Upload
others
View
9
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DE GASES CONTAMINANTES
NOx EN EL TRANSPORTE
Dragana Kovandzic Mlacenovic (AOPJA)
Martes 25 de octubre. Mesa de proyectos de innovación
29ª Semana de la CarreteraMartes 25 de octubre. MESA DE PROYECTOS DE INNOVACIÓN1. Gases contaminantes
El CO2, - efecto invernadero y el cambio climático en nuestro planeta
Los óxidos de nitrógeno (NOx) - irritan el sistema respiratorio, aumentan la susceptibilidad alas infecciones respiratorias, contribuyen a la formación de lluvia ácida y el efectoinvernadero y el cambio climático del planeta.
Los hidrocarburos y compuestos orgánicos procedentes de la combustión incompleta de loscombustibles - cancerígenos, producen irritación de la vista y vías respiratorias superiores.
La reacción de los compuestos orgánicos con los óxidos de nitrógeno produce ozono en lascapas bajas de la atmósfera, especialmente en una región que, como la andaluza, alcanzatemperaturas muy elevadas en el período estival. Este cóctel fotoquímico produce dolor decabeza e irritación del sistema respiratorio además de contribuir a la degradación de lasmasas forestales.
En los estudios realizados por la UE, el coste que provoca la contaminación debida alsistema de transporte se estima en un 0,6% del PIB. Más del 90% de este valor está asociadoal transporte por carretera. En el caso andaluz, según el plan PISTA, la cifra de las pérdidas seelevaría hasta los 700 millones de euros anuales.
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DEGASES CONTAMINANTES NOx EN EL TRANSPORTE
29ª Semana de la CarreteraMartes 25 de octubre. MESA DE PROYECTOS DE INNOVACIÓN2.1. Óxidos de nitrógeno NOx
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DEGASES CONTAMINANTES NOx EN EL TRANSPORTE
Producción de NOx por sectores
29ª Semana de la CarreteraMartes 25 de octubre. MESA DE PROYECTOS DE INNOVACIÓN2.2. Óxidos de nitrógeno NOx
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DEGASES CONTAMINANTES NOx EN EL TRANSPORTE
29ª Semana de la CarreteraMartes 25 de octubre. MESA DE PROYECTOS DE INNOVACIÓN3. Bases de partida
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DEGASES CONTAMINANTES NOx EN EL TRANSPORTE
Respirar aire limpio y sin riesgos para la salud es un derecho inalienablede todo ser humano.
La degradación de la calidad de aire es consecuencia de la actividadhumana y a la emisión de contaminantes a la atmósfera.
En los entornos urbanos, el transporte es uno de los focos principales deemisión de contaminantes y gases, siendo los óxidos de nitrógeno (NOx)de los mas nocivos.
La presencia de aditivos fotocatalizadores en las superficies de loselementos construidos consigue, mediante la acción de la luz solar, unareacción fotoquímica, que permite la descomposición de loscontaminantes y su eliminación del aire.
29ª Semana de la CarreteraMartes 25 de octubre. MESA DE PROYECTOS DE INNOVACIÓN4. Fotocatálisis
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DEGASES CONTAMINANTES NOx EN EL TRANSPORTE
La fotocatálisis es una reacción fotoquímica que convierte la energía solar en energía químicaen la superficie de un catalizador o sustrato, consistente en un material semiconductor queacelera la velocidad de reacción.
TiO2, se activa por laexposición a la luz solarultravioleta y origina ladescomposición químicade los contaminantes y sueliminación del aire.
TiO2: elevada estabilidad, baja toxicidad, compatibilidad con los materiales,elevada actividad fotocatalítica.
Desventaja – elevado coste.
29ª Semana de la CarreteraMartes 25 de octubre. MESA DE PROYECTOS DE INNOVACIÓN5. Aditivo fotocatalizador
Una alternativa interesante al TiO2 es hematita (α-Fe2O3) - el óxido de hierrocon mejores propiedades fotocatalíticas en condiciones ambientales, que seactivan con la irradiación solar de forma similar a como lo hace el TiO2 .
Se estudia uso combinado del tándem TiO2/Fe2O3
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DEGASES CONTAMINANTES NOx EN EL TRANSPORTE
29ª Semana de la CarreteraMartes 25 de octubre. MESA DE PROYECTOS DE INNOVACIÓN6. Innovación
Para obtener α-Fe2O3 se estudia la valorización de los residuos industrialescon propiedades fotocatalizadoras, para su inclusión como aditivos de bajocoste en la preparación de materiales de construcción auto-descontaminantes.
Aplicación sobre los morteros secos, material de construcción muy empleadopara el recubrimiento final de las superficies edificables.
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DEGASES CONTAMINANTES NOx EN EL TRANSPORTE
29ª Semana de la CarreteraMartes 25 de octubre. MESA DE PROYECTOS DE INNOVACIÓN7. Datos contractuales
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DEGASES CONTAMINANTES NOx EN EL TRANSPORTE
Universidad de Córdoba Empresa colaboradora:Investigador principal: Luis Granados Sánchez Grupo PUMADuración: Abril 2012 – abril 2014 (24 meses) Importe: 209.221,38 euros
29ª Semana de la CarreteraMartes 25 de octubre. MESA DE PROYECTOS DE INNOVACIÓN8. Objetivos
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DEGASES CONTAMINANTES NOx EN EL TRANSPORTE
La preparación de un material de construcción (mortero seco), de dosificaciónadecuada, que empleando residuos industriales, actúe como descontaminantede la atmósfera del entorno.
Disminuir los óxidos de nitrógeno (NOx) en la atmósfera y mejorar lascondiciones de habitabilidad de nuestras ciudades, contribuir a combatir laformación de lluvia ácida y minimizar el efecto invernadero (calentamientoglobal).
El empleo de residuos (como fotocatalizadores) junto a materialesfotocatalíticos clásicos (TiO2) para producir materiales descontaminantescompetitivos económicamente con los materiales desarrollados en laactualidad y que puedan emplearse en obras públicas y privadas.
El reciclado de materiales y valorización y aprovechamiento de residuos,minimizando los vertidos.
29ª Semana de la CarreteraMartes 25 de octubre. MESA DE PROYECTOS DE INNOVACIÓN9. Fuentes del residuo
Actividades industriales que generan residuos con alto contenido en hierro
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DEGASES CONTAMINANTES NOx EN EL TRANSPORTE
Corte de granitoArenado de embarcaciones
29ª Semana de la CarreteraMartes 25 de octubre. MESA DE PROYECTOS DE INNOVACIÓN
10.1. Formulación del mortero descontaminante
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DEGASES CONTAMINANTES NOx EN EL TRANSPORTE
29ª Semana de la CarreteraMartes 25 de octubre. MESA DE PROYECTOS DE INNOVACIÓN
10.2. Formulación del mortero descontaminante
Características mecánicas requeridas
Resistencia a la flexotracción a 28 días mayor que 7 N/mm2
Resistencia a compresión según UNE-EN 1015-11 mayor que 30 N/mm2
Resistencia a la abrasión menor que 400 mm3
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DEGASES CONTAMINANTES NOx EN EL TRANSPORTE
29ª Semana de la CarreteraMartes 25 de octubre. MESA DE PROYECTOS DE INNOVACIÓN11.1. Selección de residuos
Residuo procedente del arenado utilizado en las operaciones de Limpieza de la superficie externa de los Barcos en
los astilleros - RLB
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DEGASES CONTAMINANTES NOx EN EL TRANSPORTE
29ª Semana de la CarreteraMartes 25 de octubre. MESA DE PROYECTOS DE INNOVACIÓN11.2. Selección de residuos
Residuo procedente del Tratamiento de Acero en la laminación del acero - RTA
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DEGASES CONTAMINANTES NOx EN EL TRANSPORTE
29ª Semana de la CarreteraMartes 25 de octubre. MESA DE PROYECTOS DE INNOVACIÓN
12.1. Caracterización y adecuación del residuo
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DEGASES CONTAMINANTES NOx EN EL TRANSPORTE
29ª Semana de la CarreteraMartes 25 de octubre. MESA DE PROYECTOS DE INNOVACIÓN
12.2. Caracterización y adecuación del residuo
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DEGASES CONTAMINANTES NOx EN EL TRANSPORTE
Suministro: Gamasur - FCC Ámbito (Campo de Gibraltar)
Cuarteo y secado durante 24 h a 110ºC
Caracterización mineralógica
Molienda mecánica durante: 12h 16h 20h 24h
Calcinación de todas las moliendas a: 600ºC 900ºC 750ºC
Durante: 1h 4h 8h 12h
29ª Semana de la CarreteraMartes 25 de octubre. MESA DE PROYECTOS DE INNOVACIÓN
12.3. Caracterización y adecuación del residuo
Mayor contenido Fe2O3 en:
RLB16C900-1h
RTA900-4h
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DEGASES CONTAMINANTES NOx EN EL TRANSPORTE
29ª Semana de la CarreteraMartes 25 de octubre. MESA DE PROYECTOS DE INNOVACIÓN13. Preparación del mortero
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DEGASES CONTAMINANTES NOx EN EL TRANSPORTE
Mortero con residuos y actividad fotocatalítica
29ª Semana de la CarreteraMartes 25 de octubre. MESA DE PROYECTOS DE INNOVACIÓN
14.1. Capacidad descontaminante del mortero
Propiedad de auto-limpieza, índice R26.
Este índice señala, según norma al respecto, el valor porcentual dedegradación de una solución acuosa de un tinte orgánico (normalmente eltinte rojo del compuesto orgánico Rodamina B) tras 26 horas de exposición ala luz solar y en presencia de un mortero fotocatalítico.
Valores superiores a 40 % de degradación, como en el caso de algunos de losmorteros estudiados, catalogan al mortero como “auto-limpiante”.
De forma visual, el fenómeno de auto-limpieza se observa en la Figura, con ladesaparición de la mancha rosácea central tras la irradiación solar.
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DEGASES CONTAMINANTES NOx EN EL TRANSPORTE
29ª Semana de la CarreteraMartes 25 de octubre. MESA DE PROYECTOS DE INNOVACIÓN
14.2. Capacidad descontaminante del mortero
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DEGASES CONTAMINANTES NOx EN EL TRANSPORTE
29ª Semana de la CarreteraMartes 25 de octubre. MESA DE PROYECTOS DE INNOVACIÓN
14.3. Capacidad descontaminante del mortero
Para estudiar el comportamiento de la degradación de gases NOx por estosmorteros prototipo se realiza un ensayo en el que los morteros objeto deestudio se introducen en un reactor de cuarzo por el que fluye una mezcla deaire/NO de concentración específica.
Durante los 10 primeros minutos la interacción del gas con el mortero ocurreen oscuridad, para lograr la estabilización del sistema
Posteriormente durante un periodo de media hora (desde los 10 a los 40minutos del ensayo) la cámara se irradia con luz solar artificial. En esteperiodo ocurre el proceso fotoquímico de oxidación del gas NO, de cuyaevolución se puede concluir la eficacia que presenta un mortero para laeliminación efectiva de gases NOx en la atmósfera que lo rodea.
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DEGASES CONTAMINANTES NOx EN EL TRANSPORTE
29ª Semana de la CarreteraMartes 25 de octubre. MESA DE PROYECTOS DE INNOVACIÓN
14.4. Capacidad descontaminante del mortero
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DEGASES CONTAMINANTES NOx EN EL TRANSPORTE
29ª Semana de la CarreteraMartes 25 de octubre. MESA DE PROYECTOS DE INNOVACIÓN
14.5. Capacidad descontaminante del mortero
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DEGASES CONTAMINANTES NOx EN EL TRANSPORTE
29ª Semana de la CarreteraMartes 25 de octubre. MESA DE PROYECTOS DE INNOVACIÓN15. Conclusiones
Los residuos ricos en hierro permiten diseñar morteros con buena eficienciafotocatalítica sin alterar sus propiedades para poder ser usados en la prácticacomo morteros de pavimentación.
El uso combinado de los aditivos fotocatalizadores Residuo+TiO2 permite unmejor aprovechamiento de la luz solar traduciéndose en una sinergia positivaque implica una mayor eficiencia.
La formulación original de mortero de pavimentación permite la sustituciónde cemento blanco por cemento gris e incluso una ligera disminución en lacantidad del mismo, lo que implica una disminución del coste.
La inclusión de los aditivos fotocatalíticos en los morteros de cemento gris hapermitido obtener una formulación final con buenas propiedades mecánicasy fotocatalíticas y económicamente viable, como demuestra el excelenteresultado respecto a degradación de gases NOx observado.
EMPLEO DE MATERIALES PARA LA DISMINUCIÓN DEGASES CONTAMINANTES NOx EN EL TRANSPORTE