El ser humano pasa más del 90 % de su tiempo en espacios interiores, lo que hace que su exposición a sustancias contaminantes sea alta cuando habita o frecuenta infraestructuras con mala calidad de aire.
Aunque existen numerosos estudios a escala de laboratorio sobre diferentes técnicas descontaminantes, escasean aquellos llevados a cabo a escala real, donde la multitud de variables implicadas pueden dar lugar a resultados no tan ideales como los obtenidos en el laboratorio. Por ello, investigadores de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería y Diseño Industrial (ETSIDI) y de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales (ETSII) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) han estudiado el comportamiento de una pintura fotocatalítica comercial aplicada a un aula de la ETSIDI. Como parámetro de referencia de la calidad del aire, en el estudio se ha medido la concentración de dióxido de nitrógeno (NO2), un contaminante procedente principalmente del tráfico rodado y con serias consecuencias para la salud a nivel respiratorio. Los resultados del estudio muestran que la concentración de NO2 disminuyó con la aplicación de la pintura especialmente en períodos con temperaturas más altas y menor humedad relativa. Se pudo concluir que, aunque no sea una tecnología 100% eficaz, la aplicación de recubrimientos fotocatalíticos se presenta como una buena alternativa para la mejora de la calidad del aire en interiores y puede proporcionar espacios domésticos y de trabajo más saludables para las personas que los ocupan.
Los contaminantes presentes en el interior de edificios provienen tanto del interior del mismo (habitantes, actividad desarrollada, etc.) como del exterior (tráfico, calefacciones, industria cercana, etc.). De entre las diferentes técnicas descontaminantes, la aplicación de recubrimientos fotocatalíticos se presenta como una buena alternativa. La fotocatálisis es una técnica de oxidación avanzada que consiste en la oxidación de contaminantes en contacto con un fotocatalizador (generalmente un material semiconductor) y en presencia de radiación adecuada. Si bien la radiación ultravioleta es la más eficaz para inducir el fenómeno fotocatalítico, se puede aprovechar la luz solar (que contiene una pequeña porción de dicha radiación), haciendo de esta tecnología una alternativa económica y sostenible.
En el estudio llevado a cabo por investigadores de la UPM, se realizaron mediciones durante un período de un año (entre junio de 2021 y junio de 2022). Los resultados fueron comparados con los obtenidos en un aula de idénticas dimensiones, distribución y actividad, y situada al lado de la anterior, donde no se había aplicado dicha pintura (aula espejo). Además, se evaluó la significación estadística de las diferencias de concentración de contaminantes medidas entre el aula que tenía pintura fotocatalítica y el aula espejo, mediante la aplicación del test t de Student a los pares de series de valores obtenidos, con un nivel de significancia del 95 %.
La ETSIDI-UPM se encuentra ubicada en Madrid, en la Ronda de Valencia, una vía con alta densidad de tráfico rodado, y el estudio se llevó a cabo en fechas en las que estaban en vigor los protocolos asociados a la pandemia COVID-19, por lo que las ventanas permanecían abiertas durante un elevado número de horas. Esto hace que la concentración de contaminantes en el interior fuese especialmente elevada, lo que proporcionó unas buenas condiciones para realizar el estudio.
Porcentajes de eliminación de NO2 (barras), temperatura (izquierda) y humedad relativa (derecha). Fuente: UPM.
La figura anterior muestra los valores medios de eliminación de NO2 calculados como diferencia porcentual entre las concentraciones del aula con y sin pintura a lo largo del período de estudio. Se observó cómo los resultados fueron significativos en trece de las quince campañas evaluadas con porcentajes de reducción de NO2 entre el 9 y el 38 %, y con un valor medio global cercano al 20 %. Se pudo observar una dependencia estacional por la cual en períodos más cálidos y con mayor número de horas de luz (mayor radiación disponible) y menos húmedos se obtuvieron los mejores resultados. El agua, aunque necesaria, en elevada concentración puede interferir negativamente en el proceso.
Tal y como señala los investigadores que han llevado a cabo el estudio “incluso si los porcentajes de eliminación obtenidos no son lo suficientemente altos como para ser considerados como una herramienta única y definitiva para la reducción y el control de los contaminantes atmosféricos, deben considerarse como parte de una solución multitarea, con mucho espacio para realizar más pruebas a escala real que tengan en cuenta las conclusiones del presente estudio y que consideren otros tipos de ubicaciones y escalas”.
Antonio Nieto-Márquez, Manuel de Mateo, Andrea Barrios, M. del Mar de la Fuente García-Soto, Adolfo Narros. Improving indoor air quality by using photocatalytic paints. Real scale study at the Technical University of Madrid. Atmospheric Pollution Research, Volume 14, Issue 8, 2023, 101827, ISSN 1309-1042, https://doi.org/10.1016/j.apr.2023.101827
Imagen principal: Aula de la ETSIDI en proceso de aplicación de la pintura fotocatalítica. Fuente: UPM.
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