Todo sobre la fotocatálisis: mitiga el cambio climático y mejora la calidad del aire
La fotocatálisis aprovecha la luz del sol para con una sustancia limpiar el aire que respiramos, el agua que bebemos o el luchar contra el Cambio Climático
Mario Picazo
La Fotocatálisis es una de las técnicas menos conocidas por él público en general como potencial solución para luchar contra el Cambio Climático. Muchos tambié desconocemos su capacidad de mejorar la calidad del aire que respiramos dentro y fuera de nuestros hogares.
Con el paso de los años, esta revolucionaria técnica ha ganado terreno como una de esas tecnologías que combinan ingenio y flexibilidad. Por mucho que suene a jerga científica, su principio es sorprendentemente sencillo. Se trata de utilizar la luz como disparador de un material capaz de desintegrar contaminantes o de impulsar reacciones químicas útiles.
El dióxido de titanio encabeza la lista de los fotocatalizadores más empleados. Es apreciado por su bajo precio, su resistencia y su seguridad. El material especialmente diseñado para captar la luz, ya sea solar o la ultravioleta, consigue transformar esa energía en el impulso necesario para iniciar reacciones químicas que en condiciones normales no se producen.
Gracias a ese proceso, contaminantes como los óxidos de nitrógeno, los compuestos orgánicos volátiles, bacterias, hongos e incluso el dióxido de carbono pueden transformarse en sustancias inocuas o, al menos, menos peligrosas. En esencia, se emplea la luz para limpiar el aire y sintetizar compuestos útiles, eludiendo los procesos que consumen mucha energía.
Fotocatálisis contra el cambio climático
Uno de los aportes más sobresalientes de la fotocatálisis es su capacidad para atenuar los contaminantes atmosféricos vinculados al calentamiento global. Se aplica a fachadas, aceras, pavimentos, asfaltos, paneles cerámicos o pinturas especiales. Estas pueden oxidar un contaminante como es el óxido de nitrógeno, transformándolo en nitratos que la lluvia luego arrastra.
Al mismo tiempo puede descomponer compuestos orgánicos tóxicos que favorecen la generación de ozono en la troposfera. Algunas ciudades europeas ya han probado asfaltos y recubrimientos fotocatalíticos en áreas de tráfico intenso, consiguiendo reducciones notables de los contaminantes en el entorno inmediato.
La investigación también se está centrando en la conversión fotocatalítica del dióxido de carbono (CO₂) en compuestos químicos o combustibles. Este proceso reproduce la fotosíntesis natural y permite captar este gas para transformarlo en sustancias útiles aprovechando la luz solar.
Aunque aún se halla en fase experimental, se perfila como una vía prometedora para disminuir la concentración de CO₂ en la atmósfera.
Apliccaciones fotocatalíticas en España
En España y existen varios ejemplos reales que demuestran su uso tanto en entornos urbanos como en edificios y proyectos de infraestructuras.
En Madrid, por ejemplo, se instalaron algunos de los primeros pavimentos fotocatalíticos del país en zonas piloto destinadas a evaluar su capacidad para reducir contaminantes como los óxidos de nitrógeno generados por el tráfico.
También se han utilizado revestimientos y pinturas fotocatalíticas en fachadas de edificios, especialmente en calles céntricas como la Gran Vía. Distintos hoteles incorporaron recubrimientos basados en dióxido de titanio para favorecer la degradación de contaminantes atmosféricos cuando la luz incide sobre ellos.
Mejorar la calidad del aire en espacios interiores es posible
Los ambientes cerrados contienen una mezcla de contaminantes. Entre los más destacados están los que emiten los muebles y la pintura, los residuos de los productos de limpieza, los que desprenden los aparatos electrónicos e, incluso, los que provienen de la propia presencia humana.
Los purificadores y filtros que forman parte de la fotocatálisis pueden descomponer compuestos orgánicos volátiles, inactivar microorganismos, neutralizar olores y atrapar partículas nocivas sin necesidad de retenerlos en un medio filtrante físico.
Por eso, la fotocatálisis emerge como una herramienta valiosa para hogares, hospitales, oficinas, hoteles y centros educativos, ofreciendo una depuración segura, continua y de bajo mantenimiento. A veces no pensamos que el aire dentro de nuestros edificios está más contaminado que el del exterior pero en ocasiones si es el caso y mejorar su calidad es posible,
Potenciar la calidad del aire que respiramos en entornos exteriores
Para conseguir esa mejora hace falta que algunos sectores de la ciudad puedan comportarse como “filtros activos”, atenuando la concentración de contaminantes sin necesidad de instalar equipos adicionales.
Al mismo tiempo, se están aplicando pinturas y recubrimientos que convierten las fachadas de los edificios en pequeñas depuradoras ambientales. Con ello se abre la posibilidad de que barrios enteros colaboren en mejorar la calidad del aire simplemente aprovechando la luz solar.
Si bien cada superficie individual sólo elimina cantidades ínfimas, el efecto acumulado puede resultar bastante relevante cuando se extiende a gran escala.
Obtención de hidrógeno verde mediante procesos de fotocatálisis
La fotocatálisis podría convertirse en una pieza clave de la transición energética, precisamente por su capacidad para producir hidrógeno verde. Al aplicar la fotocatálisis al agua, la luz incide sobre el material fotocatalítico y, al absorber esa energía, separa la molécula de agua en oxígeno e hidrógeno.
El hidrógeno resultante sería limpio, totalmente libre de emisiones. Se podría utilizar como combustible limpio tanto en el transporte, como en la industria o en sistemas de almacenamiento energético. Supondría un claro avance para conseguir entre otras cosas una movilidad más sostenible.
Aunque la eficiencia del proceso continúa siendo un reto, los recientes avances en nanomateriales y en fotocatalizadores de última generación están acercando esa opción a la realidad. Hoy ofrecen la posibilidad de generar hidrógeno de forma descentralizada y a bajo costo, directamente con la luz del sol.
Aplicaciones alternativas y futuro de la fotocatálisis
La fotocatálisis está irrumpiendo en una infinidad de sectores. Hoy en día ya hay superficies autolimpiables que, bajo la simple acción de la luz, dejan ventanas, fachadas y textiles libres de suciedad.
También existen sistemas de depuración de agua que erradican pesticidas, fármacos y microorganismos resistentes. Hasta existen combinaciones con energía solar que aumentan el rendimiento de los paneles fotovoltaicos o generan químicos de gran valor.
La fotocatálisis no se presenta como una tecnología de precio prohibitivo, aunque sí suele superar levemente el costo de los materiales tradicionales con los que se la compara. En entornos urbanos, pinturas, pavimentos o recubrimientos, el sobrecosto resulta moderado y, por lo general, se puede asumir dentro de proyectos que buscan mejorar la calidad del aire.
En cambio, al aplicarse a usos energéticos más avanzados, como la generación de hidrógeno o la conversión de CO₂ en combustibles, la tecnología es más cara. Como aún está en fase de investigación y desarrollo, su implantación no se ha llevado a cabo a gran escala.