​Fotocatálisis, sólida alternativa para purificar el aire

De entre las distintas soluciones de tratamiento del aire presentes hoy en día en el mercado, las dedicadas a la desinfección del aire interior han sido las últimas en llegar y son, por tanto, las menos conocidas. La fotocatálisis se postula como una de las más sólidas alternativas para la purificación del aire debido a su inocuidad, su flexibilidad y su alta eficiencia.

En la actualidad, existen muchas soluciones y tecnologías desarrollas para el tratamiento del aire interior. Los sistemas de climatización son unas de las soluciones más utilizadas en nuestro país y están presentes, en distintos modos y tamaños, en la mayor parte de los edificios. Tienen como objetivo adecuar el aire interior a los criterios de confort térmico e higrométrico.

La fotocatálisis 
se postula como una de las más sólidas alternativas para la purificación del aire 

Los sistemas de ventilación se encargan de la renovación del aire interior viciado mediante la introducción de aire fresco exterior y del adecuado intercambio de aire, imprescindible para conseguir un ambiente higienizado y libre de contaminantes como el CO₂, emitido por los seres humanos al respirar.

Los equipos de filtración se encargan de la retención de partículas sólidas o gaseosas presentes en el aire. Este tipo de soluciones se instalan de manera cada vez más especializada y pueden eliminar incluso microorganismos, aunque sin llegar a destruirlos ni inactivarlos.

Las soluciones de desinfección o purificación del aire consiguen la muerte o destrucción de la contaminación microbiológica y constituyen las tecnologías más novedosas de entre las dedicadas al tratamiento del aire interior.

Si bien todas estas tecnologías ofrecen soluciones concretas para el tratamiento del aire interior, la mejor estrategia posible pasa por climatizar el aire, realizar una correcta ventilación con aire fresco, filtrarlo y desinfectarlo. Una cadena de tratamiento tan indivisible como eficaz en la lucha contra la contaminación del aire interior.

De manera tradicional, el tratamiento de los microrganismos presentes en el aire interior de los edificios se ha realizado mediante ventilación y filtración. En los últimos tiempos, además, se ha democratizado la utilización de filtros HEPA (High Efficiency Particle Arrester), una tecnología utilizada mayoritariamente en ambientes hospitalarios.

Las tecnologías de desinfección del aire van más allá de la mera retención del contaminante

Si bien este tipo de soluciones resultan realmente eficientes, no destruyen ni inactivan los contaminantes microbiológicos, lo que implica un esfuerzo importante en materia de mantenimiento y un peligro palpable de que este tipo de patógenos puedan llegar a los espacios interiores. Además, la alta pérdida de carga de estos filtros les hace más exigentes en el consumo de energía.

Más allá de la mera retención del contaminante

Las tecnologías de desinfección del aire van más allá de la mera retención del contaminante y están diseñadas para destruirlo por completo y mejorar la protección de las personas en el interior de los edificios. 

Algunas de estas tecnologías son la utilización de luz Ultravioleta C (UVC), la ionización bipolar o la fotocatálisis o PCO (PhotoCatalytic Oxidation). Esta última ha generado gran interés debido a su capacidad de acoplarse a diversos sistemas, a su seguridad y su alta eficiencia en la eliminación de microorganismos.

La fotocatálisis heterogénea es un proceso fotoquímico, es decir, una reacción química que se activa con la presencia de luz. Se engloba dentro de los denominados Procesos Avanzados de Oxidación (PAO) que consisten en la generación de especies altamente oxidantes que, en contacto con los contaminantes microbiológicos, consiguen oxidarlos y mineralizarlos por completo.

Proceso fotocatalítico

El proceso fotocatalítico se basa en la absorción directa o indirecta de energía radiante (luz) por un fotocatalizador heterogéneo (generalmente dióxido de titanio - TiO₂). 

La llegada de energía en forma de fotones produce la excitación del semiconductor y la formación de pares electrón-hueco que, reaccionando con el oxígeno y el agua presentes en las corrientes de aire, dan lugar a la formación de especies altamente oxidantes, como los radicales hidroxilos (OH^•). La Figura 1 adjunta muestra un esquema de este proceso.

Figura 1. Esquema de la reacción fotocatalítica producida en TiO2.

Las especies altamente reactivas generadas durante esta reacción son capaces de destruir los contaminantes microbiológicos a través de diferentes procesos, entre los que destacan la destrucción de la pared o cobertura celular de los microorganismos o la oxidación de elementos internos, provocando la muerte celular. 

Además, tiene un tiempo de vida corta debido a su alta reactividad, lo que asegura que nunca actuaran más allá del propio sistema en el que esté instalado el fotocatalizador.

Ventajas de la tecnología catalítica

Las principales ventajas de utilizar una tecnología fotocatalítica son: la posibilidad de degradar una mezcla compleja de contaminantes, un consumo energético bajo, una elevada versatilidad de utilización y la posibilidad de combinarla con otros tratamientos generando sinergias positivas.

Además, debido a sus características esta tecnología puede ser imprescindible para cumplir con los requisitos establecidos en la principal normativa de Calidad del Aire Interior en España: el Reglamento de Instalaciones Térmicas de los Edificios (RITE).

Esta normativa establece las clases filtración obligatorias (ver Figura 2) en función de la calidad del aire requerida en el interior de un edificio (IDA) y la calidad del aire exterior (ODA).

Figura 1. Esquema de la reacción fotocatalítica producida en TiO2.

Para aquellos espacios clasificados de IDA 1 (como por ejemplo las guarderías) o IDA 2 (como por ejemplos las oficinas) es obligatoria la instalación de un filtro de gases en los escenarios de peor calidad del aire exterior. 

La instalación de sistemas de tratamiento que incluyan tecnologías fotocatalíticas asegura al mismo tiempo la consecución de espacios seguros y el cumplimiento normativo.

Grandes retos por delante

Aunque es una tecnología muy madura y que ya puede implementarse de manera segura y eficaz en cualquier sistema de tratamiento del aire interior, la fotocatálisis tiene por delante grandes retos que afrontar de cara a aumentar sus prestaciones al máximo. Por ejemplo, en la actualidad se utiliza la luz UVC como fuente de radiación a nivel industrial. 

El desarrollo de nuevos fotocatalizadores que permitan la utilización de fuentes de radiación menos intensas, cómo la luz ultravioleta A o la luz visible, permitirá un uso más eficiente y responsable de la energía e, incluso, que estas tecnologías puedan activarse por acción directa de la luz solar.

Así pues, la utilización de soluciones fotocatalíticas adecuadamente combinadas con procesos de climatización, ventilación y filtración asegura un tratamiento del aire en el interior de los edificios completo, seguro y eficaz.

Artículo elaborado por CLUSTER IAQ

(Carlos Martínez | técnico especialista en calidad de aire interior | SODECA IAQ)