Σχεδιασμός προσόψεων καθαρισμού αέρα με χρήση υλικού διοξειδίου του τιτανίου

ΑΤΜΟΡΟΡΥΠΑΝΣΗ ΣΤΗΝ ΙΝΔΙΑ

Γνωρίζουμε μέχρι τώρα πόσο σοβαρή ατμοσφαιρική ρύπανση σε διάφορες μορφές, όπως η αιθαλομίχλη και ο καπνός που αποτελούν το αέριο του θερμοκηπίου, είναι ένα σοβαρό περιβαλλοντικό ζήτημα στη σημερινή σύγχρονη και προοδευτική Ινδία. Ήμασταν 21οι μεταξύ των 30 πιο μολυσμένων πόλεων στον κόσμο το 2019.

Σύμφωνα με μια μελέτη που βασίζεται σε δεδομένα του 2016, τουλάχιστον 140 εκατομμύρια άνθρωποι στην Ινδία αναπνέουν αέρα 10 φορές ή περισσότερο μολυσμένο από το όριο ασφαλείας του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας (ΠΟΥ), καθιστώντας την 13 από τις 20 πόλεις του κόσμου με τα υψηλότερα ετήσια επίπεδα ατμοσφαιρικής ρύπανσης . Το 51% της ρύπανσης προκαλείται από τις βιομηχανίες, το 27% από τα οχήματα, το 17% από την καύση των καλλιεργειών και το 5% από άλλες πηγές. Το χειρότερο είναι ότι αυτή η ατμοσφαιρική ρύπανση συμβάλλει στον πρόωρο θάνατο 2 εκατομμυρίων Ινδών κάθε χρόνο.

Στις πόλεις, οι κύριες πηγές είναι ο αυξανόμενος αριθμός οχημάτων και βιομηχανιών, ενώ στις αγροτικές περιοχές, η καύση βιομάζας για μαγείρεμα και διατήρηση της θερμοκρασίας. Τους μήνες του φθινοπώρου και της άνοιξης, η μεγάλης κλίμακας καύση υπολειμμάτων καλλιεργειών σε αγρούς είναι μια σημαντική πηγή καπνού, αιθαλομίχλης και ρύπανσης από σωματίδια. Αν και η Ινδία έχει χαμηλές κατά κεφαλήν εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, είμαστε ο τρίτος μεγαλύτερος παραγωγός αερίων θερμοκηπίου μετά την Κίνα και τις Ηνωμένες Πολιτείες.

ΜΕΤΡΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΑΤΑΧΩΡΗΣΗ ΤΗΣ ΑΤΜΟΡΟΡΥΠΑΝΣΗΣ

Υπάρχουν πολλά μέτρα που έχουν ληφθεί από τις τοπικές κυβερνήσεις των πολιτειών που κυμαίνονται από τον καθορισμό αυστηρότερων κανόνων εκπομπών οχημάτων και υψηλότερες ποινές για την καύση σκουπιδιών έως τη θέσπιση του κανόνα του μονού-ζυγού τον Νοέμβριο του 2017 από την κυβέρνηση του Δελχί. Ωστόσο, η ζημιά που προκαλείται από την ατμοσφαιρική ρύπανση παρουσιάζει άλμα μέρα με τη μέρα καθώς ο αριθμός των οχημάτων διαρκώς αυξάνεται. Εδώ, οι καινοτόμες τεχνολογίες παίζουν σημαντικό ρόλο στην προσπάθεια απομάκρυνσης των ρύπων από τον αέρα που αναπνέουμε.

ΟΞΕΙΔΙΟ ΤΙΤΑΝΙΟΥ ΓΙΑ ΠΡΟΣΟΨΕΙΣ

Το TiO2 χρησιμοποιείται για να βοηθήσει στην αντιμετώπιση μιας από τις πιο πιεστικές περιβαλλοντικές ανησυχίες του πλανήτη μας – η ατμοσφαιρική ρύπανση που εκτιμάται ότι έχει προκαλέσει περισσότερους από 450.000 πρόωρους θανάτους κάθε χρόνο μόνο στην Ευρώπη. Η ευέλικτη ένωση Διοξείδιο του Τιτανίου έχει πλέον βρει μια θέση ως ενεργό συστατικό σε χρώματα και δομικά υλικά για την απομάκρυνση των ρύπων από τον αέρα. Τώρα μπορούμε να έχουμε μια πόλη με όλα τα κτίρια να καθαρίζουν αυτόματα τον μολυσμένο αέρα χωρίς τη χρήση ακριβών συσκευών φιλτραρίσματος σε ένα τεράστιο αποτύπωμα σε αναπτυγμένες πληγείσες περιοχές.

ΠΩΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΕΙ?

Μπορεί να ακούγεται εκπληκτικά φουτουριστικό, αλλά το διοξείδιο του τιτανίου (TiO2) που βοηθά στην καταπολέμηση της ρύπανσης είναι μια πραγματικότητα. Η τελευταία ανεξάρτητη έρευνα έδειξε ότι τα επίπεδα οξειδίου του αζώτου και διοξειδίου του αζώτου μπορούν να μειωθούν μεταξύ 15 και 38 τοις εκατό σε έναν τυπικό πολυσύχναστο δρόμο, για παράδειγμα στα όρια της πόλης του Λονδίνου. Οι ειδικές ποιότητες του διοξειδίου του τιτανίου απομακρύνουν τα επιβλαβή οξείδια του αζώτου από τον αέρα μέσω της «φωτοκατάλυσης» – μιας διαδικασίας όπου το φως επιταχύνει μια φυσική χημική αντίδραση που ονομάζεται φωτόλυση. Η φωτοκατάλυση έχει ως αποτέλεσμα την ταχεία μετατροπή των οξειδίων του αζώτου σε ακίνδυνα διαλυτά νιτρικά άλατα που απομακρύνονται από την επιφάνεια ενός κτιρίου με τις βροχοπτώσεις.

Βάφοντας κτίρια ή χρησιμοποιώντας προσχηματισμένα υλικά που περιέχουν αυτές τις ειδικές ποιότητες διοξειδίου του τιτανίου, είναι ευκολότερο να δημιουργηθεί αυτή η αντίδραση σε μεγαλύτερη κλίμακα. Συνήθως παράγονται από κινητήρες ντίζελ και βενζίνης, τα οξείδια του αζώτου είναι άμεσα επιβλαβή για την υγεία και υπεύθυνα για το σχηματισμό αιθαλομίχλης. Αυτή η διαδικασία φωτοκατάλυσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ασφαλή απομάκρυνση επικίνδυνων και ρυπογόνων ουσιών από τον αέρα.

Αυτό που λειτουργεί ακόμα καλύτερα είναι ότι το διοξείδιο του τιτανίου δεν καταναλώνεται ή υποβαθμίζεται. Αυτό σημαίνει ότι οι επικαλύψεις με βάση το TiO2 θα απομακρύνουν συνεχώς τους ρύπους από τον αέρα, καθιστώντας το μια οικονομικά αποδοτική και χαμηλής συντήρησης λύση. Οι προσόψεις καθαρισμού αέρα πρόκειται να αντιμετωπίσουν το πιο σοβαρό πρόβλημα όχι μόνο στις ανεπτυγμένες αλλά και στις αναπτυσσόμενες χώρες.

ΤΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΤΗΣ ΦΩΤΟΚΑΤΑΛΥΣΗΣ

ΠΟΥ (Παγκόσμια Οργάνωση Υγείας) υπολογίζει ότι κάθε χρόνο, 2,4 εκατομμύρια άνθρωποι πεθαίνουν ως αποτέλεσμα της ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Εάν το διοξείδιο του τιτανίου εφαρμοστεί στα κτίρια με τη μορφή επεξεργασίας προσόψεων σε ευρεία κλίμακα, οι πόλεις μπορούν να αντιμετωπίσουν αυτήν την κρίση με ένα πρόσθετο εργαλείο και να αντιμετωπίσουν τα υψηλά επίπεδα ρύπανσης που παράγονται σε καθημερινή βάση. Η αποτελεσματικότητα του διοξειδίου του τιτανίου ως φωτοκαταλυτικού υλικού αμφισβητήθηκε – ιδίως το 2016 από την Ομάδα Εμπειρογνωμόνων για την Ποιότητα του Αέρα του Ηνωμένου Βασιλείου.

Ωστόσο, μετά από μια ανεξάρτητη ανασκόπηση που ανέλυσε περίπου 100 δημοσιευμένα άρθρα και 12 δοκιμές πεδίου, το διοξείδιο του τιτανίου αποδείχθηκε στην πραγματικότητα ότι είναι πολύ αποτελεσματικό στη μείωση των επιβλαβών ρύπων όταν χρησιμοποιούνται καλά διαμορφωμένα προϊόντα που εφαρμόζονται σε αρκετά μεγάλες επιφάνειες, οι οποίες επίσης εκτίθενται σε επαρκή φυσική επίπεδα φωτός. Ενώ απέχουμε λίγο από την εφαρμογή αυτής της ιδέας σε όλα τα δομικά υλικά, όλο και περισσότερα κτίρια σε όλο τον κόσμο χρησιμοποιούν αυτήν την τεχνολογία που βασίζεται στο διοξείδιο του τιτανίου κατά τις φάσεις κατασκευής τους και έχει γίνει σημαντικό μέρος της διαδικασίας.

Ειδικά σωματίδια διοξειδίου του τιτανίου που χρησιμοποιούνται σε επιστρώσεις μπορούν να ενεργοποιηθούν από το φως για να εξουδετερώσουν τους ατμοσφαιρικούς ρύπους. Οι επικαλύψεις TiO2 έχουν χρησιμοποιηθεί για το σκοπό αυτό σε περιβάλλοντα τόσο διαφορετικά όσο τα νοσοκομεία στην Πόλη του Μεξικού. Στην Πόλη του Μεξικού (που ονομάστηκε η πιο μολυσμένη πόλη στον πλανήτη το 1992), ένα από τα κύρια νοσοκομεία, το Torre de Especialidades, καταπολεμά την αιθαλομίχλη χρησιμοποιώντας τα πλακάκια TiO2 που καλύπτουν ολόκληρη την εξωτερική πρόσοψη. Υπολογίζεται ότι μόνο η επίστρωση TiO2 στο νοσοκομείο μπορεί να εξουδετερώσει τη ρύπανση 8.750 αυτοκινήτων κάθε μέρα. Αυτός είναι πράγματι ένας μεγάλος αριθμός όταν πρόκειται για την αντιμετώπιση της ρύπανσης στις πόλεις και γύρω. Οι σχεδιαστές του Νοσοκομείου Manuel Gea González στην Πόλη του Μεξικού, του οποίου η πρόσοψη έχει καλυφθεί με 2.500 τετραγωνικά μέτρα επίστρωσης TiO2, εκτιμούν ότι θα μπορούσε να αναιρέσει τις εκπομπές άνθρακα από 1.000 ταξίδια με αυτοκίνητο κάθε μέρα.

ΕΙΝΑΙ ΟΙ ΑΥΤΟΚΑΘΑΡΙΣΜΕΝΕΣ ΠΡΟΣΟΨΕΙΣ

Η επίστρωση TiO δρα λόγω της δύναμης του φωτός (και υπάρχει άφθονο που πέφτει σε μια πρόσοψη). Το διοξείδιο του τιτανίου (TiO2 ) ψήνεται στην επιφάνεια του πλακιδίου σε υψηλές θερμοκρασίες (πράγμα που το καθιστά τη μοναδική επίστρωση του είδους του με μακροπρόθεσμη εγγύηση). Το διοξείδιο του τιτανίου δρα ως καταλύτης στην αντίδραση μεταξύ φωτός, οξυγόνου και υγρασίας αέρα. Παράγεται ενεργοποιημένο οξυγόνο και το αποτέλεσμα είναι μια υδρόφιλη («φιλική προς το νερό») επιφάνεια με τις ακόλουθες πλεονεκτικές ιδιότητες:

• Αντιβακτηριδιακό: μικροοργανισμοί όπως π.χ. μύκητες, φύκια, βρύα ή μικρόβια αποσυντίθενται.
• Εξαιρετικά εύκολο στο καθάρισμα: Αντί να απωθεί, το νερό απλώνεται για να σχηματίσει μια λεπτή μεμβράνη, η οποία ξεπλένει τη βρωμιά.
• Εξουδετερώνει τις οσμές: Οι ανεπιθύμητες ή επιβλαβείς οσμές και οι ατμοσφαιρικοί ρύποι εξαλείφονται – τόσο σε εσωτερικούς όσο και σε εξωτερικούς χώρους.
• Βιώσιμος: ενεργό οξυγόνο απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα καθαρίζοντας τον αέρα

ΒΙΩΣΙΜΕΣ ΧΡΗΣΕΙΣ

Το διοξείδιο του τιτανίου δεν είναι μόνο ασφαλές, αλλά συνοδεύεται από εκτεταμένα περιβαλλοντικά οφέλη, όπως

• Ενεργειακή απόδοση σε ανακλαστικές επιστρώσεις και «ψυχρές στέγες»
• Φθηνότερη ανανεώσιμη ενέργεια, μέσω αποδοτικών ηλιακών κυψελών ευαισθητοποιημένων σε βαφές
• Εξοικονόμηση πόρων με ανθεκτικά υλικά κατασκευής
• Μείωση απορριμμάτων με ελαφριές μεμβράνες συσκευασίας

Η ΣΕΙΡΑ ΤΩΝ ΧΡΩΜΑΤΩΝ ΕΩΣ ΤΑ ΠΕΖΟΔΡΟΜΙΑ

Πηγαίνοντας αυτό ένα βήμα παραπέρα, το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Αϊντχόβεν έχει αναπτύξει έναν τρόπο εφαρμογής TiO2 σε πεζοδρόμια που τα καθιστούν «φωτοκαταλυτικά οδοστρώματα». Αυτή η ιδέα μπορεί να μειώσει την αιθαλομίχλη στις πόλεις μεταξύ 19 και 45 τοις εκατό, ανάλογα με τις συνθήκες. Φοιτητές από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια Ρίβερσαϊντ χρησιμοποίησαν μια παρόμοια ιδέα, αλλά την εφάρμοσαν σε κεραμίδια στέγης. Κάθε κεραμίδι οροφής καλύπτεται απλά με διοξείδιο του τιτανίου και καθώς απορροφούν το ηλιακό φως κατά τη διάρκεια της ημέρας, τα πλακάκια απομακρύνουν τη ρύπανση από τον αέρα.

Όταν χρησιμοποιείται με συγκεκριμένο τρόπο, η ικανότητα του διοξειδίου του τιτανίου να απομακρύνει τους ρύπους απευθείας από τον αέρα προσφέρει μια τεράστια ευκαιρία για τη μείωση των επιπέδων ρύπανσης. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό στις πόλεις, οι οποίες έχουν τόσο υψηλά επίπεδα ρύπανσης όσο και τεράστιο αριθμό κτιρίων. Υπάρχουν περιορισμοί στη χρήση διοξειδίου του τιτανίου σε επιφάνειες για την καταπολέμηση της τοπικής ατμοσφαιρικής ρύπανσης, αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με άλλα μέτρα για να έχει σημαντικό αντίκτυπο. Το TiO2 παρέχει έναν τρόπο χαμηλής συντήρησης και οικονομικά αποδοτικό για να επηρεάσει θετικά τις συνθήκες διαβίωσης εκατομμυρίων αστικού πληθυσμού μέσω της βελτίωσης της τοπικής ποιότητας του αέρα.

Η ΑΣΦΑΛΕΙΑ ΖΩΗΣ ΠΡΟΤΕΡΑΙΟΤΗΤΑ

Ο Πνευμονολόγος Δρ. Arvind Kumar μίλησε σε ένα πρόσφατο podcast, «Οι θάνατοι που προκαλούνται από ασθένειες που σχετίζονται με την ατμοσφαιρική ρύπανση είναι περισσότεροι από τον HIV, τη φυματίωση, την ελονοσία, τον δάγκειο πυρετό και τον πρόσφατο COVID μαζί», κάτι που είναι αρκετά ανησυχητικό και χρειάζεται προσοχή ύψιστης προτεραιότητας. Το μέλλον είναι εδώ. Είναι στο χέρι μας να το κάνουμε καλύτερο ή χειρότερο. Ας δώσουμε στον εαυτό μας την ευκαιρία να χρησιμοποιήσουμε τέτοιους μηχανισμούς καθαρισμού αέρα που επινοήθηκαν από τεχνολογικές έρευνες και καινοτομίες. Και να αναπνέουμε καθαρό αέρα ως γενέθλιο δικαίωμα.

ΑΝΑΦΟΡΕΣ:
https://tdma.info/