIADOS A LA A.I.F.
La Asociación Ibérica de la Fotocatálisis cuenta con nuevos socios científicos de gran
valor local e internacional que aportan sus importantes conocimientos en el campo de la
fotocatálisis, en el de la nanotecnología y en la investigación en general :
•Instituto de Tecnología Química de la Universidad Politécnica ITQ-UPV de Valencia.
•Centro de investigación aplicada Tecnalia de Bilbao.
•Eptisa, Compañía Internacional de Ingeniería, Arquitectura, Tecnología y Control de Calidad
de Madrid.
•Instituto Tecnológico de la Construcción AIDICO de Valencia.
•Centro Tecnológico CARTIF de Valladolid.
www.itq.upv-csic.es
[email protected] - Telf. 963 390 093
www.tecnalia.com
[email protected] - Telf. 902 760 000
www.aidico.es
[email protected]
Telf. 961 318 278
www.cartif.es
[email protected] Telf. 983 546 504
www.eptisa.com
[email protected] Telf. 915 949 500
ESTIMACIÓN DEL IMPACTO POSITIVO
DE LA «ISLA FOTOCATÁLITICA»
EN LA REDUCCION DE ÓXIDOS DE NITRÓGENO NOx
Ejemplo sobre un grupo de edificios en el
«Eixample» de Barcelona
Calle con Revestimiento Noxer® de:
525 ml de calle por 20 m de ancho =
10.500 m² de Noxer®
Destrucción de 212 Kg. de NOx al año.
*Valor de destrucción de NOx por m² de material según ensayos ISO 22197-1, extrapolados a la
superficie de ejemplo, con 2.600 horas de luz solar al año (valores de la ciudad de Barcelona).
Patio interior con adoquines con
bluefuture (Breinco)
3.600 m² de pavimento
Destrucción de 70 Kg. de NOx al año.
*Valor de destrucción de NOx por m² de material según ensayos ISO 22197-1, extrapolados a la
superficie de ejemplo, con 2.600 horas de luz solar al año (valores de la ciudad de Barcelona).
Cubiertas con NoxActiv© de
Superficie 12.600 m2 – patio interior =
9.000 m² de NoxActiv© en cubiertas
Destrucción de 39 Kg. de NOx al año.
*Valor de destrucción de NOx por m² de material según ensayos ISO 22197-1, extrapolados a la
superficie de ejemplo, con 2.600 horas de luz solar al año (valores de la ciudad de Barcelona).
Fachadas cerámica con BIONICTILE® de
427 ml de fachada por 25 m de alto =
10.675 m² de BIONICTILE®
Destrucción de 13 Kg. de NOx al año.
+Reducción de un 72% de HNO3
+Reducción de un 20% de O3
*Valor de destrucción de NOx por m² de material según ensayos ISO 22197-1, extrapolados a la
superficie de ejemplo, con 2.600 horas de luz solar al año (valores de la ciudad de Barcelona).
Estimación del impacto de la Isla fotocatálitica
Con la suma de todos los productos
fotocatalíticos, el grupo de edificios reducirá
(destruirá) aproximadamente 330 Kilos de
óxidos de nitrógeno (NOx) al año.
330 kilos de NOx anuales
equivalen a limpiar
más de 8.350 millones de m3 de
aire*
*A una concentración de 40 microgramos de NOx por m3
(máximo autorizado por la UE).
Más de 1.237.000 personas
podrían respirar*
anualmente aire libre de NOx.
Aire descontaminado por un solo
grupo de edificios fotocatalítico.
*Una persona sana respira aproximadamente 6.750 m³ de aire al
año.
Estimación del impacto de la Isla fotocatálitica
Un coche diesel con clasificación “Euro 5”
produce 180 mg de NOx al Km (un coche
gasolina 60 mg/km).
*Recorrido medio diario en cuidad: 15 km al día.
Un solo grupo de
edificios fotocatalítico
es capaz de tratar la
contaminación por
NOx que emite el
trafico de más de 335
coches diesel al año ó
1.004 coches
gasolina/año.
180 mg NOx/km x 15 Km/coche/dia x 365 dias / año =
985500 mg NOx/(coche/año)
0.9855 Kg NOx que emite un coche al año
Disponibles fichas informativas, certificados e imágenes de
cada uno de los productos y empresas de la AIF.
Disponibles PDFs en web de AIF.
Disponible WEB con toda la información de cada uno de los
productos y empresas de la AIF.
Productos,
fichas,
empresas y
contacto con
fabricantes o
asociación en
un solo web
www.fotocatalisis.org
La AIF (Asociación Ibérica de Fotocatálisis) es miembro de la
Asociación Europea de Fotocatálisis.
Ejemplo producto fotocatalítico
video BIONICTILE®
El 50% de la población mundial vive en ciudades…
…se proyecta que en el 2040 el
75% de la población
mundial vivirá en grandes
ciudades.
Actualmente circulan 600 millones de coches...
…se calcula que en el 2020 habrán 1200
millones
de vehículos en todo el mundo.
Gracias por su atención.
Para más información
Telf. 933 636 022
[email protected]
www.fotocatalisis.org
Case Study - Proyectos con air-clean® en Europa
Plaza Can Roses, Barcelona, Agosto 2010
2800 m2 pavimento llosa vulcano air-clean®
Eliminación 4,42 mg NOx/m2h
bajo condiciones de ensayo S/ISO 22197-1
Puerto de Mataró, Barcelona, Abril 2011
5400 m2 pavimento llosa vulcano air-clean®
Eliminación NOx 4,46 mg/m2
bajo condiciones de ensayo S/ISO22197-1
CAR Sant Cugat, Barcelona, Diciembre 2011
1500 m2 pavimento llosa vulcano air-clean®
Eliminación 4,44mg NOx/m2h
bajo condiciones de ensayo S/ISO 22197-1
Gracias por su atención