El dióxido de titanio como una alternativa contra la contaminación del aire.

El dióxido de titanio puede ser utilizado como semiconductor y tiene muy buenas propiedades en lo que respecta a la absorción de la radiación, de hecho es ampliamente utilizado en la industria cosmética para la elaboración de productos destinados a la protección contra la radiación UV proveniente de los rayos solares. Posee la gran ventaja de no ser atacado ni por ácidos ni bases, así como tampoco por compuestos orgánicos, es ampliamente utilizado en la industria de pigmentos y pinturas, se le considera como uno de los pigmentos mas utilizados en el mundo. Hace poco se descubrió que este compuesto presenta excelentes propiedades como catalizador en las reacciones donde interviene la luz, es decir actúa como un fotocatalizador.

Un fotocatalizador es una sustancia de naturaleza semiconductora, capaz de acelerar la velocidad con que ocurre una reacción en presencia de luz. Al ser excitados los electrones por la acción de la luz, el fotocatalizador se encargara de servir como medio facilitador del transporte de estos electrones, por consiguiente favorecerá las reacciones asociadas a la transferencia electrónica.

Durante la fotocatálisis la sustancia semiconductora forma un par electrónico hueco, el cual incidirá de forma directa en la aceleración de las reacciones de oxido reducción que ocurren en este proceso, al hablar de transferencia de electrones debemos asumir que una de las sustancia involucradas cede electrones, es decir se oxida, y en contraposición otra gana electrones reduciéndose.

El proceso de fotocatálisis es muy similar al de fotosíntesis realizado por las plantas en donde transforman el CO2 de la atmósfera a oxígeno puro.

El principio de acción del dióxido de titanio TiO2 como fotocatalizador se basa en su sensibilidad a la luz o radiación ultravioleta, generando radicales libres que actúan como agentes aceleradores de los procesos de degradación de gran parte de los óxidos gaseosos que fungen como contaminantes en nuestra atmósfera.

Un ejemplo de ello es su acción en la degradación de los óxidos de nitrógeno, en donde por medio de la utilización de la energía solar y la humedad, crea las condiciones que facilitan la conversión de estos óxidos a ácido nítrico y posteriormente a nitratos los cuales pueden ser absorbidos y procesados como nutrientes por las plantas. La reacciones que se llevan a cabo en este caso quedan reflejadas en la siguiente imagen.

Donde se muestra como una superficie recubierta con dióxido de titanio facilita la transferencia de electrones para lograr la conversión de óxidos de nitrógeno a nitratos. De forma similar ocurre en la degradación de los óxidos de azufre y de carbono, por tal motivo la utilización del dióxido de titanio se ha convertido en una valiosa herramientas para la reducción de contaminantes.

El dióxido de titanio también puede ser utilizado en la desinfección del agua, y en la oxidación de compuesto orgánicos presentes en esta por medio de la utilización de energía solar.

Debido a estas propiedades fotocatalizadoras del dióxido de titanio, se ha recomendado su utilización en muchos recubrimientos arquitectónicos en las ciudades que presentan mayores índices de contaminación para mejorar la calidad de aire y los resultados obtenidos han sido óptimos.

Es por ello que en el año 2013 la Universidad de Eindhoven en Holanda, llevo a cabo un proyecto en donde rociaron dióxido de titanio en el pavimento de las calles de la ciudad de Hengelo, quedando demostrado que la contaminación por gases de óxidos de nitrógeno se redujo hasta en un 45%.

En España, la Asociación Iberoamericana de Fotocatálisis lleva tiempo realizando estudios de reducción de contaminantes en el aire de las principales ciudades de ese país, mediante el empleo de baños fotocatalíticos en las estructura arquitectónicas y revestimientos en las calles con dióxido de titanio, tal como se muestra en el siguiente vídeo: