Pavimento de blocos de concreto fotocatalítico | Téchne

Artigo

Pavimento de blocos de concreto fotocatalítico

Edição 172 - Julho/2011

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O tráfego é identificado como uma das principais fontes de poluição do ar nas zonas urbanas. Esta questão assume uma séria e crescente preocupação, dado aos riscos substanciais à saúde dos cidadãos determinados pelo aumento da concentração de poluentes atmosféricos como os óxidos de nitrogênio (NOx).

O aumento da emissão de gases como os óxidos de nitrogênio (NOx) pode causar chuva ácida, ozônio ao nível do solo (troposférico), além de contribuir com o aquecimento global. Ressalta-se também que o NOx na atmosfera é de grande preocupação, pois a exposição em longo prazo pode causar agravos à saúde humana (Leite et al., 2008).

De acordo com Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (Cetesb, 2009), o último relatório anual da qualidade do ar no Estado de São Paulo mostra que o ozônio é o poluente que mais ultrapassou os padrões de qualidade do ar (320 μg/m3); em 2009 foram 57 dias acima dos níveis. Segundo Bergin et al. (1998), o padrão de qualidade do ar com relação ao ozônio não pode ser alcançado sem uma significativa redução das emissões de óxidos de nitrogênio (NOx) e compostos orgânicos voláteis (COVs).

João Victor Staub de Melo
Doutorando em Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Catarina, victor@ecv.ufsc.br

Glicério Triches
Professor-doutor do Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Catarina, ecv1gtri@ecv.ufsc.br

Joe Villhena
Doutorando em Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Catarina, villena@ecv.ufsc.br

Ramon Knabben
Mestrando em Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Catarina, ramonk@pop.com.br

Devido ao grande crescimento da frota de veículos nas cidades, as medidas atuais tomadas para combater a poluição do ar não são suficientes para o cumprimento dos padrões de qualidade do ar estabelecidos pela legislação vigente e pela Organização Mundial de Saúde (OMS). Esta problemática tem estimulado a busca de novas tecnologias para reduzir os níveis de poluição urbana, com o objetivo de tornar as cidades mais habitáveis.

Estudos no campo da nanotecnologia têm demonstrado a possibilidade de produção de materiais e produtos com novas propriedades, com objetivo de ampliar o desempenho, a funcionalidade e durabilidade dos materiais. A nanotecnologia é a tecnologia que permite a manipulação da estrutura da matéria em pequeníssima escala, da ordem do nanômetro (10-9 m), gerando assim materiais e estruturas com características diferentes daqueles utilizados correntemente (Cortez, 2008).

Em rodovias, a aplicação da nanotecnologia é recente. Apresenta-se, todavia, com um grande potencial para propiciar um aumento significativo no desempenho do revestimento pela obtenção de materiais mais resistentes à deformação permanente, à fadiga, ao dano por umidade e menos susceptível à variação térmica e ao envelhecimento. Também poderão ser desenvolvidos materiais com propriedades amigáveis ao usuário e ao meio ambiente como, por exemplo, revestimentos de pavimentos com ação fotocatalítica.

A pavimentação fotocatalítica é considerada uma tecnologia promissora para o combate à poluição do ar em grandes cidades. Esta tecnologia baseia-se nos processos oxidativos avançados (POA), pela fotocatálise heterogênea que utiliza semicondutores como o dióxido de titânio (TiO2). A incorporação de dióxido de titânio (TiO2) em combinação com o cimento Portland gera materiais com propriedades fotocatalíticas, ou seja, uma matriz de cimento capaz de capturar e degradar poluentes atmosféricos como os óxidos de nitrogênio (NOx).

O princípio de funcionamento do processo de fotodegradação de poluentes atmosféricos é baseado nas propriedades do semicondutor TiO2. A partir da incidência da radiação solar UV-A (faixa ultravioleta A – 315 a 400 nm) na superfície do pavimento fotocatalítico, radicais hidroxila (OH•) são gerados, e estes são capazes de degradar os óxidos de nitrogênio (NOx) por reações químicas de oxirredução. O produto da reação são íons de nitrato (NO3 –) fixados na superfície do pavimento. Estes sais (NO3 –) depositados na superfície da pavimentação são removidos (solubilizados) pela ação da água de chuva e podem ser absorvidos pelas plantas como nutrientes do crescimento.

As peças pré-moldadas de concreto com sua grande diversidade de formatos, cores e modos de aplicação apresentam grande atrativo para pavimentação de calçadas, estacionamentos, praças, áreas de lazer e ruas com baixo e médio volume de tráfego. Nesta perspectiva, junto com a possibilidade de aplicação perto das fontes móveis de poluição e a fácil exposição à luz solar, torna-se oportuno o desenvolvimento de peças pré-moldadas de concreto com propriedade fotocatalítica.

Este artigo apresenta os resultados de uma pesquisa sobre a eficiência de peças pré-moldadas de concreto (PPC) para pavimentação em que a superfície foi modificada nanometricamente para torná-la fotocatalítica, com o objetivo da purificação do ar em grandes metrópoles.

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