La pintura mural autolimpiable

La investigación en catálisis lo hace posible: la nueva pintura mural puede limpiarse a sí misma mediante la exposición a la luz solar y descomponer químicamente los contaminantes del aire.

26.03.2024
TU Wien

Qaisar Maqbool y Günther Rupprechter - con la foto de portada de su trabajo de investigación

La pintura blanca para paredes no suele permanecer blanca y bonita para siempre. A menudo se acumulan en su superficie diversas sustancias procedentes del aire. Esto puede ser un efecto deseable porque hace que el aire sea más limpio durante un breve periodo de tiempo, pero con el tiempo la pintura se decolora y hay que renovarla.

Un equipo de investigadores de la Universidad Politécnica de Viena y la Università Politecnica delle Marche (Italia) ha conseguido desarrollar nanopartículas especiales de óxido de titanio que pueden añadirse a la pintura de pared habitual en el mercado para conferirle propiedades autolimpiantes: Las partículas son fotocatalíticamente activas, pueden utilizar la luz del sol no sólo para captar sustancias del aire, sino también para descomponerlas posteriormente. La pared limpia el aire y, al mismo tiempo, se limpia a sí misma. Como materia prima para la nueva pintura mural se utilizaron residuos: virutas de metal que de otro modo tendrían que tirarse y hojas de olivo secas.

Óxido de titanio modificado en la pintura mural

El aire interior contiene una gran variedad de contaminantes, desde residuos de productos de limpieza e higiene hasta moléculas producidas al cocinar o liberadas por materiales como el cuero. En algunos casos, esto puede provocar síntomas conocidos como "síndrome del edificio enfermo".

"Durante años se ha intentado purificar el aire con pinturas especiales para paredes", explica Günther Rupprechter, profesor del Instituto de Química de Materiales de la Universidad Técnica de Viena. "Las nanopartículas de óxido de titanio son especialmente interesantes en este contexto. Pueden aglutinar y descomponer una amplia gama de contaminantes".

Sin embargo, la simple adición de nanopartículas de óxido de titanio ordinarias a la pintura merma su durabilidad: al igual que las partículas descomponen los contaminantes, también pueden hacer que la propia pintura se vuelva inestable y se agriete. En el peor de los casos, pueden incluso liberarse moléculas orgánicas volátiles, que a su vez pueden ser perjudiciales para la salud. Al cabo de cierto tiempo, la capa de pintura se vuelve gris y antiestética, momento en el que hay que sustituirla a más tardar.

Autolimpieza mediante la luz

Sin embargo, las nanopartículas pueden limpiarse por sí solas cuando se irradian con luz ultravioleta. El óxido de titanio es un fotocatalizador, es decir, un material que permite reacciones químicas cuando se expone a la luz adecuada. La radiación UV crea portadores de carga libres en las partículas, con ayuda de los cuales los contaminantes capturados del aire pueden descomponerse en pequeñas partículas y liberarse de nuevo. De este modo, los contaminantes se vuelven inofensivos, pero no quedan adheridos permanentemente a la pintura mural. La pintura mural permanece estable a largo plazo.

En la práctica, sin embargo, esto resulta poco útil, ya que sería muy laborioso exponer repetidamente la pared a una luz ultravioleta intensa para mantener el proceso de autolimpieza. "Nuestro objetivo era modificar estas partículas de forma que el efecto fotocatalítico pudiera inducirse también con luz solar ordinaria", explica Günther Rupprechter.

Esto se consigue añadiendo ciertos átomos adicionales a las nanopartículas de óxido de titanio, como fósforo, nitrógeno y carbono. Esto cambia las frecuencias de luz que pueden absorber las partículas, de modo que la fotocatálisis también se activa con luz visible ordinaria en lugar de sólo con luz ultravioleta.

Eliminación del 96% de los contaminantes

"Ahora hemos investigado este fenómeno con gran detalle utilizando diversos métodos de análisis de superficies y nanopartículas", afirma Qaisar Maqbool, primer autor del estudio. "Esto nos ha permitido mostrar exactamente cómo se comportan estas partículas antes y después de añadirlas a la pintura mural".

El equipo de investigación mezcló las partículas de óxido de titanio modificado con pintura mural normal y corriente y enjuagó una superficie pintada con ella con una solución que contenía contaminantes. La luz solar descompuso el 96% de los contaminantes. El color en sí no cambia, porque los contaminantes no sólo se unen, sino que también se descomponen con la ayuda de la luz solar.

Los residuos como materia prima

También es importante para el éxito comercial de estos colores que no se necesiten materias primas demasiado caras. "En catálisis, por ejemplo, se utilizan metales preciosos como el platino o el oro. En nuestro caso, sin embargo, basta con elementos fácilmente disponibles en todas partes: Para obtener fósforo, nitrógeno y carbono, utilizamos hojas secas de olivo, y el titanio para las partículas de óxido de titanio lo obtuvimos de residuos metálicos que normalmente simplemente se tiran", explica Günther Rupprechter.

Así pues, el nuevo tipo de pintura mural combina varias ventajas al mismo tiempo: puede hacer inofensivos los contaminantes del aire, dura más que otras pinturas e incluso conserva materias primas durante su producción y puede obtenerse a partir de materiales reciclados. Se están realizando más experimentos y está prevista su comercialización.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Alemán se puede encontrar aquí.

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