Comunicación presentada al IV Congreso Edificios Energía Casi Nula:
Autores
- Valentino Capucci, Responsable de investigación y desarrollo de ACTIVE, Iris Ceramica Group
- Claudia Bianchi, Profesora de química, Universidad de Milán
- Melissa Meliá, Departamento de Marketing, Matimex
Resumen
Se va a presentar la comunicación sobre Active, la única cerámica para pavimentos y revestimientos certificada por normas ISO (10678, 27448–1, 27447) y UNI 11484, capaz de integrarse en el ambiente mejorando la calidad de éste con la aplicación del Dióxido de Titanio (TIO2) sobre la cerámica. Esto hace que sea anticontaminante, se elimina hasta el 70% de agentes contaminantes; bactericida, elimina el 99,9% de bacterias; autolimpiante, el TiO2 aplicado les da una propiedad superhidrofílica; y eliminador de olores, expulsan moléculas y mejoran el aire. Se expondrá un proyecto cómo ejemplo de la aplicación del producto fotocatalítico ACTIVE (proceso donde el TiO2, activado por la luz, natural o artificial, y el aire acelera la rapidez de reacción, provocando que las sustancias orgánicas e inorgánicas nocivas se conviertan en compuestos inocuos) en un edificio, o cualquier otra construcción, y cómo es posible mejorar el entorno en el que vivimos. Con Active se deja de ser agentes pasivos ante la contaminación de las ciudades y del entorno que nos rodea.
Palabras clave
Cerámica, Arquitectura, Sostenibilidad, Bienestar, Innovación, Certificación ISO, Medioambiente, Bactericida, Eliminador de Olores, Autolimpiante
Introducción
La búsqueda de nuevas estrategias en el desarrollo de materiales innovadores capaces de mejorar la calidad de los entornos en que acontecemos cotidianamente día a día, es uno de los retos más grandes de la era moderna. En esa investigación, hay un papel muy importante dentro del campo de los materiales de construcción y los acabados en edificios, por lo que en la simple materia prima, la base de la producción de los cementos, de los revestimientos cerámicos internos y externos y de todos los materiales de los espacios, pueden tener un papel «activo» en mejorar el bienestar de las personas.
Active Clean Air & Antibacterial Ceramic da esta solución a los arquitectos y proyectistas, especialmente a aquellos que están atentos en el bienestar de las personas, y cada vez más en viviendas, despachos, escuelas, etc. Desafortunadamente, las mismas especies contaminantes que están en el exterior también se encuentran dentro de los edificios. Las propiedades fotocatalíticas del dióxido de titanio, lo convierte en uno de los semiconductores más utilizado, y su aplicación le otorga propiedades particulares a las superficies del gres porcelánico, transformándolo en un producto eco-activo.
La fotocatálisis es el proceso químico por el cual un fotocatalizador, en este caso el TiO2, activado por la acción combinada de la luz (solar o artificial) y del aire, fundamentalmente de la humedad ambiental, acelera la velocidad de oxidación de los compuestos contaminantes, convirtiéndolos en sustancias inocuas.
La aplicación de TiO2 es un proceso que garantiza la estabilidad y el mantenimiento de las propiedades a lo largo de la vida útil de la cerámica.
La tradicional tecnología permitió conseguir baldosas «activas» que mantenían inalteradas las características intrínsecas del gres, pudiendo ser utilizadas en revestimientos y pavimentos con alto tráfico. Ahora, la tecnología Active ha tenido una gran transformación, se trata de la tecnología digital, evitando derroches de agua y TiO2 y además es posible activar baldosas de dimensiones muy grandes, hasta 160×320 cm. Razón por la que las baldosas, certificadas por normas ISO, mantienen todas las propiedades fotocatalíticas de la cerámica Active gracias a una mejor distribución de las partículas de dióxido de titanio sobre la superficie cerámica.
Las baldosas Active son capaces de degradar las moléculas presentes sobre la superficie cerámica en sólo 28 horas a diferencia de las 70 horas del anterior sistema (ISO 27448). Esto permite tener siempre superficies limpias con el simple paso de un paño mojado y detergentes neutros evitando el empleo de productos agresivos, que suelen ser tóxicos y costosos.
Además, cuando las baldosas fotocataliticas son usadas como revestimiento externo, la suciedad causada por el polvo y la polución de las ciudades, donde todas las partes de los edificios tienden a tener una tonalidad gris, es removida por la lluvia.
La nueva tecnología Active Clean Air & Antibacterial Ceramic, permite ecoactivar las grandes placas mediante el uso de la aplicación digital. De este modo se mejora la capacidad fotocatalítica de las placas cerámicas en términos de mayor eficiencia en acción antibacteriana y degradación de los contaminantes del aire y de los olores.
El avance tecnológico de Active se ha desarrollado a través del proyecto Digitalife financiado por la Comunidad Europea (LIFEENV/IT/000140), que posibilitó la producción de las nuevas placas fotoactivas poniendo aún más atención en el medioambiente. La nueva tecnología utiliza el TiO2 en forma micrométrica, y permite una distribución del material fotoactivo más uniforme sobre la superficie de las placas, lo que aumenta la eficiencia del mismo. Digital life mantiene las características del gres porcelánico y permite su aplicación en cualquier superficie: pavimento, revestimiento, mobiliario, puertas, encimeras de cocina o baño.
Proyecto y metodología
Se trata del proyecto del Centro Médico y de Bienestar Milenium Alcobendas de Sanitas donde están aplicadas las baldosas con la propiedad Active Clean Air & Antibacterial Ceramic.
Es un innovador sistema constructivo de fachada ventilada en el nuevo centro Sanitas, donde el edificio cuenta con una superficie de 1.900 metros cuadrados distribuidos en cuatro plantas y 1.500 metros cuadrados de fachada.
Este nuevo concepto presenta, por un lado, una Fachada Ventilada más versátil y más segura que garantiza que piezas y estructura lleguen a obra como una única unidad. Por otro lado, el revestimiento que define la cara exterior de la fachada es el material cerámico eco-activo.
Esto es un ejemplo concreto de la selección de materiales idóneos para la arquitectura que permiten, no solo mejorar el aspecto externo del edificio, sino también colaborar con la mejora de la calidad del aire que todos respiramos.
Desde su construcción y aplicación de la cerámica en el exterior del edificio, se comprobó la efectividad de su propiedad anti-smog y la cantidad de NOx que su superficie fue degradado a lo largo del primer año, a través de las investigaciones del Departamento de química de la Universidad de Milán, lideradas por la Profesora Claudia Bianchi.
Según el certificado que emitió la Profesora, las baldosas fotocatalíticas no solo proporcionan un buen desempeño catalítico [Bianchi C.L. et al., CCC, 36 (2013) 116], sino que también cumplen con los requisitos estándar en lo que respecta a dureza, porosidad, superficie vitrificada y durabilidad y se presenta como una alternativa muy práctica para la depuración del aire.
Las pruebas de degradación fotocatalítica llevadas a cabo en aire, utilizando tanto NOx como VOCs como modelos de contaminantes, confirman el buen desempeño de las baldosas para atacar a la contaminación ambiental [Bianchi C.L. et al. Advances in Materials Science and Engineering, vol. 2012, Article ID 970182].
Datos
La fachada de Sanitas cuenta con una superficie de 1.500 m2 revestida con piezas cerámicas de dimensiones 120 cm x 60 cm. Sobre la base de estas pruebas de laboratorio realizadas, es posible afirmar que, gracias a la presencia de estas baldosas sobre la fachada del edificio Sanitas, en un año se consiguió:
Los espectaculares beneficios de esta cerámica fotocatalítica que se activa con la luz y la humedad, han sido probados y certificados por el Tile Council of North America (TCNA) y por el Centro Ceramico di Bologna (CCB) en un programa especial de investigación y comprobación realizado conjuntamente.
La detección específica de los contaminantes más importantes (NOx y PM10) son por tanto objeto de un estudio detallado y de comparaciones entre datos detectados y valores previstos por la Directiva europea 2008/50/CE, relacionada con la calidad del aire y una atmósfera más limpia en Europa (acogida en España mediante el Real Decreto 102/2011, del 28 de enero), que describe con precisión y meticulosidad la metodología a seguir para determinar la concentración de moléculas contaminantes en el aire y los valores considerados límite y/o críticos en relación con dichas moléculas, con el objeto de garantizar la salvaguardia de la salud pública.
Los parámetros límite y los niveles críticos con respecto al NO2 correspondiente a la protección de la salud humana, y el denominado umbral de alarma se pueden ver en la siguiente tabla:
Un informe sobre la calidad del aire en Madrid confirma que el dióxido de nitrógeno es un contaminante que presenta valores de concentración elevados, como se puede ver en el siguiente gráfico.
En el cuadro anterior, se obtienen los valores medios de cada estación de monitoreo en función del valor límite establecido. La línea roja del gráfico representa dicho valor límite anual, que se ubica en 40 µg/m3 (ver Tabla I) y puede apreciarse como en la mayor parte de los casos este valor es excedido.
Aún más alarmante es el dato del número de veces en el cual el valor límite horario (200 µg/m3) viene superado en un año. La normativa europea prevé un máximo de 18 veces (ver Tabla I), pero puede observarse del gráfico que se presenta a continuación como algunas centrales reportan una excedencia anual mucho más elevada (por ejemplo, 103 veces en un año para la central en Pza. Fdez Ladreda).
Las mediciones de actividad fotocatalítica practicadas en las piezas cerámicas Active muestran de manera inequívoca su eficacia cuando se encuentran en condiciones de contaminación real [Bianchi C.L. et al. Advances in Materials Science and Engineering, vol. 2012, article ID 970182].
Cuando el contenido de NO2 es equivalente al nivel límite horario (200 µg/m3), las piezas cerámicas WGA están en capacidad de reducir los valores de contaminación llevándolos por debajo del umbral de los 40 µg/m3 en poco más de tres horas.
En el caso extremo de niveles de óxidos de nitrógeno próximos al umbral de alarma (400 µg/m3), las piezas cerámicas WGA están en capacidad de reducir el índice contaminante y llevarlo por debajo del umbral límite establecido por la ley (40 µg/m3) en seis o siete horas.
Reconocimientos
La Oficina Europea de Patentes concedió y publicó la patente número EP2443076 relativa al material fotocatalítico Active Clean Air & Antibacterial Ceramic y al procedimiento de fabricación del mismo.
Agradecimientos
Agradecimientos a Valentino Capucci y Claudia Bianchi por la implicación en la investigación diaria de este producto que mejora la calidad de vida de las personas, edificios y entorno.
Referencias
- Bianchi C.L. et al. Advances in Materials Science and Engineering, vol. 2012, Article ID 970182.
- Bianchi C.L. et al., CCC, 36 (2013) 116.
- http://www.active-ceramic.es/
- Matimex