Investigadors de la UPM, en col·laboració amb el CSIC, han quantificat la capacitat descontaminant de deu materials per valorar la seva eficàcia en l’eliminació d’òxids de nitrogen (NOx) de les ciutats
En el marc de el projecte europeu LIFE-PHOTOSCALING, un equip d’investigadors de la ETSE Industrials de la Universitat Politècnica de Madrid (UPM) i l’Institut de Ciències de la Construcció Eduardo Torroja (IETcc-CSIC), en col·laboració amb l’Ajuntament de Madrid , han monitoritzat i avaluat durant gairebé dos anys la capacitat d’eliminació fotocatalítica d’òxids de nitrogen (NOx) de deu paviments construïts amb diferents materials comercials exposats a l’aire lliure. Les proves realizadas en dues plantes pilot van mostrar que les eficàcies en la captura de NOx eren menors per nivells de concentració de contaminació més alts i depenien significativament de variables meteorològiques com ara la irradiància i la humitat. L’anàlisi de les dades ha permès als investigadors desenvolupar un model estadístic capaç de predir l’eficàcia d’un material donat sota determinades condicions, el que podrà ser de gran ajuda per a les administracions a l’hora d’implementar mesures de millora de la qualitat de l’aire.
La tecnologia fotocatalítica aplicada als materials de construcció, i en concret als paviments, és una solució prometedora per contribuir a alleujar els problemes de qualitat de l’aire que hi ha a les grans ciutats, ja que ha demostrat ser capaç de capturar els contaminants més nocius presents en l’atmosfera. Tal és el cas dels NOx, la concentració en l’aire està sotmesa als límits imposats per la Directiva Europea de Qualitat de l’Aire i l’excés està relacionat amb nombroses malalties respiratòries. No obstant això, a dia d’avui, l’estudi de l’eficàcia d’aquestes solucions sota condicions reals i amb suficient precisió planteja diversos problemes. En aquest context, investigadors de la UPM, en col·laboració amb el CSIC i l’Ajuntament de Madrid, dins el projecte europeu LIFE-PHOTOSCALING, han aconseguit avaluar l’eficàcia de l’eliminació fotocatalítica de NOx de deu materials seleccionats exposats a l’aire lliure.
Per dur a terme l’estudi, es van construir dues plantes pilot, una a les instal·lacions de l’IETcc-CSIC, a la ciutat de Madrid, i una altra a 25 km de centre de Madrid per observar el funcionament dels materials sota dos nivells de contaminació diferents . Les plantes pilot constaven de superfícies de cada material de 1×1 o 2×2 m, a més dels corresponents materials sense fotocatalitzador usats com a referència. A causa de l’heterogeneïtat de mercat, alguns materials van ser subministrats com plaques de directa instal·lació, mentre que per a altres va ser necessari construir primer la base d’asfalt o vorera utilitzant llambordes típics de Madrid, i aplicar el material com pintura o esprai d’emulsió. A més, es van instal·lar estacions meteorològiques en les dues localitzacions per mesurar la influència de diverses variables atmosfèriques.
Durant els dos anys que van durar els assajos, els investigadors van mesurar la concentració de NOx sobre els diferents materials sota la màxima diversitat de condicions. L’eficàcia fotocatalítica es va estimar en base a la diferència de concentracions obtingudes per a cada material respecte a les plataformes de referència, sense tractar. Els van resultar van mostrar, per exemple, que l’eficiència d’eliminació de NO2 presentar grans variacions a través de les estacions, amb màximes durant els mesos més càlids, mentre que les eficiències pel NO van ser comparativament més estables. També es va observar una dependència de l’eficiència pel que fa a les concentracions ambientals de NOX: menor eficiència a major concentració i viceversa. A més, l’anàlisi estadística va proporcionar proves de la dependència significativa de les eficiències respecte a diferents variables meteorològiques, com irradiància i humitat relativa. Es va verificar que l’eficiència augmentava amb la irradiació solar mentre que la humitat relativa jugava un paper més complex, ja que un excés d’ella provocava una limitació a la fotocatàlisi causa de la no linealitat dels processos fisicoquímics involucrats.
Gràcies a tot l’anàlisi realitzada, l’equip investigador ha aconseguit desenvolupar models estadístics per predir l’eficàcia d’un material donat sota unes condicions determinades de concentració de contaminants, temperatura, radiació, etc., la qual cosa, en opinió de l’investigador Rafael Borge: ” esperem que sigui d’utilitat per a les administracions públiques a l’hora de prendre decisions sobre les mesures de control de la qualitat de l’aire a les ciutats “. Dins del web del projecte s’ha implementat l’eina Decision Maker oberta a tot aquell interessat en conèixer-la o aplicar-la.
Referencia bibliogràfica:
Cordero, J. M.; Hingorani, R.; Jimenez-Relinque, E.; Grande, M.; Borge, R.; Narros, A.; Castellote, M. NOx removal efficiency of urban photocatalytic pavements at pilot scale Science of the total environment 719, 137459, JUN 1 2020
Font:madrimasd.org