Radiação ultravioleta
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| Figura 5 - Nas duas primeiras fotos acima, materiais sem propriedades fotocatalíticas. Nas fotos de baixo percebe-se que o pigmento azul desaparece. Esse material possui propriedades fotocatalíticas |
Mecanismo de ação
A ação autolimpante e despoluidora de superfícies pela ação fotocatalítica atuam de maneira conjunta. Durante o dia, a superfície é excitada pela radiação ultravioleta do sol resultando na oxidação dos compostos orgânicos que foram depositados durante o período noturno. Simultaneamente, há redução do ângulo de contato, tornando a superfície hidrofílica. A água presente nessa superfície transforma-se em uma lâmina removendo todas as partículas aderidas. Dados de literatura mostram que superfícies com propriedades fotocatalíticas tornam-se menos susceptíveis ao desenvolvimento de microrganismos (Bonetta et al, 2007).
Os resultados das pesquisas dos autores, ainda em escala laboratorial, confirmam os dados da literatura e mostram que telhas de fibrocimento sem amianto e blocos cerâmicos, tratados de modo a apresentarem propriedades fotocatalíticas, mostram um elevado potencial em decompor manchas de pigmento azul e na remoção de manchas de alguns tipos de pichação.
Redução da poluição
Além do potencial autolimpante, uma superfície com propriedades fotocatalíticas pode contribuir para a despoluição do ar. Como já comprovado por autores como Yu (2003), Poon; Cheung (2007) Hüsken et al (2007) é possível decompor: NOx, SOx, NH3 e compostos orgânicos nocivos à saúde como o benzeno, o tolueno e a acetona e transformá-los em substâncias mais inócuas. Essa é uma área de grande interesse por parte dos pesquisadores em nível internacional.
Aplicações em escala de laboratório mostram que é possível reduzir em até 63% o teor de tolueno (Demeestere et al, 2008); até 80% o teor de NOx (Chen; Li, 2007 e Maggos et al, 2008).
Aplicações em escala piloto já estão sendo iniciadas em pavimentos cimentícios em vários países como Japão, Itália, França, Bélgica e Holanda (Luca; Pecatti, 2007). Também foram testadas aplicações em pavimentos de concreto e em pisos intertravados (pavers); os resultados confirmaram os dados obtidos em escala laboratorial com reduções de até 40% na concentração de NOx nas vias onde foram utilizados produtos com propriedades fotocatalíticas.
Exposição a radiação UV
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| Figura 6 - Redução da intensidade de pichações na superfície de blocos cerâmicos com propriedades autolimpantes (resultado dos autores) |
Durabilidade
Poucos trabalhos publicados apresentam dados quantitativos sobre a durabilidade das superfícies com propriedades fotocatalíticas, sendo esse um dos principais gargalos para o maior desenvolvimento dessas técnicas (Gurol, 2006).
Por ser um processo simples e natural, que depende apenas da excitação de elétrons pela radiação incidente e posterior liberação da energia da bandagap, é de se esperar que não haja alteração de seu desempenho ao longo do tempo. Autores como Cassar (2004) e Vallée et al (2004), com base em estudos em ambiente laboratorial e em escala piloto, confirmaram que não há redução da atividade fotocatalítica ao longo do tempo. Porém, há contradições quanto à durabilidade do uso da técnica; trabalhos desenvolvidos por Rao et al (2004); Yu (2003) e Poon; Cheung (2007) apresentaram resultados contrários.
De uma maneira geral os resultados mostram que a redução do poder fotocatalítico está ligada à perda de área exposta à radiação ultravioleta, causada pela adesão de substâncias como chicletes e óleos ou de compostos resultantes do processo de oxidação (Demeestere et al, 2008). Além disso, para os produtos cimentícios, o processo de carbonatação dos compostos hidratados pode vir a ser responsável por uma importante redução no poder fotocatalítico em condições especiais (Lackhoff et al, 2003).
Conclusões
A fotocatálise apresenta um grande potencial em contribuir com a sustentabilidade do ambiente construído, pois permite reduzir a freqüência de limpezas com grande impacto em custos de manutenção. Essa técnica transforma os edifícios em células capazes de contribuir para a limpeza de poluentes nocivos existentes em seu entorno, como os compostos orgânicos voláteis (COVs) e os compostos de nitrogênio (NOx).
Diversas pesquisas e aplicações dos processos fotocatalíticos em materiais de construção estão sendo desenvolvidas em diferentes partes do mundo. No Brasil, os autores deste artigo estão desenvolvendo um estudo que tem como objetivo a criação de superfícies autolimpantes em materiais de construção porosos, e que permita reduzir a deposição e a degradação de poluentes atmosféricos, microrganismos e a pichação.
Para o desenvolvimento do estudo foram selecionados materiais porosos, os mais utilizados na execução de vedações externas, os quais são: telhas de fibrocimento sem amianto, materiais cerâmicos, placas de granito e argamassas mistas. A superfície desses materiais foi tratada de modo a apresentar propriedades fotocatalíticas as quais foram submetidos à radiação ultravioleta. Os resultados preliminares mostraram-se promissores e, além disso, os testes desenvolvidos permitiram aperfeiçoar a técnica fotocatalítica citada na literatura.
Flávio Maranhão, doutorando do Departamento de Construção Civil da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo e professor da Faculdade de Tecnologia e Ciências Exatas da Universidade São Judas Tadeu
Kai Loh, professor doutor do Departamento de Construção Civil da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
Vanderley Moacyr John, professor doutor do Departamento de Construção Civil da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
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