USO DE MORTEROS CATALÍTICOS SOBRE … DE... · USO DE MORTEROS CATALÍTICOS SOBRE PANELES, PARA EL ANÁLISIS DE ... generan nuevas propiedades en los materiales comunes de construcción

FACULT AD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL

USO DE MORTEROS CA TA LÍTICOS SOBRE

PA NELES, PA RA EL A NÁ LISIS DE LA REDUCCIÓN

DE PA RTÍCULA S CONTA MINA NTES EN EL A IRE

PERIODO: 2017-I

PROGRAMA ACADÉMICO: INGENIERIA CIVIL

ELABORÓ: IVONNE MELISA GONZÁ LEZ - 503616

DIRECTOR TRABAJO DE GRADO: ING. MA RISOL NEMOCÓN

ALTERNATIVA : TRA BA JO DE INVESTIGA CIÓN TECNOLÓGICA

1

USO DE MORTEROS CATALÍTICOS SOBRE PANELES, PARA EL ANÁLISIS DE LA REDUCCIÓN DE PARTÍCULAS CONTAMINANTES EN EL AIRE

IVONNE MELISA GONZÁLEZ CASTAÑO

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA


MODALIDAD TRABAJO DE INVESTIGACIÓN BOGOTÁ

2017






PERIODO: 2017-I





2

USO DE MORTEROS CATALÍTICOS SOBRE PANELES, PARA EL ANÁLISIS DE LA REDUCCIÓN DE PARTÍCULAS CONTAMINANTES EN EL AIRE

IVONNE MELISA GONZÁLEZ CASTAÑO

Trabajo de grado para optar por el título de

Ingeniera Civil

Directora

MARISOL NEMOCÓN RUIZ

Ingeniera Civil

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL

MODALIDAD TRABAJO DE INVESTIGACIÓN BOGOTÁ

2017






PERIODO: 2017-I





3






PERIODO: 2017-I





4

Nota de aceptación

_________________________________________

_________________________________________

_________________________________________

_________________________________________

_________________________________________

_________________________________________

_________________________________________

_________________________________________

______________________________________ Firma del Presidente del Jurado

______________________________________

Firma del Jurado

______________________________________

Firma del Jurado






PERIODO: 2017-I





5

A Dios mi Padre, por haberme dado la sabiduría y el amor por esta carrera, por

guiarme en este proceso y sustentarme cada día en estos años de formación profesional.

A mi Madre por ser mi mayor ejemplo de valentía y esfuerzo, por ser un pilar en mi

vida e inspirarme a ser mejor cada día. A la familia Morales Valderrama por su amor inagotable con el cual sembraron

esta semilla. A Daniel Felipe Guzmán Ovalle por su ayuda incondicional, por ser mi mano

derecha y apoyo en todo momento.

A mis familiares y amigos que me acompañaron en este tiempo.






PERIODO: 2017-I





6

AGRADECIMIENTOS

A la Ing. Marisol Nemocón por apoyar esta idea, guiarme en el desarrollo de este proyecto y creer en mí. Al Ing. Felipe Santamaría y su esposa por su valiosa ayuda y colaboración, las

cuales fueron fundamentales durante la ejecución de este proyecto. Sin ellas no habría sido posible realizarlo.

A la división de aire de la Secretaria Distrital de Ambiente. Al Ing. Yezid sierra y el Ing. Santiago Perilla






PERIODO: 2017-I





7

Resumen:

Este proyecto de grado se enfoca en la contaminación del aire y el uso de las nuevas

tecnologías en la construcción para combatir este problema que genera afectaciones no solo ambientales, sino en la salud humana, en la flora y la fauna. La nanotecnología, es una rama que se desprende de las nuevas tecnologías y que

se ha abierto paso en la industria de la construcción, por medio de la implementación de materiales y aditivos te tamaño nanométrico que mejoran y

generan nuevas propiedades en los materiales comunes de construcción como el acero, concretos, morteros, pinturas, etc. En este proyecto se elaboró un concreto y mortero adicionando el Dióxido de titanio

(TiO2), el cual actúa como un catalizador al combinarse con el cemento y los rayos ultra violeta, y su función principal es oxidar las partículas contaminantes

suspendidas en el aire, por lo cual se categoriza como un descontaminante. Adicionalmente, el TiO2 puede mejorar las propiedades del concreto. Para comprobar el efecto del TiO2 en el concreto, se elaboraron cuatro cilindros de

concreto común y de concreto adicionado, los cuales se fallaron en las edades típicas de falla y se compararon los resultados obtenidos.

De igual manera, se fabricó un mortero adicionado, el cual se colocó sobre paneles y se dejó expuesto ocho días en un área de monitoreo de aire, y con los datos obtenidos se realizó el análisis correspondiente. Palabras clave: Anatasa, catalítico, dióxido de titanio, partículas, rutilo.






PERIODO: 2017-I





8

Abstract:

This degree project focuses on air pollution and the new technologies employment

in construction to oppose this problem that causes not only environmental impacts, but also human health, vegetation and fauna. Nanotechnology is a branch that emerges from new technologies and has made its

own way in the construction industry, through the implementation of nanometric materials and additives that improve and generate new properties in common

building materials such as steel, concretes, mortars, paintings, etc. In this project a concrete and a mortar were made by adding titanium dioxide (TiO2), which acts as a catalyst when it is combined with cement and ultra violet rays, and

its main function is to oxidize suspended contaminating particles, that’s why is categorized as a decontaminant. Also, TiO2 can improve concrete’s properties.

To verify the TiO2 effects on the concrete, four cylinders of typical concrete and added concrete were elaborated, and these were tested at the typical ages of failure and the obtained results were compared.

In the same way, an added mortar was made, and it was placed on panels and then, left exposed for eight days in an air monitoring area, and with the data obtained the

corresponding analysis was performed. Key words: Anatase, catalytic, particles, rutile, titanium dioxide.






PERIODO: 2017-I





9

TABLA DE CONTENIDO

1 INTRODUCCIÓN ...................................................................................................... 1

2 ANTECEDENTES .................................................................................................... 2

3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................... 7

3.1 Descripción del problema........................................................................................ 7

3.2 Formulación del problema. ..................................................................................... 7

4 OBJETIVOS .............................................................................................................. 8

4.1 Objetivo general:....................................................................................................... 8

4.2 Objetivos específicos: .............................................................................................. 8

5 JUSTIFICACIÓN....................................................................................................... 8

6 DELIMITACIONES ................................................................................................... 9

6.1 Espacio:...................................................................................................................... 9

6.2 Tiempo: ...................................................................................................................... 9

6.3 Contenido:.................................................................................................................. 9

6.4 Alcance:...................................................................................................................... 9

7 MARCO DE REFERENCIA .................................................................................. 10

7.1 Marco teórico........................................................................................................... 10

7.2 Marco conceptual. .................................................................................................. 12

7.2.1 Fotocatálisis............................................................................................................. 13

7.2.2 Dióxido de Titanio................................................................................................... 15

7.2.3 Materiales Cementicios. (Cárdenas, 2012) ........................................................ 17

7.2.4 Nanopartículas de Dióxido de Titanio. (Cárdenas, 2012) ................................ 17

7.2.5 En la construcción. ................................................................................................. 19

7.3 Marco legal: ............................................................................................................. 20

8 METODOLOGÍA ..................................................................................................... 21

8.1 Tipo de estudio: ...................................................................................................... 21

8.2 Fuentes de información: ........................................................................................ 22

9 DISEÑO METODOLÓGICO. ................................................................................ 22

9.1 Cilindros: .................................................................................................................. 22






PERIODO: 2017-I





10

9.2 Mortero Catalítico: .................................................................................................. 26

10 CONCLUSIONES ................................................................................................... 59

10.1 Análisis de resultados mediciones del aire: ....................................................... 59

10.2 Análisis de resultados del concreto y mortero: .................................................. 60

11 RECOMENDACIONES.......................................................................................... 61

BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................. 62






PERIODO: 2017-I





11

LISTADO DE TABLAS

Tabla 1. Propiedades Físicas del TiO2........................................................................... 16

Tabla 2. Composición química del Cemento Pórtland ................................................ 17

Tabla 3. Dosificación concreto convencional................................................................ 23

Tabla 4. Dosificación concreto modificado.................................................................... 23

Tabla 5. Resistencia concreto Convencional ................................................................ 24

Tabla 6. Resistencia concreto Catalítico ....................................................................... 24

Tabla 7. Diferencia de cargas. ........................................................................................ 26

Tabla 8. Día 1 de medición del aire................................................................................ 31

Tabla 9. Día 2 de medición del aire ................................................................................ 34

Tabla 10. Día 3 de medición del aire. ............................................................................ 38

Tabla 11. Día 4 de medición............................................................................................ 41










PERIODO: 2017-I





12

LISTADO DE IMÁGENES

Imagen 1. Iglesia Dives de Misericordia - Roma ............................................................ 3

Imagen 2. Cité de la Musique - Francia ........................................................................... 3

Imagen 3. Sede Air France. Aeropuerto internacional de Roissy-Charles de Gaulle

................................................................................................................................................ 4

Imagen 4. Proyectos para la purificación del aire desarrollados en Asia y Europa.. 5

Imagen 5. Fotocatálisis..................................................................................................... 13

Imagen 6. Estructuras de Rutilo y Anatasa. .................................................................. 15

Imagen 7. Dióxido de Titanio. .......................................................................................... 19

Imagen 8. Mortero seco.................................................................................................... 27

Imagen 9. Dióxido de Titanio (TiO2) ............................................................................... 27

Imagen 10. Preparación mortero catalítico. .................................................................. 27

Imagen 11. Paneles. ......................................................................................................... 28

Imagen 12. Instalación panel 5 ....................................................................................... 28



Imagen 15. Instalación paneles 1 y 2............................................................................. 29

Imagen 16. Paneles instalados ....................................................................................... 30






PERIODO: 2017-I





13

LISTADO DE GRÁFICAS

Gráfica 1. Comparación de Resistencias ...................................................................... 25

Gráfica 2. Día 1 - PM 10 (eje X: micro gramo/m3; Eje Y: Horas).............................. 31

Gráfica 3. Día 1 – Ozono (eje X: ppb; Eje Y: Horas) .................................................. 32

Gráfica 4. Día 1 - PM 2.5 (eje X: micro gramo/m3; Eje Y: Horas)............................. 32

Gráfica 5. Día 1 - NOx ...................................................................................................... 33

Gráfica 6. Día 1 - NO ........................................................................................................ 33

Gráfica 7. Día 1 - NO2 ....................................................................................................... 34

Gráfica 8. Día 2 - PM 10................................................................................................... 35

Gráfica 9. Día 2 - PM 2,5.................................................................................................. 35

Gráfica 10. Día 2 - Ozono ................................................................................................ 36

Gráfica 11. Día 2 - NO ...................................................................................................... 36

Gráfica 12. Día 2 - NOX ................................................................................................... 37

Gráfica 13. Día 2 - NO2..................................................................................................... 37

Gráfica 14. Día 3 - PM 10................................................................................................. 38

Gráfica 15. Día 3 - PM 2,5 ............................................................................................... 39


Gráfica 17. Día 3 - NO ...................................................................................................... 40

Gráfica 18. Día 3 - NO2..................................................................................................... 40

Gráfica 19. Día 3 - NOX ................................................................................................... 41

Gráfica 20. Día 4 - PM 10................................................................................................. 42

Gráfica 21. Día 4 - PM 2,5 ............................................................................................... 42


Gráfica 23. Día 4 - NO ...................................................................................................... 43

Gráfica 24. Día 4 - NO2..................................................................................................... 44

Gráfica 25. Día 4 - NOX ................................................................................................... 44

Gráfica 26. Día 5 - PM 10................................................................................................. 45

Gráfica 27. Día 5 - PM 2,5 ............................................................................................... 46






PERIODO: 2017-I





14


Gráfica 29. Día 5 - NO ...................................................................................................... 47

Gráfica 30. Día 5 - NO2..................................................................................................... 47

Gráfica 31. Día 5 - NOX ................................................................................................... 48

Gráfica 32. Día 6 - PM 10................................................................................................. 49

Gráfica 33. Día 6 - PM 2,5 ............................................................................................... 49

Gráfica 34. Día 6 - Ozono. ............................................................................................... 50

Gráfica 35. Día 6 - NO ...................................................................................................... 50

Gráfica 36. Día 6- NO2...................................................................................................... 51

Gráfica 37. Día 6 - NOX ................................................................................................... 51

Gráfica 38. Día 7 - PM 10................................................................................................. 52

Gráfica 39. Día 7 - PM 2,5 ............................................................................................... 53


Gráfica 41. Día 7 - NO ...................................................................................................... 54

Gráfica 42. Día 7 - NO2 .................................................................................................... 54

Gráfica 43. Día 7 - NOX ................................................................................................... 55

Gráfica 44. Día 8 - PM 10. ............................................................................................... 56

Gráfica 45. Día 8 - PM 2,5 ............................................................................................... 56


Gráfica 47. Día 8 - NO. ..................................................................................................... 57

Gráfica 48. Día 8 - NO2 .................................................................................................... 58

Gráfica 49. Día 8 – NOX. ................................................................................................. 58






PERIODO: 2017-I





15

GLOSARIO

CATÁLISIS: Significa disolución y acabamiento. Es el proceso por el cual se puede

acrecentar la velocidad de una reacción química, dado por la participación de una

sustancia llamada catalizador. (http://conceptodefinicion.de/catalisis/) CATALIZADOR: Es una unidad de cambio que al colocarse en medio de un

proceso, constituye un giro en el camino hacia la dirección que tenía como destino original. Un catalizador se le podría definir como al operador de una función

matemática, el cual al ser interpuesto entre dos funciones con objetivos específicos, se les altera su destino, llegando así, a una tercera función con el cambio realizado

por el catalizador. El termino propiamente dicho carece de semántica popular, la etimología del mismo indica que es una palabra técnica empleada en ramas como la ingeniería, la química, la biológica y la electrónica, ya que es aquí donde se

estudia a fondo los fenómenos y consecuencias cuando a determinados procesos se les altera mediante el uso de catalizadores de prueba. (http://conceptodefinicion.de/catalizador/)

CONCRETO: Es una mezcla de piedras, arena, agua y cemento que al solidificarse

constituye uno de los materiales de construcción más resistente para hacer bases y paredes. (http://conceptodefinicion.de/concreto/) DIÓXIDO DE TITANIO (TiO2): El titanio, el noveno elemento más común en la

corteza terrestre, es un metal que se encuentran comúnmente en las plantas y los

animales. El titanio interactúa de forma natural con el oxígeno para formar óxidos de titanio, que se encuentran comúnmente en los minerales, polvos, arenas y suelos autóctonos. (https://www.chemicalsafetyfacts.org/es/dioxido-de-titanio/)

Dióxido de titanio es un compuesto químico cuya fórmula es TiO2. Entre otras cosas,

es utilizado en procesos de oxidación avanzada fotocatalizada. Además se usa como pigmento blanco. (https://www.ecured.cu/%C3%93xido_de_titanio_IV) MORTERO: Es una mezcla plástica obtenida con un Conglomerante (como la cal,

el cemento o el yeso), arena y agua, que sirven para unir las piedras o ladrillos y

también para revestirlos con enlucidos o revoques. (http://www.construmatica.com/construpedia/Morteros) PARTÍCULAS SUSPENDIDAS: son partículas sólidas y liquidas suspendidas en el

aire, producidas por los automóviles, la combustión del carbón, entre otros.

Las partículas en suspensión (PM, del inglés Particulate Matter) son las articulas suspendidas en el aire, la mayor parte de ellas son peligrosas y pueden afectar el aparato respiratorio. (http://archivo.eluniversal.com.mx/notas/461326.html)






PERIODO: 2017-I





1

1 INTRODUCCIÓN

El aire puede estar contaminado con una amplia variedad de partículas de índole muy diversa, como polvo, polen, hollín, humo y pequeñas gotas. Muchas de ellas

pueden ser perjudiciales para la salud, sobre todo las partículas de tamaño muy reducido que pueden penetrar en los pulmones. (OMS, 2004)

La nanotecnología ha mostrado un desarrollo revolucionario en diferentes campos como la salud, la construcción, el medio ambiente, la electrónica, entre otros. Las

propiedades de los materiales y tecnologías a escala nanométrica han demostrado ser superiores a las de nivel micro o macroscópico, por lo tanto, presentan grandes ventajas que proporcionalmente están siendo incorporadas para mejorar la vida

diaria del ser humano. (Cárdenas, 2012)

La fotocatálisis se encuentra incluida de manera implícita en la nanotecnología. Es una catálisis activada por radiación que presenta ciertas reacciones químicas altamente aprovechables como la descontaminación ambiental, pues los

fotocatalizadores pueden degradar compuestos orgánicos nocivos para el medio ambiente (CO2, NOx, SOx, VOC’s, bacterias), incluso para la salud humana y

animal, en ciertas concentraciones. (Cárdenas, 2012) El Dióxido de Titanio es un fotocatalizador que presenta actividad fotocatalítica al

irradiarlo con luz ultravioleta (Cárdenas, 2012). Le da al concreto la capacidad de autolimpieza, acelera la hidratación a edad temprana del cemento, incrementa las resistencias a compresión, flexión y a la abrasión, y elimina agentes contaminantes

en el medio ambiente como NOx y CO2. (Cornejo, 2015).

Por ser un material químicamente estable, no tóxico y relativamente económico (Cárdenas, 2012), se postula como componente para crear nuevos concretos autolimpiantes y descontaminantes. Concretos catalíticos.

Los concretos catalíticos por sus propiedades, pueden ser implementados en varias

estructuras como fachadas, pavimentos, andenes y demás; y ya que su principal función es eliminar las partículas contaminantes del aire, en este trabajo de proyecto de grado se “propone” su aplicación en fachadas por estar directamente expuestas

al medio ambiente.






PERIODO: 2017-I





2

2 ANTECEDENTES

Uno de los retos más importantes que enfrenta la industria de la construcción en el siglo XXI es el desarrollo de materiales sostenibles, funcionales y favorables al

medio. Esto ha llevado al desarrollo de los materiales fotocatalizadores; son compuestos que “absorben” la luz, facilitan una reacción química y se regeneran en el proceso.

La investigación sobre el efecto fotocatalítico actuando de manera sinérgica con las

materias primas de construcción está en progreso. Según los últimos ensayos, gracias a las reacciones químicas de los elementos fotocatalíticos con los contaminantes atmosféricos, un edificio considerado 100% fotocatalítico, podría

eliminar casi el 89% de las partículas de NOx de su entorno; el costo básico de dichos materiales es de un 5-10% mayor que los convencionales.

La aplicación más famosa se hizo en la iglesia "Dives de Misericordia" en Roma (imagen 1). Dado que uno de los requisitos era el mantenimiento del color, se

llevaron a cabo una serie de ensayos sobre mezclas de concreto y la iglesia fue inaugurada en 2002.

Otros dos importantes edificios pioneros, construidos a partir de materiales foto-catalíticos son:

- Escuela en Mortara, Italia - 1999

- Cité de la Musique en Chambéry, Francia, - 2000. (imagen 2).

En todos los casos el mantenimiento del color se logró sin problemas, pero lo más

significativo fue que mejoró considerablemente el nivel de contaminación del aire en las áreas circundantes a dichas construcciones. (econocticias.com, 2015)






PERIODO: 2017-I





3

Imagen 1. Iglesia Dives de Misericordia - Roma

Fuente: econoticias.com, 2015.

Imagen 2. Cité de la Musique - Francia

Fuente: econoticias.com, 2015.






PERIODO: 2017-I





4

La sede de Air France en el aeropuerto internacional de Roissy-Charles de Gaulle (imagen 3), cerca de París, está ubicado en un lugar que presenta un alto nivel de

contaminación. La implementación de concreto catalítico en su fachada -concreto blanco- ha mantenido su color, mostrando excelentes resultados. (Silva, 2016).

Imagen 3. Sede Air France. Aeropuerto internacional de Roissy-Charles de Gaulle

Fuente: Galed & Asociados Constructora






PERIODO: 2017-I





5

Otras aplicaciones:

A demás de Europa, en Asia también se tienen aplicaciones para la purificación del aire (imagen 4).

Imagen 4. Proyectos para la purificación del aire desarrollados en Asia y Europa

Fuente: Pontificia Universidad Javeriana – Ing. Aníbal Maury

En la imagen 4:

- a-b: Adoquines con adición de TiO2 instalados en una zona peatonal del centro

de Hong Kong (Yu, 2003).

- c: Túnel vehicular con recubrimiento de TiO2 en el centro de Bruselas.

- d: Adoquines con adición de TiO2 instalados en la zona de circulación de

vehículos en una vía de Amberes (Boonen and Beeldens, 2014).

Aunque en Colombia la nanotecnología es un tema poco conocido y por esta razón, actualmente no se aplica en la construcción, existen estudios desarrollados como:






PERIODO: 2017-I





6

- EVALUACIÓN DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y FOTOCATALÍTICAS DE

CEMENTO ADICIONADO CON NANOPARTÍCULAS DE DIÓXIDO DE TITANIO.

Tesis presentada por la Ingeniera Física Carolina Cárdenas Ramírez, como requisito parcial para optar al título de: Magíster en Ingeniería-Materiales y

Procesos. En la Universidad Nacional de Colombia en el año 2012.

- ¿EXISTEN CONCRETOS QUE PURIFICAN EL AIRE URBANO Y SE LIMPIAN POR SÍ MISMOS?

Estudio desarrollado por el Ingeniero Civil Aníbal Maury. A causa de su Maestría en Materiales de Ingeniería, se ha dedicado a la investigación y desarrollo de concretos

fotocatalíticos durante 10 años en la Pontificia Universidad Javeriana.

De igual manera, se han elaborado una gran variedad de artículos en alusión a las ventajas que produce la fotocatálisis en el concreto, artículos como:

El concreto y su papel en la construcción de espacios.

Construdata

Aplicaciones de la nanotecnología a la industria de la construcción.

nuevastecnologiasymateriales.com

Nanotecnología y concreto. Revista CYT (Digital)






PERIODO: 2017-I





7

3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

3.1 Descripción del problema.

¿Es apropiado y viable implementar la nanotecnología por medio de morteros catalíticos aplicados en superficies, con el fin de disminuir las partículas contaminantes en el aire?

3.2 Formulación del problema.

La elaboración de concretos catalíticos requiere una serie de procedimientos diferentes a las de un concreto común.

Por su composición que adiciona fotocatalizadores en forma de nanopartículas de Dióxido de Titanio, el diseño de un concreto catalítico requiere tener en cuenta las

reacciones que genera el dióxido de titanio con el agua y los rayos UV. Sin embargo, las propiedades que produce este fotocatalizador al concreto reflejan

que son mucho más favorables para cualquier estructura, así como en los gastos futuros en los que comúnmente se incurren, pues al ser más resistentes, flexibles y

autolimpiantes, disminuyen los costos de mantenimientos y reparaciones, así como sus periodos.

Esta nanotecnología, además de permitir construir estructuras más duraderas y económicas, también permite contribuir con la descontaminación ambiental.

Las ventajas que ofrece la nanotecnología no se limitan únicamente al mejoramiento de las estructuras o la producción de nuevos concretos.

Como se evidencia en los antecedentes, la nanotecnología que se ha implementado en construcciones de algunos países alrededor del mundo, ha mostrado un comportamiento favorable con el medio ambiente, pues ha disminuido la

concentración de las partículas suspendidas en el aire que generan afectaciones respiratorias y enfermedades, y las que causan el incremento del calentamiento

global. Al hablar de nanotecnología aplicada en la construcción, se habla de una nueva

alternativa que abre un camino lleno de ventajas; ventajas que se reflejan casi de forma inmediata en esta industria, pues permite optimizar materiales, gastos,

procesos y, sobre todo, tiempo; y ventajas que a futuro se reflejarán en el mejoramiento de la calidad de vida.






PERIODO: 2017-I





8

4 OBJETIVOS

4.1 Objetivo general:

- Evaluar el comportamiento y reacción de un mortero catalítico con las

partículas contaminantes suspendidas en el aire.

4.2 Objetivos específicos:

- Comparar la resistencia de un concreto catalítico y un concreto convencional.

- Comparar las mediciones de NOx, SOx y CO2 de la estación de monitoreo del aire de Las Ferias (Secretaría Distrital de Ambiente), antes y después de

la aplicación del mortero catalítico.

- Determinar la funcionalidad del mortero catalítico en cuanto a la reducción de las partículas suspendidas en el aire.

5 JUSTIFICACIÓN

Indiscutiblemente, uno de los problemas más amenazantes actualmente es la contaminación en el aire. Sin importar la fuente que la genere, esta contaminación está causando efectos contraproducentes para la población humana.

La principal responsabilidad que reposa sobre el Ingeniero Civil, es velar y trabajar por el buen desarrollo de un lugar para el bienestar de la población; por lo tanto, no

puede ignorar este problema que aumenta proporcionalmente con el avance de la industria.

Teniendo en cuenta que ahora la tecnología permite crear soluciones a este grave problema por medio de la nanotecnología, el Ingeniero Civil debe hacer uso de ella

incluyéndola en su ejercicio profesional.

La producción e implementación de concretos catalíticos no solo brinda la posibilidad de desarrollar estructuras inteligentes y “autosuficientes”, también abre una puerta que permite al Ingeniero Civil hacer parte de la solución a este problema,

impidiendo el incremento de la contaminación en el aire, reduciendo los niveles de partículas contaminantes en el medio ambiente (uno de los causantes del

calentamiento global); lo cual significa que el Ingeniero Civil cumple con su responsabilidad de forma íntegra.






PERIODO: 2017-I





9

6 DELIMITACIONES

6.1 Espacio:

Para desarrollar este proyecto de grado, se debe contar con un espacio que permita

no solamente la aplicación de un mortero catalítico, sino que también sea accesible para realizar las mediciones de las partículas suspendidas en el aire. En el anteproyecto se propuso aplicar el mortero catalítico y medir los componentes

del aire en la sede 13 de la Universidad Católica de Colombia, pero debido a que no se contaban con los equipos necesarios para las mediciones, el desarrollo de

este proyecto se re direccionó según las fuentes de información sobre el aire, para este caso de la Secretaria Distrital de Ambiente (SDA). Por lo anterior, este proyecto se desarrolló en la estación de monitoreo de “Las

Ferias” perteneciente a la Red de Monitoreo del Aire, de la SDA.

6.2 Tiempo:

El tiempo es la principal delimitación que se presenta en este proyecto. Debido a

que las mediciones de los componentes del aire se deben realizar con los equipos de monitoreo de la SDA y adicionalmente se debe medir en un periodo amplio para

poder obtener una base de datos confiable, conseguir la información y permisos de la SDA, en cuanto a datos de monitoreo y ubicación del mortero catalítico, tomó más de un mes. Esto generó atrasos tanto en la obtención de información como en la

medición, lo que es contraproducente para el desarrollo del proyecto, teniendo en cuenta el cronograma entregado por el departamento.

6.3 Contenido:

Determinar por medio de comparaciones la descontaminación que genera el TiO2 al ser utilizado como catalizador en concretos y morteros, y su efecto en las propiedades de los mismos.

6.4 Alcance:

El alcance de este proyecto de investigación es realizar pruebas para la comprobación de la teoría de morteros catalíticos que se relacionan con la

Nanotecnología aplicada a la construcción, que contribuyen a la descontaminación del aire. Con este fin, se contempla el diseño de una mezcla de mortero empleando

el TiO2, para generar un mortero catalítico y aplicarlo en una superficie cercana a una estación de la red de monitoreo del aire de la SDA, y con la medición diaria de






PERIODO: 2017-I





10

los componentes del aire, poder realizar una comparación de la mismas para determinar si funciona el mortero catalítico.

7 MARCO DE REFERENCIA

7.1 Marco teórico.

La nanotecnología se refiere a la manipulación en forma precisa de los átomos y

moléculas para la fabricación de productos a macroescala; también es referida como nanotecnología molecular. Una descripción más generalizada de la

nanotecnología fue establecida por la Iniciativa Nanotecnológica Nacional, que define la nanotecnología como la manipulación de la materia con al menos una dimensión del tamaño de entre 1 a 100 nanómetros. (Muñetones, 2015)

Esta definición refleja que los efectos de la mecánica cuántica son importantes a esta escala del dominio y, así, la definición cambió desde una meta tecnológica

particular a una categoría de investigación incluyendo todos los tipos de investigación y tecnologías que tienen que ver con las propiedades especiales de la materia que ocurren bajo cierto umbral de tamaño. (Muñetones, 2015)

Nano es un prefijo griego que indica una medida (10-9 = 0,000 000 001), no un

objeto; de manera que la nanotecnología se caracteriza por ser un campo esencialmente multidisciplinar, y cohesionado exclusivamente por la escala de la materia con la que trabaja. La nanotecnología definida por el tamaño es

naturalmente un campo muy amplio, que incluye diferentes disciplinas de la ciencia tan diversas como la ciencia de superficies, química orgánica, biología molecular, física de los semiconductores, microfabricación, etc. (Saini, Sain y Sharma; 2010)

Las investigaciones y aplicaciones asociadas son diversas, yendo desde

extensiones de la física de los dispositivos hasta aproximaciones completamente nuevas basadas en el auto ensamblaje molecular. Desde el desarrollo de nuevos materiales con dimensiones nanoescaladas, al control directo de la materia a escala

atómica. Actualmente los científicos debaten el futuro de las implicaciones de la

nanotecnología. Pues puede ser capaz de crear nuevos materiales y dispositivos con un vasto alcance de aplicaciones, tales como en la medicina, electrónica, biomateriales y la producción de energía. (Buzea, Pacheco, y Robbie, 2007)

El ganador del premio Nobel de Física de 1965, Richard Feynman, fue el primero

en hacer referencia a las posibilidades de la nanociencia y la nanotecnología en un discurso que dio en el Caltech (Instituto Tecnológico de California) el 29 de diciembre de 1959, titulado “En el fondo hay espacio de sobra” (There's Plenty of

Room at the Bottom), en el que describe la posibilidad de la síntesis vía la






PERIODO: 2017-I





11

manipulación directa de los átomos. El término "nanotecnología" fue usado por primera vez por Norio Taniguchi en el año 1974, aunque esto no es ampliamente

conocido. (Kazlev y Alan, 2003).

Inspirado en los conceptos de Feynman, en forma independiente K. Eric Drexler usó el término "nanotecnología" en su libro del año 1986 “Motores de la Creación: La Llegada de la Era de la Nanotecnología” (en inglés: Engines of Creation: The

Coming Era of Nanotechnology), en el que propuso la idea de un "ensamblador" a nano escala que sería capaz de construir una copia de sí mismo y de otros

elementos de complejidad arbitraria con un nivel de control atómico. Así, el surgimiento de la nanotecnología como un campo en la década de 1980

ocurrió por la convergencia del trabajo teórico y público de Drexler, quien desarrolló y popularizó un marco conceptual para la nanotecnología, y los avances

experimentales de alta visibilidad que atrajeron atención adicional a amplia escala a los prospectos del control atómico de la materia. (Kazlev y Alan, 2003)

Por ejemplo, la invención del microscopio de efecto túnel en el año 1981 proporcionó una visualización sin precedentes de los átomos y enlaces individuales, y fue usado

exitosamente para manipular átomos individuales en el año 1989. Los desarrolladores del microscopio Gerd Binnig y Heinrich Rohrer del IBM Zurich Research Laboratory (en castellano: Laboratorio de Investigación Zurich IBM)

recibieron un Premio Nobel en Física en el año 1986. (Binnig y Rohrer, 1986) En diferentes sectores industriales el uso de la nanotecnología ha sido

implementado con resultados positivos y sorprendentes, y el sector de la construcción no ha sido la excepción. Los principales avances que se han dado en

la construcción son principalmente en el ámbito científico. Un ejemplo de ello es el creciente interés en el estudio de la nanociencia de los materiales cementantes con un aumento del conocimiento y comprensión de los fenómenos a nanoescalas.

Lo anterior significa que el concreto puede ser modificado mediante la incorporación

de nanomateriales para controlar el comportamiento adicionando nuevas propiedades, o mediante la modificación de moléculas en las partículas de cemento, agregado y aditivos para aportar nuevas funcionalidades.

Los aditivos químicos son parte fundamental de los avances tecnológicos en materia

molecular. Los cuales generan reacciones en los materiales de acuerdo a las aplicaciones de estos. (Construcción y tecnología en concreto-Revista indexada “Nanotecnología, la nueva tendencia del concreto”, 2016)

Dentro del amplio mundo de la nanotecnología se incluye la fotocatálisis, que es una catálisis activada por radiación en donde se presentan ciertas reacciones

químicas altamente aprovechables en temas como la descontaminación ambiental,






PERIODO: 2017-I





12

pues los fotocatalizadores pueden degradar compuestos orgánicos nocivos (CO2, NOx, SOx, VOC’s, bacterias) para el medio ambiente, e incluso para la salud

humana y animal, en ciertas concentraciones.

Dentro de los fotocatalizadores más estudiados se encuentran las nanopartículas de dióxido de titanio, que presentan actividad fotocatalítica al irradiarlas con luz ultravioleta. Al ser un material químicamente estable, no tóxico y relativamente

económico se ha convertido en foco de atención de la comunidad científica para su posible aplicación en diferentes áreas. Una de ellas es la aplicación en materiales

para la construcción basados en cemento, en donde el objetivo que se pretende es el de obtener materiales compuestos con propiedades bactericidas, autolimpiantes y descontaminantes. (Cárdenas, 2012)

Los fotocatalizadores más usados son ZnO, CdS, Fe2O3, TiO2 y el WO3.Entre ellos,

el TiO2 es químicamente muy estable, no es tóxico y presenta un costo relativamente menor en comparación con los demás. Es así como la adición de nanopartículas de TiO2 en materiales de la construcción, por su propiedad

fotocatalítica, ayuda a la degradación de contaminantes hallados en el aire (Enviromental, 2008), en el agua (Fujishima, Zhang, yTryk, 2007), descomposición

de bacterias “efecto bactericida” (Rajagopal, 2006) y efectos de autolimpieza (Ruot, 2009) que evitan que el polvo y las manchas se queden adheridas a las superficies de las construcciones. (Sánchez y Sobolev, 2010).

La fotocatálisis hace posible que materiales convencionales usados en la construcción, como el concreto, los pavimentos, las baldosas cerámicas, el vidrio,

el cemento, las pinturas y el estuco, entre otros, adquieran nuevas propiedades y usos. (Cárdenas, 2012)

7.2 Marco conceptual.

“La nanotecnología es una disciplina incipiente que será de vital importancia en el futuro inmediato. Una de las profesiones más demandadas será la de ingeniero

nanotecnólogo, que serán personas que conozcan a fondo la construcción y que tengan conocimientos de nanotecnología, lo cual les permita usar nuevas herramientas y técnicas, que serán cada vez más pequeñas y menos costosas.

Además, todos los técnicos especializados en manipular instrumentos nanotecnológicos, en todo tipo de industrias, tendrán un sitio bien remunerado en el

mercado laboral”. Arq. Jesús Cervantes Herrera.






PERIODO: 2017-I





13

7.2.1 Fotocatálisis.

La fotocatálisis es una reacción catalítica que implica la absorción de luz solar por parte de un catalizador o un sustrato, consistente en un material semiconductor.

(Miguel, 2011)

Existen dos tipos de catálisis, la homogénea y la heterogénea. La catálisis heterogénea se caracteriza porque los catalizadores usados son insolubles en el medio en el que ocurre la reacción, así que las reacciones, de líquidos o gases,

suceden en la superficie. Caso contrario a la catálisis homogénea en donde el catalizador se disuelve en el medio donde se encuentra y por lo tanto todos los sitios

están disponibles para que ocurra la reacción (Hamilton y Tooze, 2006). A su vez, dentro de los tipos de catálisis heterogénea se encuentra la llamada fotocatálisis (imagen 5), es decir una catálisis que ocurre bajo radiación. (Cárdenas, 2012)

Imagen 5. Fotocatálisis

Fuente: Introducción a la Fotocatálisis y su aplicación en la construcción Este proceso es muy estudiado a nivel mundial pues se puede emplear en

aplicaciones de gran valor como lo es la limpieza ambiental, donde la fotocatálisis ayuda a degradar los compuestos nocivos para el medio ambiente asociados al

calentamiento global, como lo son las altas concentraciones de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera, la lluvia ácida debida a los óxidos de nitrógeno (NOx) y los óxidos de azufre (SOx) de la combustión de combustibles fósiles. (Kaneko y Okura,

2002) Para que existan las reacciones de fotocatálisis heterogénea deben estar presentes

tres componentes: (Lasa, Serrano y Salaices, 2005)






PERIODO: 2017-I





14

1. Un fotón emitido de cierta longitud de onda específica.

2. Una superficie catalítica, usualmente un material semiconductor. 3. Un agente fuertemente oxidante, generalmente es oxígeno.

Los procesos de fotocatálisis heterogénea inician cuando un fotón de energía igual o mayor que la energía de la banda prohibida del fotocatalizador (semiconductor)

alcanza la superficie del mismo, resultando en una excitación molecular. Esta excitación molecular deriva en la generación de electrones móviles en la banda de

conducción y de huecos en la banda de valencia del catalizador, es decir, que se generan pares electrónhueco.

Esta generación es típica de semiconductores como el TiO2, especialmente a tamaño nanométrico.

Los electrones y huecos generados pueden migrar a la superficie del semiconductor llevando a cabo una transferencia electrónica con las sustancias adsorbidas en la

superficie de la partícula. Por una parte, los electrones reducen a un aceptor de electrones (normalmente

oxígeno), y por otra, los huecos pueden aceptar un electrón de una especie dadora de electrones, de manera que esta especie se oxida. (Cárdenas, 2012)

Existen diversos materiales semiconductores que pueden ser utilizados como fotocatalizadores ya que poseen una diferencia de energía entre la banda de valencia y la de conducción adecuada para que se produzcan las reacciones

fotocatalíticas (reducción del oxígeno y oxidación del agua adsorbida) como por ejemplo el TiO2, ZnO, CdS, Fe2O3 y WO3 (Carp, Huisman y Reller, 2004). Sin

embargo, el TiO2, debido a su estabilidad en solución acuosa, baja toxicidad y bajo costo en comparación con otros semiconductores, es el más ampliamente utilizado.

Las primeras investigaciones sobre la actividad fotocatalítica de este material se llevaron a cabo en 1972 por Fujishima et al, quienes estudiaron una celda con un

electrodo de TiO2 y lograron realizar, por primera vez, la electrólisis del agua (Fujishima y Honda, 1972).

La estructura original o composición química de los materiales semiconductores no cambia, si la misma cantidad de electrones y huecos son empleados para las

reacciones químicas y/o la recombinación, de aquí que sean fotocatalizadores . (Cárdenas, 2012)

Estos materiales fotocatalizadores se activan con luz ultravioleta y reaccionan con agua y oxígeno en el aire, generando especies muy reactivas (oxidantes) capaces






PERIODO: 2017-I





15

de destruir agentes contaminantes como por ej. Compuestos orgánicos volátiles, óxidos de nitrógeno, bacterias, etc.

Las propiedades del dióxido de titanio (TiO2) son: (Miguel, 2011)

Elevada eficiencia fotocatalítica

Bajo coste

Relativa estabilidad

Baja toxicidad

Varias estructuras cristalinas (rutilo y anatasa – imagen 6) Imagen 6. Estructuras de Rutilo y Anatasa.

Fuente: Introducción a la Fotocatálisis y su aplicación en la construcción.

El TiO2 presenta mayor actividad fotocatalítica en su forma cristalina denominada Anatasa. (Miguel, 2011)

7.2.2 Dióxido de Titanio.

El titanio es el primer elemento del bloque de los elementos de transición y posee cuatro electrones de valencia, 3d24s2. El estado de oxidación más estable y común es titanio (IV) y los compuestos cuyo estado de oxidación es menor (I, 0, II y III) son

muy fácilmente oxidados a TiIV por el aire, el agua u otros reactivos. La energía necesaria para eliminar cuatro electrones es muy grande, de manera que el ion Ti4+

no tiene existencia real; generalmente los compuestos Ti IV son de naturaleza covalente (Cotton y Wilkinson, 1973).

El titanio posee una red cristalina hexagonal compacta y es semejante a otros metales de transición como el hierro y el níquel porque es duro, refractario (punto






PERIODO: 2017-I





16

de fusión= 1680 ± 10 °C, punto de ebullición=3260 °C) y buen conductor térmico y eléctrico. Sin embargo, es muy liviano en comparación con otros metales de

propiedades mecánicas y térmicas similares y extremadamente resistente a cierta clase de corrosión, por lo cual se emplea para aplicaciones especiales en turbinas,

equipo para la industria química y equipos marinos. La resistencia a la corrosión es una de sus propiedades tecnológicas más importantes pues el titanio no es atacado por ácidos minerales a temperatura ambiente y tampoco por soluciones acuosas

alcalinas en caliente. (Cárdenas, 2012).

En la naturaleza el titanio es muy abundante, sin embargo no se encuentra en estado puro sino en forma de óxidos, como por ejemplo el dióxido de titanio (TiO2) y la ilmenita (FeO.TiO2). Dentro del dióxido de titanio se conocen tres modificaciones

cristalinas: rutilo, anatasa y brookita. Las tres se encuentran en la naturaleza, siendo el rutilo la más común.

En el rutilo, el titanio está coordinado en forma octaédrica, mientras que en la anatasa y la brookita los átomos de titanio se organizan con octaedros muy distorsionados de átomos de oxigeno alrededor, dos de ellos relativamente cerca.

Estudios termoquímicos han demostrado que la anatasa es de 2 kcal a 3 kcal más estable que el rutilo, haciendo de esta forma la más estable del TiO2. Bajo el nombre

de blanco de titanio, el óxido tiene aplicación comercial como pigmento blanco. Las formas que se encuentran en la naturaleza son generalmente coloreadas, incluso negras, debido a la presencia de impurezas como por ejemplo hierro (Cotton y

Wilkinson, 1973). En la Tabla 1 se presenta un resumen de las propiedades físicas generales de las fases del óxido de titanio. (Cárdenas, 2012)

Tabla 1. Propiedades Físicas del TiO2

Fuente: Colorado, U., 2010 - Estructura mineral y grupo de datos propios del TiO2

(citado en Agosto 22 de 2010)






PERIODO: 2017-I





17

7.2.3 Materiales Cementicios. (Cárdenas, 2012)

Las aplicaciones de nanopartículas con propiedades fotocatalíticas comprenden la fabricación de un amplio rango de materiales compuestos, en donde la cerámica, el

vidrio y los polímeros son adicionados o recubiertos con las nanopartículas para obtener un material final con propiedades especiales. En el presente trabajo se propone la aplicación específica de adicionar dichas nanopartículas en materiales a

base de cemento Pórtland blanco. A continuación se presentan algunos conceptos básicos relativos a los cementos.

El cemento hidráulico es un material inorgánico, o una mezcla de materiales inorgánicos, que fragua y desarrolla resistencia mecánica por medio de una reacción química con el agua que forma productos capaces de endurecer, aun

sumergido. El conglomerante hidráulico más importante es el cemento Pórtland (Candarelli, 2008.), (Jiménez, García y Morán., 2002), cuya composición química

típica se presenta en la Tabla2. Tabla 2. Composición química del Cemento Pórtland

Fuente: Cementos, concreto, bases de construcción y materiales de construcción – Candarelli, 2008.

7.2.4 Nanopartículas de Dióxido de Titanio. (Cárdenas, 2012)

En general, son muchas las opciones y los materiales en escala nanométrica que

se han estudiado para mejorar las propiedades físicas (resistencia a la compresión, al desgaste) y químicas (resistencia a los ácidos, a las bacterias, al polvo, etc.) de

los materiales de construcción. Sin embargo uno de los más interesantes es el dióxido de titanio.






PERIODO: 2017-I





18

Usualmente, a nivel micrométrico, se emplea como pigmento blanco para pinturas, cosméticos y en la industria de los alimentos pero, a escala nanométrica, presenta

una alta actividad fotocatalítica (Pimpinelli, de Marco y Locatelli), (Balauru y Chong 2006), (El proyecto sobre nanotecnologías emergentes), que lo hace ideal para

aplicaciones de purificación ambiental (Paz, 2008) y la descontaminación en aguas (Fujishima, Zhang y Truk, 2007).

En comparación con otros materiales fotocatalíticos, su uso en materiales para la construcción se debe a que es relativamente económico, seguro y químicamente

estable, presenta una alta actividad fotocatalítica en comparación con otros fotocatalizadores de óxidos metálicos, es compatible con los materiales tradicionales para la construcción como el cemento (sin cambiar el desempeño

original de los mismos) y es efectivo bajo la radiación solar (Chen y Poon, 2009).

El uso de estos materiales en la construcción data de principios de los 90 y se han empleado tanto en aplicaciones exteriores como interiores, tales como morteros de cemento, baldosas, bloques de pavimento, pinturas, recubrimientos, vidrio y PVC.

(Cárdenas, 2012)

El dióxido de titanio presenta una gran versatilidad pues, según la fase cristalina en la que se encuentre (anatasa, rutilo o brookita) exhibe distintas propiedades físicas que conllevan a diferentes aplicaciones. Materiales de anatasa se usan

ampliamente para eliminar productos de la contaminación (polución), mientras que nanomateriales de rutilo presentan aplicaciones importantes en el campo de las celdas solares y los sensores de gas, entre otros. Algunos autores han encontrado

que una mezcla entre las fases anatasa y rutilo pueden presentar una mayor actividad fotocatalítica que si sólo se tuviera la fase anatasa. Sin embargo, aún no

es muy claro el mecanismo o la razón por la cual se presenta este fenómeno, en donde aparentemente la velocidad de recombinación de los pares electrón-hueco es menor, haciendo mucho más eficiente la actividad fotocatalítica. (Cárdenas,

2012)






PERIODO: 2017-I





19

Imagen 7. Dióxido de Titanio.

Fuente: Nuevas tecnologías y materiales.

7.2.5 En la construcción. A nivel de la construcción se ha estudiado el uso de nanopartículas de TiO2, especialmente en su fase anatasa, en productos cementicios debido a la acción

fotocatalítica que presentan para disminuir la contaminación y mantener las superficies libres de hongos y mohos por el comportamiento altamente hidrofílico

que presentan. Igualmente hay estudios que evalúan la resistencia mecánica de los productos cementicios con adición de nanopartículas de dióxido de Titanio, ya sea a la tracción, a la compresión o al desgaste sobre todo en el uso de pavimentos de

concreto. No obstante, es importante resaltar que estudios de la incidencia del tiempo de curado de los materiales cementicios en la actividad fotocatalica no ha

sido ampliamente estudiada o tenida en cuenta, así como métodos adecuados de dispersión de las nanopartículas en medios alcalinos y decaracterización de las mismas. (Cárdenas, 2012)

En la industria de la construcción se puede pensar en dos aproximaciones del uso

de dichas nanopartículas. La primera consiste en introducir nanopartículas de TiO2, en su mayoría anatasa, en materiales a base de cemento para obtener materiales multifuncionales con propiedades autolimpiantes y con una alta capacidad de

degradación de compuestos orgánicos presentes en el agua o en el aire. La segunda aproximación, consiste en realizar recubrimientos sobre sustratos

cerámicos usados en la construcción que finalmente cumplan las mismas propiedades que las obtenidas en el primer enfoque. Es de resaltar que cualquiera de estas dos rutas presenta grandes retos a nivel de una adecuada dispersión de

las nanopartículas en la matriz empleada, la determinación del porcentaje óptimo de adición y la cuantificación de las propiedades finales del material obtenido; este






PERIODO: 2017-I





20

último aspecto se debe a que no existen metodologías de evaluación pre-establecidas.

(Fuente principal: EVALUACIÓN DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y

FOTOCATALÍTICAS DE CEMENTO ADICIONADO CON NANOPARTÍCULAS DE DIÓXIDO DE TITANIO – Ing. Carolina Cárdenas Ramírez, 2012)

7.3 Marco legal:

La aplicación de la nanotecnología en Colombia no se ha desarrollado e implementado en los campos en los que ella puede trabajar.

En el área de la construcción, aunque se han realizado estudios e investigaciones, no se han realizado construcciones con aplicaciones de nanotecnología.

La RED NANO COLOMBIA, (Red Colombiana de nanociencia y nanotecnología) es la entidad encargada de los estudios, avances e investigaciones que se desarrollan

en el país sobre nanociencia y nanotecnología. En su misión establecen las finalidades:

- Facilitar la articulación entre investigadores, centros, institutos, universidades, industria y gobierno a través de proyectos interdisciplinarios,

redes temáticas y de laboratorios así como actividades conjuntas orientadas a fortalecer la generación y apropiación de conocimiento, innovación y desarrollo en el área de la nanociencia y nanotecnología.

- Asesorar en planificación estratégica en materia de inversión,

infraestructura, transferencia tecnológica y regulación en nanociencia y nanotecnología.

- Recolectar y gestionar la información a través de un sistema de observación, medición, evaluación, análisis, proyección, recursos y actividades a nivel

nacional e internacional en materia de nanociencia y nanotecnología.

- Promover y coordinar actividades de divulgación y socialización de la

nanociencia y nanotecnología.

- Facilitar y gestionar intercambio y movilidad de investigadores y estudiantes entre las diferentes instituciones que forman parte de la Red.

- Favorecer y fortalecer la integración y trabajo conjunto con entidades y redes internacionales.






PERIODO: 2017-I





21

- Promover estudios de impacto social, ambiental y económico de la

nanociencia y nanotecnología.

- Incentivar iniciativas de emprendimiento e innovación en el área de la nanotecnología y contribuir a su desarrollo en conjunto con entidades públicas y privadas.

- Elaborar, coordinar y ejecutar proyectos y programas de investigación

conjuntos inscritos dentro de las áreas de interés.

- Elaborar y publicar material divulgativo, educativo y especializado en materia

de nanociencia y nanotecnología.

- Realizar simposios, seminarios, congresos y demás actividades comprometidas con divulgación, promoción y desarrollo de la nanociencia y nanotecnología en el país.

- Gestionar la consecución de fondos y realización de actividades

interinstitucionales de intercambio y movilidad. (Fuente: rednanocolombia.org/mision.htm)

A pesar de las gestiones que realiza la RED NANO COLOMBIA, aun no se ha

creado un marco regulatorio que establezca y parametrice el uso e implementación de la nanotecnología en Colombia.

8 METODOLOGÍA

8.1 Tipo de estudio:

Este estudio investigativo se desarrollará sobre la calidad del aire, específicamente

en Bogotá; y la intervención de la nanotecnología en los materiales de construcción como una alternativa para disminuir la concentración de partículas suspendidas contaminantes.






PERIODO: 2017-I





22

8.2 Fuentes de información:

Las fuentes principales de información con las que se desarrolló este proyecto de grado son:

- Datos de monitoreo del aire. Estación “Las Ferias” – SDA, División calidad

del aire.

- Evaluación de las propiedades físicas y fotocatalíticas de cemento

adicionado con nanopartículas de dióxido de titanio.

9 DISEÑO METODOLÓGICO.

La metodología con la cual se desarrolla este proyecto de grado, es investigativa y experimental, y consta de dos partes. La primera es la elaboración de ocho cilindros

de concreto, cuatro convencionales y cuatro adicionados con TiO2 con el fin de comprobar si este aditivo mejora la resistencia del concreto a la compresión; y la segunda, es la producción del mortero catalítico con el cual se evaluará su

funcionalidad con relación a la descontaminación del aire.

9.1 Cilindros:

La elaboración y falla de los cilindros se realizó en el laboratorio de materiales de la

universidad. Los moldes utilizados tenían las siguientes dimensiones, cada uno:

- h = 20 cm

- D = 10 cm

Por lo anterior, el cálculo del área de cada cilindro resulta:

A = πr2

A = π(5cm)2

A = 78.54 cm2

Teniendo en cuenta que el TiO2 no altera las propiedades del concreto, la cantidad

de aditivo requerida corresponde al 5% del peso total del cilindro. (Laboratorios de Ingeniería Civil, Universidad de los Andes).






PERIODO: 2017-I





23

El diseño del concreto se determinó de 4000 psi, por lo cual se emplearon las siguientes cantidades de materiales para cada tipo de concreto:

Tabla 3. Dosificación concreto convencional.

Fuente: Elaboración propia

Calculo TiO2:

W total = 18,5 kg/m3

W TiO2= 5% W total

W TiO₂ = 18,5kg

mᶟ× 0,05 → W TiO₂ = 0,93

kg

mᶟ → 𝐖 𝐓𝐢𝐎₂ = 𝟏 𝐤𝐠

Tabla 4. Dosificación concreto modificado.


El proceso de curado para el concreto convencional se desarrolló de la forma común, sumergiéndolos en agua hasta el día de la falla.

Para el concreto adicionado se desarrolló de forma diferente. Los cilindros de 7 y 14 días estuvieron sumergidos hasta el día de la falla, y los cilindros de 21 y 28 días se

expusieron al sol 4 días antes de la prueba, y los anteriores días estuvieron sumergidos.






PERIODO: 2017-I





24

Los ocho cilindros se fallaron semanalmente, a los 7, 14, 21 y 28 días, obteniendo los siguientes resultados:

Tabla 5. Resistencia concreto Convencional

Fuente: Elaboración propia Tabla 6. Resistencia concreto Catalítico


La falla del día 21 para el concreto convencional, dio un resultado de 4000 kgf por causa de un mal procedimiento con la máquina.

Para poder realizar una comparación gráfica, se realizó una interpolación para así poder obtener un valor medio aproximado con base a los resultados obtenidos de

los días 14 y 28. Al realizar una comparación gráfica de los resultados obtenidos, se tiene:






PERIODO: 2017-I





25

Gráfica 1. Comparación de Resistencias


En la gráfica 1, los valores para el eje X son los días correspondientes a la edad de

los cilindros; y el eje Y corresponde a la carga en kgf soportada por cada uno de los cilindros.

La gráfica muestra los resultados de carga (kgf) obtenidos para cada uno de los cilindros de los 7 a los 28 días.

El concreto catalítico presenta una resistencia inferior al concreto convencional ; adicionalmente, la resistencia que teóricamente debe alcanzar en siete días, la

alcanza en catorce días y no logra superar la resistencia del concreto convencional en ninguna de las edades del mismo. Por lo anterior, la teoría expuesta en el marco

teórico sobre el aumento de la resistencia del concreto al adicionar TiO2, para este caso no es cierta.

Para conocer cuál es la diferencia en cada tipo de carga para ambos concretos, se restan los valores correspondientes a las edades respetivas, obteniendo los

resultados de la tabla 7:

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

0 7 14 21 28

COMPARACION

Concreto Convencional "Concreto Catalítico






PERIODO: 2017-I





26

Tabla 7. Diferencia de cargas.

Fuente: Elaboración propia.

9.2 Mortero Catalítico:

La finalidad de producir un mortero con adición de TiO2, se debe a que son estos los que generalmente están expuestos a la contaminación de partículas suspendida en

el aire. El diseño del mortero se determinó para uno común, con una relación 1-3 y se aplicó

sobre 5 paneles de superboard con las siguientes dimensiones: (imágenes 10 y 11)

- Panel 1: 0,855m * 1,215m = 1,04 m2

- Panel 2: 0,625m * 1,360m = 0,85 m2

- Panel 3: 0,285m * 1,060m = 0,31 m2

- Panel 4: 0,285m * 1,375m = 0,39 m2

- Panel 5: 0,280m * 1,580m = 0,44 m2 → Área Total = 3,03 m2

Para cubrir esta área se emplearon 7 bolsas de mezcla de mortero seco (mezcla

lista) de Cemex, cada una de 5kg (imagen 8), y 1kg de TiO2 (imagen 9). Al preparar la mezcla se evidenció que el TiO2 desplazó una parte del agregado fino

(arena), sin embargo la mezcla no presentó inconsistencias; por el contrario se obtuvo una mezcla más fluida, menos densa y más ligera que se adhirió fácilmente a los paneles, y adicionalmente se tornó de color gris claro.

Los paneles una vez finalizados, estuvieron expuestos al sol durante una semana, cubiertos con un plástico transparente para prevenir la perdida de humedad






PERIODO: 2017-I





27

Imagen 8. Mortero seco.

Fuente: Propia

Imagen 9. Dióxido de Titanio (TiO2)

Fuente: Propia Imagen 10. Preparación mortero catalítico.

Fuente: Propia






PERIODO: 2017-I





28

Imagen 11. Paneles.

Fuente: Propia.

Al contar con el permiso de la SDA, los paneles se instalaron sobre las rejas

perimetrales, en la parte superior, de la estación de monitoreo “Las Ferias” (imágenes 12 a 16) y se dejaron allí durante ocho días (Abril 9-16).

Imagen 12. Instalación panel 5

Fuente: Propia






PERIODO: 2017-I





29


Fuente: Propia


Fuente: Propia Imagen 15. Instalación paneles 1 y 2

Fuente: Propia






PERIODO: 2017-I





30

Imagen 16. Paneles instalados

Fuente: Propia

Con ayuda de la subdirección de la calidad del aire de la SDA, se realizaron las

comparaciones de los componentes que la estación registra, durante el tiempo establecido.

Las estaciones fijas de monitoreo del aire trabajan 24 horas continuas, 7 días a la semana, y generan un reporte cada hora de las partículas suspendidas en el área

de monitoreo. La estación de las ferias presentaba fallas en varios de sus sensores, por lo cual

solo se pudo comparar: PM10, OZONO, NO, NO2, NOx, Temperatura y PM2.5

El parámetro de comparación entre los días de abril y marzo se basó en la temperatura promedio de estos. Lo anterior significa que, se promedió la temperatura horaria de cada uno de los ocho días de abril y de los treinta y un días

de marzo, y las temperaturas promedio (de ocho días) de marzo más cercanas con los días de abril.

En las gráficas 2 a la 49 se muestran los resultados de las mediciones de los ocho días de abril (color naranja), y los días de marzo que son la base de comparación

(color azul), obteniendo:






PERIODO: 2017-I





31

- Día 1:

Tabla 8. Día 1 de medición del aire.

Fuente: Propia.

Gráfica 2. Día 1 - PM 10 (eje X: micro gramo/m3; Eje Y: Horas)

Fuente: Propia.

PM10 OZONO NO NO2 NOX Temperatura PM2.5 PM10 OZONO NO NO2 NOX Temperatura PM2.5

µg/m3 ppb ppb ppb ppb C° µg/m3 µg/m3 ppb ppb ppb ppb C° µg/m3

1:00 33 4,6 6,6 33 39,7 11,8 12,1 20 1,4 22,6 42,8 65,5 11 11,5

2:00 28 7,6 1,2 27,1 28,3 11,8 19 32 1,7 19,6 42,6 62,2 10,8 18,9

3:00 34 3,8 7,3 30,3 37,6 12,2 22 14 6,2 5,6 29,3 34,9 10,7 8

4:00 47 4,3 5,8 24,8 30,6 11,9 20,4 7 6,7 3,1 28,5 31,6 10,7 5,1

5:00 64 3,5 9,5 24,7 34,3 11,6 34,9 7 3 8,7 35,3 44 10,6 2,4

6:00 61 3,8 4,9 22,8 27,7 11,5 32,2 37 0,9 32,9 38,3 71,2 10,5 8,3

7:00 61 3,4 19,1 23,5 42,5 12,4 30,1 39 1,1 87,5 44 132 10,9 22,5

8:00 58 5,6 17,1 23,5 40,6 15,1 24,5 57 1,3 85,8 47,1 133 12 32,3

9:00 57 9,9 11,9 21,8 33,8 15,6 25,8 52 2,1 50,4 45,8 96,2 14,3 23,8

10:00 61 11,7 11,7 24 35,7 16,3 37,1 55 4,8 31,2 41 72,2 17,3 23,9

11:00 43 20,6 7,3 18,7 26 19,7 23,9 51 8,9 14,3 34,3 48,7 18,7 26,7

12:00 41 27 1,5 15,2 16,7 18,9 32,2 25 11,3 9,9 29,2 39,1 18,1 29,5

13:00 55 20,7 6,1 21,4 27,5 16,2 38,8 36 11,8 11,5 33,8 45,3 17,5 28

14:00 32 19,7 5,5 21 26,5 13,9 34,9 65 8,5 17,7 46,5 64,1 15,3 44

15:00 25 16,9 5 21,2 26,1 13,5 9,2 51 18,4 12,2 40,5 52,7 16,8 34,7

16:00 29 17,1 4,6 22,6 27,2 14,1 14 48 20,1 10,4 44,2 54,6 16,3 39,6

17:00 29 17,2 4,9 24,5 29,5 14,1 10,5 54 15,1 10,2 49,6 59,8 15,1 41,5

18:00 32 15,1 4,8 25,4 30,2 13,9 19,2 57 7,6 22,2 53,6 75,8 14,8 36,8

19:00 24 10,8 7,1 28,6 35,7 13,4 13,9 45 3 32,4 54,7 87,1 13,4 25,6

20:00 34 6,2 12,6 32,5 45,1 12,8 16 42 1 32,4 61,4 93,8 13,1 20

21:00 34 6,9 8 29,5 37,4 12,8 14,2 43 1,5 26,5 60,1 86,6 13,3 22,6

22:00 30 6,3 7,8 29,4 37,2 12,8 18,1 52 1,3 38,1 55,4 93,5 13 24

23:00 41 5,4 6 31,9 37,9 12,6 15,1 41 1,2 42,6 49,5 92,1 12,5 26,9

0:00:00 43 3,8 6,6 35,6 42,2 12,3 19,7 19 2,4 12,5 37,6 50,1 12,7 10,1

Prom 41,50 10,50 7,62 25,54 33,17 13,80 22,41 39,54 5,89 26,68 43,55 70,23 13,73 23,61

Hora

09/04/2017

Fecha






PERIODO: 2017-I





32

Gráfica 3. Día 1 – Ozono (eje X: ppb; Eje Y: Horas)

Fuente: Propia

Gráfica 4. Día 1 - PM 2.5 (eje X: micro gramo/m3; Eje Y: Horas)

Fuente: Propia






PERIODO: 2017-I





33

Gráfica 5. Día 1 - NOx

Fuente: Propia

Gráfica 6. Día 1 - NO

Fuente: Propia






PERIODO: 2017-I





34

Gráfica 7. Día 1 - NO2

Fuente: Propia

- Día 2:

Tabla 9. Día 2 de medición del aire

Fuente: Propia

PM10 OZONO NO NO2 NOX Temperatura PM2.5 PM10 CO NO NO2 NOX Temperatura PM2.5

µg/m3 ppb ppb ppb ppb C° µg/m3 µg/m3 ppm ppb ppb ppb C° µg/m3

1:00 45 3,3 6,6 31,3 37,9 12,2 28,9 16 0,5 14,1 12,8 8,2 10,8 9,3

2:00 39 3,2 6,8 25,1 31,9 11,6 24,6 3 0,4 23,5 12,7 8,1 10,9 1,1

3:00 44 2,8 7,9 25,3 33,3 11,7 25 3 0,4 24,8 10,7 5,6 10,6 0

4:00 45 2,9 8,5 25,1 33,7 11,7 27,5 3 0,4 12,2 12,5 7,5 10,4 0,2

5:00 49 3,4 10,8 22,9 33,7 11,4 21,5 38 0,9 20,4 25,2 45,6 10,3 5,7

6:00 43 3,4 12,7 22,3 35 10,9 20,8 47 1 27,2 28,1 55,3 10,3 38,8

7:00 49 3 27,5 22,3 49,8 11,2 23,5 51 1,8 45,5 27,6 73,1 10,5 24,6

8:00 67 4,4 31,3 25,1 56,4 13,4 26,6 66 2,4 64,2 31,3 95,5 11,7 39,9

9:00 52 8,5 22,3 23,7 46,1 15,7 39,9 58 1,8 37,4 30,2 67,6 14,1 41,8

10:00 43 18,2 7 16,6 23,6 18,2 29,8 77 1,6 23,5 32,3 55,7 17,4 33,5

11:00 33 23,7 2,1 10,6 12,7 20,4 25,9 56 1,2 6,5 28,6 35,1 19,9 34,8

12:00 34 25,1 3,3 12,4 15,7 19,9 31,7 21 0,8 1,8 18,6 20,4 18,5 34

13:00 83 26,3 9,1 25,8 34,9 18,4 34,1 28 0,7 0,6 17,8 18,4 17,3 17,1

14:00 88 37,8 6 26,3 32,3 17,3 61,8 69 1,1 7,8 26,3 34,1 16,3 22,4

15:00 78 34,3 5,6 27,5 33,1 16 55,7 70 1 4,4 27,3 31,7 17 37,9

16:00 87 29 5 29,5 34,5 15 53,7 65 1 4 26,8 30,8 17,8 39,4

17:00 58 22,6 5,9 33,3 39,3 15,1 44,3 62 1 6 24,9 30,8 18,1 39,7

18:00 52 9,8 10,2 35,5 45,6 14,2 35,4 60 1,3 12 27,9 40 16,4 38,8

19:00 31 6,2 11 30,8 41,9 13,3 18,2 59 1,5 21,1 28,9 49,6 15 36,7

20:00 43 6,2 11,7 33,4 45,2 12,7 14,5 52 1,3 14,9 28,9 43,8 14,3 26,9

21:00 33 3,8 18,9 34,2 53,1 12,6 20 50 1,2 10 27,8 37,8 13,9 20,6

22:00 40 3,6 15,6 32,8 48,5 12,1 20,1 47 1,2 9,5 28 37,5 13,6 20

23:00 30 2,9 19,4 32,2 51,5 12,4 20,4 25 1 6,8 23,7 30,4 12,2 21,9

0:00:00 43 3 18,8 29 47,8 12,7 16,3 13 0,7 InVld 22,2 19,8 11,7 8,8

Prom. 50,38 11,98 11,83 26,38 38,23 14,17 30,01 43,29 1,09 17,31 24,21 36,77 14,13 24,75

HoraFecha

10/04/2017






PERIODO: 2017-I





35

Gráfica 8. Día 2 - PM 10

Fuente: Propia

Gráfica 9. Día 2 - PM 2,5

Fuente: Propia






PERIODO: 2017-I





36

Gráfica 10. Día 2 - Ozono

Fuente: Propia


Fuente: Propia






PERIODO: 2017-I





37

Gráfica 12. Día 2 - NOX

Fuente: Propia


Fuente: Propia






PERIODO: 2017-I





38

- Día 3:

Tabla 10. Día 3 de medición del aire.

Fuente: Propia.


Fuente: Propia.

PM10 OZONO NO NO2 NOX Temperatura PM2.5 PM10 CO NO NO2 NOX Temperatura PM2.5

µg/m3 ppb ppb ppb ppb C° µg/m3 µg/m3 ppm ppb ppb ppb C° µg/m3

1:00 39 3,6 6 27,4 33,4 12,3 21,5 31 0,5 14,1 40,4 54,5 10,7 18,9

2:00 35 6,2 1,5 22 23,6 12 21 32 0,6 23,5 44,4 67,9 9,5 15,1

3:00 23 5,4 1,1 21,7 22,9 11,9 23,3 34 0,6 24,8 42,4 67,2 8,9 16,6

4:00 22 8,7 0,2 18,4 18,5 12,1 14,2 38 0,4 12,2 40,9 53,1 8,4 15,9

5:00 19 18,2 0,8 11,4 12,2 12,2 14,3 48 0,7 45,2 42,5 87,8 8 15,5

6:00 29 10,8 9,1 22,6 31,7 11,9 14,5 79 0,9 65,1 44,2 109 7,8 29,3

7:00 48 4 22,2 29,9 52,1 12,3 19,6 66 0,9 64,1 43,6 108 8,5 32,9

8:00 63 5,3 25,2 29,6 54,8 13,4 22,7 77 1,2 66 50 116 14 22,9

9:00 50 13,1 12,3 23 35,3 15 24,5 68 1,2 44,8 57,5 102 17,2 29,3

10:00 57 20,1 8,1 21,5 29,5 17,3 24,2 55 0,8 20,3 38,5 58,8 18,5 35,6

11:00 43 24 4,6 15 19,6 16,7 42,9 18 0,4 9,7 26,2 35,9 18,6 13,9

12:00 64 16,9 12,3 24,6 36,9 16,8 42,7 30 0,4 10,5 28 38,5 17,3 19,9

13:00 89 12,5 13 37,9 50,9 16,7 51,7 19 0,3 8,3 25,5 33,9 18,1 8,2

14:00 74 13,4 13,2 29,9 43,1 16,2 55,7 27 0,3 10,1 26,2 36,3 17,8 10,8

15:00 57 17,7 10,3 24,2 34,5 16,4 30,2 21 0,3 8,7 26,7 35,4 18,1 4

16:00 63 11,9 14,5 31,7 46,2 14,6 40 15 0,3 8,8 25,5 34,4 18,6 9,3

17:00 55 10,4 9,4 29,8 39,2 14,2 36,7 16 0,3 8,8 25,9 34,8 18,1 0

18:00 68 6,1 26 37,5 62,7 14,2 30,7 9 0,3 10 26,9 36,9 17,2 10,4

19:00 69 2,6 48,6 40,1 88,7 14 37,5 19 0,4 13,3 30,2 43,5 15,2 10,8

20:00 77 2,1 66,8 40,7 107,5 14,1 37 21 0,5 16,3 33,1 49,4 14,1 0,7

21:00 104 2,3 51,8 38,3 90,1 13,6 49,2 15 0,4 11,7 32 43,7 14 0,6

22:00 101 2,2 63 35,3 98,3 13,2 63,7 14 0,4 11,2 31,4 42,6 13,6 1,8

23:00 68 2,8 27,1 30,8 57,9 13,4 27,1 23 0,5 12,6 36,3 49 13,1 6,5

0:00:00 87 4 57,3 31,9 89,2 13,7 30,8 39 0,8 32,6 39,8 72,4 12,7 9,1

Prom. 58,50 9,35 21,02 28,13 49,12 14,09 32,32 33,92 0,56 23,03 35,75 58,80 14,08 14,08

11/04/2017

HoraFecha






PERIODO: 2017-I





39


Fuente: Propia.


Fuente: Propia.






PERIODO: 2017-I





40


Fuente: Propia.


Fuente: Propia.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24






PERIODO: 2017-I





41


Fuente: Propia.

- Día 4:

Tabla 11. Día 4 de medición.

Fuente: Propia.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24



1:00 93 2,4 52,7 34,2 86,9 13,2 51,1 36 1,1 38,8 51,1 89,9 11,3 11,6

2:00 91 2,7 34 31,9 65,9 12,7 53,7 31 1 41,3 52 93,3 11,2 25,1

3:00 35 14,1 1,1 17,1 18,2 12,7 31,4 21 1,3 10,5 43 53,4 10,9 12,7

4:00 25 17,3 0 14 13,9 12,8 15,3 23 1,5 19,7 41,8 61,5 10,3 14,8

5:00 33 20,9 0 11,2 10,4 12,8 11,4 44 1 54,5 45,1 99,6 9,7 16,5

6:00 79 3,8 45 30,2 75,2 12,6 34,1 109 0,8 120 58,9 169,8 9,5 62,5

7:00 80 4,2 33,7 28,8 62,5 12,9 45,8 94 0,6 174 61,2 234,9 9,8 58

8:00 46 12,2 12,3 22,2 34,5 15,1 29,1 79 2,2 92,2 55,7 147,8 14 53,1

9:00 63 13,6 17,5 24,1 41,5 16,1 40,7 24 12,7 10,8 35,4 46,2 16,2 13,8

10:00 63 13,6 12,1 26,2 38,3 18,4 55 16 16,9 9,4 29,4 38,8 17,3 14,3

11:00 54 18,5 9,8 29,4 39,2 17,9 45,5 19 19,6 7,2 26,8 34 18,7 13,5

12:00 70 23,1 9,4 31,5 40,9 19,4 28,4 14 20,1 7,1 27,9 35,1 18,1 18,2

13:00 92 28,3 8 28,9 36,9 18,3 44 22 20 6,3 27 33,3 18,5 11,7

14:00 82 29,9 6,8 23,2 30 17,5 43,1 17 17,8 8,3 29,3 37,5 19,3 7,9

15:00 82 15 9,3 24,7 34,1 15,1 45 18 18,8 6,4 26,9 33,2 18,4 14,5

16:00 36 7,8 14,8 28,8 43,6 12,8 47,7 18 17,4 8,2 29,9 38,1 17 16,4

17:00 42 4,2 20,4 33,3 53,7 12,5 38,4 34 12,2 17,5 41 58,5 17,2 23,6

18:00 45 2,9 23,3 36,1 59,4 12,9 40 76 7 27,2 55,1 82,3 16,2 21,8

19:00 47 1,6 53,8 38,2 92 12,6 37,2 73 5 28,1 57,6 85,7 14,3 46,1

20:00 28 3,5 13,7 27 40,7 13,4 27,9 57 4 29,4 56,6 85,5 13,7 30,6

21:00 22 5,5 9,4 26,4 35,8 13,6 13,2 60 3 26,1 53,8 79,8 13,5 23,7

22:00 25 3,8 10,5 26,8 37,3 13,2 17,7 47 1,5 39,3 53,3 92,6 13,1 25

23:00 23 7,4 5,2 22,5 27,7 13,1 18,4 36 4,6 14 42,1 56 13 16,7

0:00:00 15 11,9 2 18 20 12,9 14,4 20 14,6 3,3 28,3 31,7 12,9 10,6

Prom. 52,96 11,18 16,87 26,45 43,28 14,35 34,52 41,17 8,53 33,31 42,88 75,77 14,34 23,45

HoraFecha

12/04/2017






PERIODO: 2017-I





42


Fuente: Propia.


Fuente: Propia.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

PM 2,5






PERIODO: 2017-I





43


Fuente: Propia.


Fuente: Propia.

0

5

10

15

20

25

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

0102030405060708090

100110120130140150160170180

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24






PERIODO: 2017-I





44


Fuente: Propia.


Fuente: Propia.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24






PERIODO: 2017-I





45

- Día 5:


Fuente: Propia.


Fuente: Propia.



1:00 20 9,2 1,4 18,9 20,3 12,6 2,9 16 6,6 6,4 37,5 43,9 12,5 4,4

2:00 15 13,7 0,7 14,1 14,8 12,6 10,5 2 14,5 3,9 29 32,9 12 2,8

3:00 14 11,6 1,7 16,8 18,5 12,3 9,3 3 14,6 2,8 30 32,8 11,6 0

4:00 26 2,1 9,2 23,3 32,5 12,1 9,9 17 11,4 4,1 31,7 35,8 11,6 4,4

5:00 21 2,3 15,3 24,1 39,3 11,4 8,6 31 7,5 20,5 41,6 62 11,1 10,2

6:00 28 10,8 7,6 15,8 23,4 11,8 15,3 57 1,3 59,2 53,7 111,2 10,7 40,1

7:00 13 11,8 1,8 17,3 19,1 12,5 2,8 82 1,6 53,8 49 102,8 11,6 25,2

8:00 18 16,3 2,3 14,5 16,7 14,2 2,9 54 5,7 23,1 46,3 69,4 16 11,8

9:00 13 15,7 3,3 16,5 19,8 15,5 13,5 91 5,3 35,2 53,3 88,6 15,3 34

10:00 19 20,4 2,5 12,7 15,2 17 14,1 91 12,5 20 52,8 72,8 18,5 41,5

11:00 16 21,9 1,9 10,8 12,6 18,4 15,8 51 22,8 8,9 36,9 45,8 19,1 <Muestra

12:00 14 22 1,9 11,1 13 18,7 30,7 52 23,3 8,8 36,4 45,2 19 <Muestra

13:00 17 21 0,7 10,5 11,1 19,5 24 39 21,7 10,4 36 46,4 18 <Muestra

14:00 22 18,6 2,2 11,1 13,3 19,2 25,5 44 22,4 7,9 35,7 43,5 19 24,7

15:00 19 19,1 1,1 9,5 10,7 20,5 13,6 43 20,3 10,1 34,9 45 18,9 30,2

16:00 14 18 2,3 11 13,3 19 20,8 47 18,9 9,5 36,5 46 19,1 26,1

17:00 17 16,7 2 11,2 13,2 17,9 18,3 39 18,2 10,9 35,4 46,3 18,8 32,6

18:00 13 13 1,4 14 15,4 16,7 6,6 49 13,2 12 40,1 52,2 17,7 28,2

19:00 35 4,7 6,8 21,2 28 15,8 5,6 43 5,5 10,9 44,9 55,8 15,4 27,8

20:00 13 9,1 3,4 17,1 20,6 15,2 1,6 37 3,7 19,1 47,3 66,4 13,7 11,2

21:00 11 8,7 3,6 17,4 21 14,9 0 40 3,1 26,2 47 73,2 13,7 11,3

22:00 16 10,1 1 15,8 16,8 14,7 0 39 2,6 21,8 44,7 66,5 13,6 10

23:00 11 10,2 1,1 14,3 15,3 14,3 0,7 43 2,6 8,7 45,1 53,8 13,4 3,4

0:00:00 12 10,8 0,8 14 14,8 14,1 0 47 1,2 15,1 46,9 62 12,9 14,2

Prom. 17,38 13,24 3,17 15,13 18,28 15,45 10,54 44,04 10,85 17,05 41,36 58,35 15,13 18,77

HoraFecha

13/04/2017

05

101520253035404550556065707580859095

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24






PERIODO: 2017-I





46


Fuente: Propia.


Fuente: Propia.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

PM 2,5

0

5

10

15

20

25

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24






PERIODO: 2017-I





47


Fuente: Propia.


Fuente: Propia.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24






PERIODO: 2017-I





48


Fuente: Propia.

- Día 6:


Fuente: Propia.

05

101520253035404550556065707580859095

100105110115

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24



1:00 18 9,3 0,5 14,3 14,8 13,6 0 15 14,7 3,8 27,2 31 12,5 11,5

2:00 11 10,5 0,7 13 13,7 13,2 7,5 23 12,4 4,1 29,7 33,8 11,4 7,2

3:00 12 11,7 -0,2 11,6 11,4 13,2 0 7 16,6 3,8 24,3 28,1 11,1 5,3

4:00 11 12,1 -0,1 11,3 11,1 12,2 <Muestra 9 13,4 3,2 27,3 30,5 10,1 5,5

5:00 9 13,4 0,5 10,7 11,2 12,3 <Muestra 27 8,9 13,8 35,9 49,7 9,5 0,6

6:00 3 15,4 0,5 9,5 10 12,9 <Muestra 28 5,9 26,5 44,5 70,9 9,9 19,1

7:00 2 11 0,9 14,7 15,5 13 0 47 2,2 47,8 49,7 97,4 11,1 17

8:00 7 12,4 1,2 12,3 13,5 13,6 0 31 6,6 31,1 44,3 75,4 14,2 7,4

9:00 5 12,3 0,9 9,9 10,8 13,7 0 19 15 12 30,8 42,8 15,8 6,7

10:00 4 8,4 4,5 15,3 19,8 13,7 0 9 16,8 7,5 27,8 35,3 17,1 6,8

11:00 16 10,3 2,7 11,3 13,9 13,3 7,9 11 18,3 7,8 26,3 34,1 18,2 9,2

12:00 12 12,9 1,8 10 11,7 15 0 14 18,4 6 25,8 31,9 18,7 9,9

13:00 9 14 3,5 13,2 16,8 17,2 4 17 18 7,3 25,7 33,1 19,2 10,9

14:00 9 15,2 3,9 12,6 16,4 16,9 19,3 8 18 7,5 24,8 32,3 19,2 9,7

15:00 12 16,1 2,3 11,2 13,5 17,9 16,1 7 17,5 7,5 25,9 33,4 19,7 5,7

16:00 11 15,2 1,9 9,8 11,7 18,1 12,3 20 16,6 9,4 28,9 38,3 18,1 14,1

17:00 7 13,4 2,2 10 12,2 16,5 10 18 15,2 12 31,2 43,1 16,9 16,6

18:00 6 11,2 1,2 10,1 11,4 15,9 13 30 9,9 22,4 39,9 62,4 15,5 16,3

19:00 7 5,3 2,7 15,2 17,8 14,8 6 28 8,3 16,6 38,8 55,4 14,3 10

20:00 8 5,9 3,3 14,5 17,8 14,2 0 27 5,2 27 46,5 73,5 13,5 4,1

21:00 8 7,3 2,5 13,6 16,1 13,7 0 31 1,5 34 49 83 12,9 8,2

22:00 5 3,4 5,8 17,6 23,4 13,3 0 35 1,7 43,7 49,6 93,4 12,4 8,5

23:00 7 4 4,5 17,2 21,7 12,9 0 48 1 50,9 49,6 100,5 11,3 18,3

0:00:00 7 3,2 3,1 17,2 20,3 12,8 0 46 1,8 30,4 45,1 75,5 10,9 <Muestra

Prom. 8,58 10,58 2,12 12,75 14,85 14,33 4,58 23,13 11,00 18,17 35,36 53,53 14,31 9,94

14/04/2017

HoraFecha






PERIODO: 2017-I





49


Fuente: Propia.


Fuente: Propia.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

PM 2,5






PERIODO: 2017-I





50

Gráfica 34. Día 6 - Ozono.

Fuente: Propia.


Fuente: Propia.

0

5

10

15

20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24






PERIODO: 2017-I





51

Gráfica 36. Día 6- NO2

Fuente: Propia.


Fuente: Propia.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24






PERIODO: 2017-I





52

- Día 7:


Fuente: Propia. Gráfica 38. Día 7 - PM 10

Fuente: Propia.



1:00 3 7,8 1,2 11,9 13,1 12,8 InVld 13 5,3 3,6 32,8 36,4 12,4 0,9

2:00 3 10,3 0,4 10,4 10,8 12,6 0,7 13 5,8 3,6 29,9 33,4 12,2 4,1

3:00 9 6,4 1,7 13,7 15,5 12,1 0 10 11 1,9 25,3 27,1 12,5 1,6

4:00 7 12,9 -0,1 9,5 9,4 12,3 0 22 3,8 8,4 33,8 42,2 11,7 0

5:00 4 12,7 -0,4 9,4 9 12 2,7 17 3,7 6 32,9 39 11,4 3,5

6:00 6 12,3 1,3 10,4 11,7 12,3 0 22 1,5 25,2 37,5 62,7 11,4 8,3

7:00 9 10,3 3 11,7 14,7 12,6 0 50 1 73,6 45,4 119 11,7 16,7

8:00 13 11,2 2,3 10,4 12,7 13,6 0 78 1,9 62,5 44,3 106,8 13,4 29,3

9:00 14 12,5 2,5 8,8 11,3 15,6 0 63 4,7 31,3 41,7 73 15,5 15,9

10:00 31 12,3 1,5 8,2 9,8 17,3 8,7 30 9,7 12,9 32,2 45,1 16,7 20

11:00 11 11,4 1,3 7,9 9,2 18,6 17,5 50 13,4 9 28,5 37,5 18,2 17,7

12:00 24 11,9 1,9 8,5 10,5 17,8 30 28 12,8 10,4 30 40,5 18,2 31,2

13:00 19 12,9 2,3 9,2 11,5 19,1 12 29 14,7 8,9 28 36,9 18,7 23,6

14:00 18 12,2 1,5 8,5 10 18,9 20,7 19 15,8 7,7 28 35,7 19,6 21

15:00 2 11 1,7 9,7 11,4 17,3 24 18 16,8 6,1 26,8 33 19,9 18,9

16:00 7 11 2,4 9 11,5 16,8 12,3 25 16,6 7,3 31,1 38,4 19,7 30

17:00 6 11,6 1,8 8,9 10,7 16,8 11 77 11,9 14,4 44 58,4 18 43,8

18:00 6 9,7 5,7 11,8 17,5 15,9 11,1 68 7,2 19 46,4 65,4 15,9 34,1

19:00 10 7,5 4,7 13,7 18,4 14,4 0 30 4,3 16,6 49,3 66 14 30,8

20:00 6 7 4,2 14,4 18,6 13,6 0 36 2,4 31,4 53,8 85,2 13,6 14,7

21:00 9 5,5 5 15,3 20,4 13,1 0 32 2 39,3 50,4 89,7 13,2 11,1

22:00 14 3,9 7,5 16,4 23,9 12,7 0 43 1,1 58,9 52,2 111,1 12,7 16,2

23:00 11 5,9 3,3 15,2 18,5 12,6 0 51 0,8 69,9 52,8 122,7 12,4 19,3

0:00:00 7 7,4 1,8 13,9 15,7 12,1 0 32 1,7 16,6 45,3 61,9 12 14,6

Prom. 10,38 9,90 2,44 11,12 13,58 14,70 6,55 35,67 7,08 22,69 38,43 61,13 14,79 17,80

15/04/2017

HoraFecha

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24






PERIODO: 2017-I





53


Fuente: Propia.


Fuente: Propia.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

PM 2,5

0

5

10

15

20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24






PERIODO: 2017-I





54


Fuente: Propia.


Fuente: Propia.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24






PERIODO: 2017-I





55


Fuente: Propia.

- Día 8:


Fuente: Propia.

05

101520253035404550556065707580859095

100105110115120125

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24



1:00 4 8,6 0,1 12,6 12,7 11,4 0 39 1,7 8,3 46,4 54,7 12,7 12,7

2:00 2 8 2,3 12,5 14,8 11,2 0 34 1,5 9,9 45,1 55 12,3 14,6

3:00 17 10,6 0,3 10 10,4 12 0 31 1,2 9,1 43,7 52,8 11,9 15,9

4:00 17 8,1 -0,4 11,1 10,8 11,2 0,7 37 1,7 13,1 43,4 56,5 11,7 13,3

5:00 11 11,1 0,2 8,2 8,4 11,6 0 32 1,4 14,9 42,1 57 11,6 19

6:00 21 12,1 0,9 8,7 9,6 11,7 1,2 62 1,2 35,3 44,3 79,6 11,5 17,9

7:00 19 8,3 4,1 12,1 16,1 12,9 0 70 1 65,3 46,8 112,2 12,1 27,8

8:00 17 10,9 3,2 9,5 12,7 14,6 0 93 0,7 73,2 51,2 124,4 13,5 33,1

9:00 20 13,8 1,5 7,9 9,4 16,9 2,7 88 2,4 61,5 56,5 118 16,2 31,1

10:00 35 12,3 1,3 8,2 9,5 17 19,2 68 6,2 26,9 51,1 78 16,9 55,6

11:00 14 12,5 2,8 7,8 10,6 17,9 16,7 74 12,5 12,6 40,5 53,2 16,9 41,2

12:00 14 12,7 2,8 8,9 11,7 18,5 18,4 75 20,1 9,7 39,8 49,5 18,4 34,3

13:00 14 11,9 3,6 9,1 12,7 17,5 24,5 65 23,2 9,4 38,8 48,2 18,1 49,2

14:00 13 11,9 3,1 9,3 12,4 17,3 18,9 65 20,2 11,6 40,8 52,4 17,5 45,7

15:00 11 10,3 3,8 10,4 14,2 16,5 12,1 53 19,7 10,1 38,7 48,8 18 28,8

16:00 7 8,4 4,3 11,1 15,4 15,8 8,1 53 16,9 11,9 39,9 51,8 17,2 29,8

17:00 6 8,1 3,1 11,2 14,4 16,3 0 65 13,2 17,7 43,7 61,4 16,8 31

18:00 9 9 1,1 10,4 11,5 15,8 4,8 49 10,7 17,5 45,4 62,9 16,5 29,3

19:00 6 9,5 0,9 10,5 11,4 14,8 4,2 54 6,3 21,9 49,5 71,3 14,7 28,9

20:00 6 8,4 3,3 11,9 15,2 14,4 0 51 7,3 17,1 47,7 64,8 14 24,1

21:00 11 6,4 3,8 14 17,8 14 0 44 5 25,9 53,5 79,3 13,3 19,2

22:00 6 7,7 2,4 13,6 16 13,7 0 61 1,9 34,8 55,9 90,7 12,9 22,7

23:00 2 7,9 0,7 12,2 12,9 13,2 0 17 1,4 35,6 54,2 89,8 12,1 17,4

0:00:00 6 11,7 0,3 9,2 9,5 12,6 0 38 1,9 23,3 52,6 75,9 11,7 15,9

Prom. 12,00 10,01 2,06 10,43 12,50 14,53 5,48 54,92 7,47 24,03 46,32 70,34 14,52 27,44

16/04/2017

HoraFecha






PERIODO: 2017-I





56

Gráfica 44. Día 8 - PM 10.

Fuente: Propia.


Fuente: Propia.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

PM 2,5






PERIODO: 2017-I





57


Fuente: Propia.

Gráfica 47. Día 8 - NO.

Fuente: Propia.

0

5

10

15

20

25

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24






PERIODO: 2017-I





58


Fuente: Propia.

Gráfica 49. Día 8 – NOX.

Fuente: Propia.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

05

101520253035404550556065707580859095

100105110115120125

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24






PERIODO: 2017-I





59

10 CONCLUSIONES

10.1 Análisis de resultados mediciones del aire:

- Según las gráficas obtenidas, se puede evidenciar que en general, la disminución de los componentes NO, NOx y NO2, principalmente se presenta en las horas cercanas al medio día (9 am – 12 m), cuando más exposición solar

hay. Caso contrario a las horas que no tienen exposición solar (10 pm – 4 am), donde estos componentes presentan una disminución menor.

- El estado del clima es un factor importante en la trabajo del TiO2, debido a que este depende de los rayos ultravioleta para generar los radicales libres que

oxidan las partículas suspendidas. Los días lluviosos o con poca radiación solar limitan la generación de los radicales libres y no permite una buena oxidación.

- Cuando se presenta lluvia, el agua puede arrastrar los radicales libres situados sobre el panel. Debido a la reacción química que se presenta entre el H2O y OH-

, se genera un aumento del Ph del agua, lo cual afecta el suelo donde se deposite, y adicionalmente puede generar daños sobre el mortero.

- Los radicales libres que genera el TiO2 mezclado con el cemento y la exposición a la luz solar, muestra que los elementos compuestos, es decir, los NO, NOx y

NO2, son los que mayor disminución presentan (28% – 35%). Lo anterior se puede atribuir a que estos (por su composición atómica) siempre van a tender a reaccionar con otros elementos compuestos (radicales libres para este caso). A

diferencia de los PM10 y PM2.5 (6% - 15%), ya que por ser sólidos suspendidos, no reaccionan tan fácilmente con los radicales libres y por eso no presentan una

disminución significativa como la familia de los NO.

- Los días 5 al 8, son los que registran disminuciones considerables de todas las

partículas. Esto se puede atribuir a que estos días corresponden a los días santos festivos y no se contaba con la misma cantidad de autos en la ciudad.

- En el caso del ozono, durante los ocho días analizados siempre presenta aumento. Debido a que el OH reacciona con el oxígeno de la atmosfera (O2),

produce O3 (ozono) liberando H+. Esta la razón del continuo aumento del ozono.






PERIODO: 2017-I





60

10.2 Análisis de resultados del concreto y mortero:

- El concreto catalítico muestra una disminución de resistencia considerable (33%), en comparación al concreto convencional. Esto puede indicar que el

TiO2 se debe implementar de otra manera, ya sea disminuyendo el porcentaje de adición o reemplazando otro material.

- El proceso de curado es fundamental para que el concreto logre la resistencia deseada. Por esto, el proceso de curado para el concreto catalítico debe

contar simultáneamente con los dos factores que necesita para desarrollar su resistencia, que son el agua y luz solar. Una de las causas que pudo

generar la disminución de la resistencia en el concreto elaborado, fue su proceso de curado, pues al cambiar los cilindros del agua al sol, no se contó con los dos factores simultáneamente en su curado.

- El concreto catalítico logro su resistencia máxima a los catorce días, a

diferencia del concreto convencional que la logra en siete. Esto indica que el TiO2 puede funcionar como un retardante (para este caso).

- En las fallas de los cilindros, se evidencio una cristalización interna en los cilindros. Esta cristalización muestra la fase anatasa del TiO2 que se produce

al generar una mezcla homogénea con el cemento, y la que produce una mejor liberación de radicales libre cuando se expone a la luz solar.

- En la fabricación del mortero, se evidencio que el TiO2 desplazó un porcentaje de la arena, sin embargo, la mezcla mejoró su manejo y no presentó perdida de humedad durante su aplicación. Con base en esto, se

concluye que el TiO2 puede reemplazar una parte del agregado fino, y en este caso se comprueba que mejora la humedad de la mezcla.

- Los paneles cubiertos con mortero catalítico no presentaron desgaste o daños importantes cuando fueron retirados de la estación. Aunque se

evidenciaron fisuras en los dos paneles pequeños, no hubo desprendimiento de material. Esto muestra que el TiO2 también puede generar el efecto de

microfibras, ya que por su tamaño nanométrico, rellena los microespacios del concreto y así impide la aparición de fisuras, grietas y demás daños.

- El mortero catalítico puede ser una alternativa viable en la construcción ambientalmente amigable, ya que además de disminuir las partículas

suspendidas, no es toxico, es de fácil uso y aplicación.






PERIODO: 2017-I





61

11 RECOMENDACIONES

Se recomienda realizar mediciones del aire en lugares que presenten una alta exposición a la contaminación ambiental, como avenidas, zonas

industriales, fabricas, talleres automotrices, etc.; y en periodos más prolongados (por lo menos un mes).

Es necesario que el mortero o concreto catalítico sea poroso en su superficie, para que los rayos UV penetren más profundo y así sea más fácil la liberación

de los radicales libres.

Por los resultados obtenidos en las mediciones del aire, el mortero catalítico, se puede utilizar en más aplicaciones en la construcción que no solo se limitan a fachadas. Puesto que puede reemplazar agregados finos y mejorar

el manejo del mortero, así como dar un color blanco a la mezcla, se puede implementar en recubrimientos de postes, bordillos y demás elementos

expuestos a una contaminación directa.

Para poder determinar el comportamiento del concreto catalítico es necesario

realizar más pruebas de las realizadas en este proyecto, ya que la base de datos obtenidos para su análisis, no es suficiente para determinar un patrón

comportamiento en cada una de las edades del concreto. Por esto se recomienda realizar por lo menos cinco cilindros para cada una de las edades, y que las fallas superen los 28 días de edad.

Los procesos de curado para el concreto catalítico son variados. Teniendo en cuenta que “la resistencia mejora” al exponer el concreto a los rayos UV,

se recomienda realizar el curado con diferentes muestras en diferentes medios, ya sea expuestos al sol, sumergidos o una combinación de ambos.

- El mortero catalítico puede ser una opción económica, ya que el costo del TiO2 no es elevado y puede reemplazar parte de los agregados, su costo de

producción puede disminuir en comparación con un mortero convencional.






PERIODO: 2017-I





62

BIBLIOGRAFÍA

Asociación Ibérica de la Fotocatálisis. (2013). FOTOCATÁLISIS. http://www.fotocatalisis.org/%C2%BFque-es-la-fotocat%C3%A1lisis.html

Boonen E., Beeldens A. (2014).RECENT PHOTOCATALYTIC APPLICATIONS FOR AIR PURIFICATION IN BELGIUM – REVIEW.

This article belongs to the Special Issue Photocalytic Coatings for Air-Purifying, Self-Cleaning and Antimicrobial Properties Edited by Maury-Ramirez A. Coatings, 4(3),

553-573. http://www.mdpi.com/2079-6412/4/3/553/htm

Candarelli, F. (2008). MATERIALS HANDBOOK, Springer, Editor. p. 967-981. http://www.springer.com/br/book/9783319389233

Cárdenas, C. (2012). EVALUACIÓN DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y FOTOCATALÍTICAS DE CEMENTO ADICIONADO CON NANOPARTÍCULAS DE

DIÓXIDO DE TITANIO. http://www.bdigital.unal.edu.co/7354/1/1128264701.2012.pdf.

Carp, O; Huisman, C.L; and Reller, A. (2004). PHOTOINDUCED REACTIVITY OF TITANIUM DIOXIDE. PROGRESS IN SOLID STATE CHEMISTRY, (329).

https://www.researchgate.net/publication/236880669_Photoinduced_Reactivity_of_Titanium_Dioxidepdf

Cole-Hamilton, D; and Tooze, R. (2006). HOMOGENEOUS CATALYSIS-ADVANTAGES AND PROBLEMS, IN CATALYST SEPARATION, RECOVERY

AND RECYCLING. 2006, SPRINGER: NETHERLANDS. http://www.springer.com/us/book/9781402040870#otherversion=9781402040863

Construdata. (2013). EL CONCRETO Y SU PAPEL EN LA CONSTRUCCIÓN DE ESPACIOS.

http://www.construdata.com/Bc/Construccion/Noticias/el_concreto_y_su_papel_en_la_construccion_de_espacios.asp

Cornejo, L. (2015). LA REVOLUCIÓN NANOTECNOLÓGICA EN LOS NUEVOS MATERIALES. UN RETO TECNOLÓGICO PARA EL SIGLO XXI.

http://nuevastecnologiasymateriales.com/downloads/la-revolucion-nanotecnologica-en-los-nuevos-materiales-un-reto-tecnologico-para-el-siglo-xxi/ http://nuevastecnologiasymateriales.com/aplicaciones-de-la-nanotecnologia-a-la-

industria-de-la-construccion/






PERIODO: 2017-I





63

Cotton, A; and Wilkinson, G. (1973). QUÍMICA INORGÁNICA AVANZADA. 1973: EDITORIAL LIMUSA-WILEY, S.A.

https://www.abebooks.co.uk/servlet/BookDetailsPL?bi=20884803117&searchurl=sortby%3D17%26an%3Dcotton%2By%2Bwilkinson

Cristina, B, Ivan, P, and Kevin, R. (2007). NANOMATERIALS AND NANOPARTICLES: SOURCES AND TOXICITY

https://link.springer.com/article/10.1116/1.2815690

De Miguel, Y. (2011). DESCONTAMINACIÓN DEL AIRE EN LAS CIUDADES. http://www.aparejadoresmadrid.es/archivos/jornadaes/15/descontaminaci%C3%B3n_del_aire_en_ciudades.pdf

Elkoro, A. (2013). OPTIMIZACIÓN DE LA APLICACIÓN DE NANOPARTÍCULAS

FOTOCATALÍTICAS EN MORTEROS http://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/26094/TFM-Ander-Elkoro.pdf?sequence=1

Fujishima, A; and Honda, K. (1972). ELECTROCHEMICAL PHOTOLYSIS OF

WATER AT SEMICONDUTOR ELECTRODE. NATURE. 37(8): P. 238. http://adsabs.harvard.edu/abs/1972Natur.238...37F

Fujishima, A; Zhang, X; and Tryk, D. (2007). HETEROGENEOUS PHOTOCATALYSIS: FROM WATERPHOTOLYSIS TO APPLICATIONS IN ENVIROMENTAL CLEANUP. INTERNATIONAL JOURNAL OFHYDROGEN

ENERGY. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2006.09.009

Galed asociados. (2015). AEROPUERTO DE PARIS-CHARLES DE GAULLE. https://gyaconstructora.wordpress.com/2015/12/15/aeropuerto -de-paris-charles-

de-gaulle/ Jiménez, P; García, Á; y Morán, F. (2000). HORMIGÓN ARMADO. Gustavo Gili,

S.A. https://www.casadellibro.com/libro-hormigon-armado/9788425218255/727027

Kaneko, M. and Okura, I. (2006). PHOTOCATALYSIS: SCIENCE AND

TECHNOLOGY. 2002: KODANSHA-SPRINGER. https://www.mysciencework.com/publication/show/ff252059b72a4e68b184b056d0bb9c15

https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2006.09.009






PERIODO: 2017-I





64

Kim, S; and Ehrman, S.H. (2009). PHOTOCATALYTIC ACTIVITY OF A SURFACE-MODIFIED ANATASE AND RUTILE TITANIA NANOPARTICLE MIXTURE.

JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE. 338 P. 304–307. http://europepmc.org/abstract/med/19604514

Lasa, H; Serrano, B; and Salaices, M. (2005). PHOTOCATALYTIC REACTION ENGINEERING. 2005: SPRINGER.

https://link.springer.com/book/10.1007/0-387-27591-6

Maury, A. (2015). ¿EXISTEN CONCRETOS QUE PURIFICAN EL AIRE URBANO Y SE LIMPIAN POR SÍ MISMOS? http://www.javerianacali.edu.co/existen-concretos-que-purifican-el-aire-urbano-y-

se-limpian-por-si-mismos

Muñetones, S. (2015). NANOTECNOLOGIA. http://tecnologiaysustic.blogspot.com.co/2015/05/la-nanotecnologia-la-manipulacion-de-la_28.html

OMS. (2006). CONTAMINACIÓN POR PARTÍCULAS SUSPENDIDAS.

http://www.greenfacts.org/es/particulas-suspension-pm/ Paz, Y. (2010). APPLICATION OF TIO2 PHOTOCATALYSIS FOR AIR

TREATMENT: PATENTS’ OVERVIEW.APPLIED CATALYSIS B: ENVIRONENTAL, 2008. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2010.05.011

Rajagopal, G. (2006). BIOCIDAL EFFECTS OF PHOTOCATALYTIC

SEMICONDUCTOR TIO2. COLLOIDS AND SURFACES B: BIOINTERFACES. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2006.06.003

RED NANO COLOMBIA. (2014). http://rednanocolombia.org/

REVISTA CONSTRUCCIÓN Y TECNOLOGÍA EN CONCRETO. (2016). http://imcyc.com/images/MAYO%202016.pdf

Ruot, B. (2009). TIO2-CONTAINING CEMENT PASTES AND MORTARS:

MEASUREMENTS OF THE PHOTOCATALYTIC EFFICIENCY USING A RHODAMINE B-BASED COLOURIMETRIC TEST. SOLAR ENERGY. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927776506001883

Saini, R; Saini, S; and Sharma, S. (2010). NANOTECHNOLOGY: THE FUTURE

MEDICINE

http://www.greenfacts.org/es/particulas-suspension-pm/

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2010.05.011

https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2006.06.003






PERIODO: 2017-I





65

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2890134/

Sanchez, F; and Sobolev, K. (2010). NANOTECHNOLOGY IN CONCRETE-A REVIEW. CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS.

https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.03.014 Serrano, P. (2015). FOTOCATÁLISIS: ¿CONSTRUYENDO EDIFICIOS

DESCONTAMINANTES? http://www.ecoticias.com/bio-construccion/108732/Fotocatalisis-construyendo-

edificios-descontaminantes Silva, O. J. (2016). CONCRETO FOTOCATALÍTICO OFRECIENDO VENTAJAS

IMPORTANTES EN LA CONSTRUCCIÓN. Blog 360° en concreto http://blog.360gradosenconcreto.com/concreto-fotocatalitico-ofreciendo-ventajas-

importantes-construccion/

Documents

USO DE MORTEROS CATALÍTICOS SOBRE … DE... · USO DE MORTEROS CATALÍTICOS SOBRE PANELES, PARA EL ANÁLISIS DE ... generan nuevas propiedades en los materiales comunes de construcción