Cómo crear ‘árboles artificiales’ ayuda a paliar la polución de las ciudades

Como nos explicaron en el colegio, los árboles absorben dióxido de carbono y emiten oxígeno a la atmósfera, lo que les convierte en purificadores naturales del aire. Sin embargo, la mayor parte del espacio de las ciudades está ocupado por asfalto, edificaciones y vehículos altamente contaminantes, dejando poco margen para construir zonas verdes.

Una situación que viven muchas ciudades y que se da de bruces con una realidad: La contaminación del aire es la causante de la muerte prematura de siete millones de personas al año en todo el mundo y de la pérdida de millones de años de vida saludable, según la Organización Mundial de la Salud (OMS).

La mala calidad del aire que respiramos puede provocar una reducción del crecimiento y de la función pulmonar de los niños, así como infecciones respiratorias y agravamiento del asma. En los adultos, la cardiopatía isquémica y los accidentes cerebrovasculares son las causas más comunes de muerte prematura atribuible a la contaminación del exterior.

Además, otras dolencias como la diabetes y las enfermedades neurodegenerativas están encontrando vínculos con la polución, como explica la OMS.

En este contexto, en el que el organismo de Naciones Unidas añade que 99% de las personas respiramos aire insalubre, nos preguntamos ¿y si pudiéramos crear ‘árboles artificiales’ con capacidad descontaminante aprovechando las infraestructuras existentes en las grises ciudades?

La realidad es que esto ha dejado de ser ciencia ficción hace años, pudiéndose aplicar en la actualidad la reacción química de la fotocatálisis en productos como pinturas, cerámicas, vidrios o telas, entre otros materiales, para convertir objetos cotidianos en purificadores del aire, simulando la acción que realizan los propios árboles.

La fotocatálisis hace uso de un material semiconductor como el dióxido de titanio que, en presencia de luz (natural o artificial) y humedad, reacciona eliminando elementos contaminantes como el óxido de nitrógeno y convirtiéndolo en otras sustancias fáciles de desechar y limpiar con, por ejemplo, agua de lluvia. Y, lo más importante, inocuas para la salud.

“El proceso fundamental para la vida es la fotosíntesis: las plantas cogen luz del sol y con el CO2 del aire y la humedad son capaces de generar glucosa y liberar oxígeno. Sin esto no hay vida”, explica a esta revista Hermenegildo García, investigador y catedrático de la Universitat Politècnica de València (UPV).

Y este proceso que parece cotidiano y natural resulta ser muy complejo. “En el laboratorio estamos muy lejos de simular algo parecido a las plantas, porque no sabemos reproducir la sofisticación y el orden con que actúan, pero hemos logrado transformar las moléculas más reactivas del aire con un material como el dióxido de titanio”, añade García, que ha sido reconocido con el Premio Nacional de Investigación 2021.

Esta reacción química lleva aplicándose con estos fines de purificar el aire desde hace más de 50 años. Fue en 1968 cuando los científicos japoneses Honda y Fujishima de la Universidad de Tokio descubrieron el efecto de la luz sobre el dióxido de titanio y crearon la primera generación de productos fotocatalíticos de cementos. 30 años más tarde se utilizó en productos húmedos, en concreto, en pinturas, con mayor eficacia y capacidad de eliminar malos olores. Y en 2004 nace la tercera generación que, haciendo uso de la nanotecnología, tiene una eficacia mayor que sus predecesoras.

“La nanotecnología es lo que va a cambiar el planeta, porque con ella necesitamos mucha menos cantidad de materia prima para hacer mucho más”, afirma Joaquín Piserra, CEO de Pureti, la empresa americana, radicada en España, que conjuga en su nombre el término inglés pure (puro) y el elemento químico del titanio, con símbolo Ti.

Pureti es una base acuosa con óxidos de metales en nanopartículas, que cuando es impactado por rayos ultravioletas de la luz solar o de lámparas fluorescentes oxida el aire y las superficies: “Es como cuando de pequeño te hacías una herida, te ponían agua oxigenada y salían burbujitas. Eso es lo que ocurre a nivel atómico molecular en una superficie tratada con Pureti”.

De esta manera, y según anuncia la compañía, cada metro cuadrado de superficie aplicada con Pureti sería el equivalente a la acción purificante de un árbol maduro.

Este producto es aplicado por profesionales especializados mediante unas pistolas específicas a diferentes materiales como cerámicas para cubrir fachadas de edificios, hormigones para construir túneles, en interiores para pintar paredes o armarios bacteriológicos, en plásticos como el césped artificial, o en telas de sombrillas, toldos o asientos de transporte público.

Dentro de Horizonte 2020 de la Unión Europea, Pureti fue el proyecto ganador del concurso iScape para descontaminar ciudades con tecnología fotocatalítica. En un ensayo realizado por la Universidad de Bolonia (Italia) y el Joint Research Centre (el servicio de ciencia y de conocimiento de la Comisión Europea), comprobaron que la aplicación de este producto en calles y aceras hasta una altura de 5-6 metros disminuía la polución una media de entre un 10 y un 20%. Pero el resultado más óptimo se obtenía a la altura de las personas, con una reducción del 40% de la contaminación.

“No tienes la misma polución si vives en un quinto piso que en un primero. La polución se queda en los primeros 4-5 metros de altura y donde más se acumula es en el primer medio metro, es decir, en la cabecita de los niños, de los cochecitos de bebés que están a la altura de los tubos de escape”, subraya Piserra.

Madrid, ciudad laboratorio

La ciudad de Madrid puede presumir de llevar 14 años apoyando la investigación y desarrollo de productos fotocatalíticos para mejorar la calidad del aire de la capital.

Y los resultados no han sido tan óptimos como esperaban: “Aplicamos con fondos europeos 90.000 m2 de producto descontaminante en Chamberí y comprobamos que a ras de suelo se redujo el dióxido de nitrógeno entre un 10 y 30%, pero donde respiramos, que es a 2 metros, la disminución fue de entre un 1 y un 4% de NO2”, explica a esta revista Emilio Martínez, jefe del Servicio de Infraestructuras Viarias de la Dirección General de Conservación de Vías Públicas del Ayuntamiento de Madrid.

Comenzaron esta andadura porque este sistema ya estaba mostrando eficacia en la descontaminación de aguas.

Han participado desde 2008 en proyectos europeos y han fomentado la investigación de estos productos con diferentes organismos y proveedores para comprobar sus resultados, pero también para que su puesta en marcha no tuviera consecuencias negativas como el hallazgo de nanopartícula de dióxido de titanio en el aire, la disminución de la visibilidad de las señales de tráfico horizontales o algún cambio en las característica de los materiales, como la posibilidad de que el pavimento se volviera resbaladizo tras su aplicación.

Con estos cabos atados en los diferentes ensayos que han realizado tanto en laboratorio como en las calles de la capital, el último proyecto llevado a cabo de estas características ha sido en el marco de la Zona de Bajas Emisiones de Especial Protección de Plaza Elíptica, donde se ha actuado sobre una superficie de unos 4.750 m2, para lo que se han utilizado 475 litros de solución fotocatalítica. Esta acción tiene como objetivo eliminar la contaminación producida por el equivalente a 950 vehículos al año.

Sin embargo, explica Martínez, “las medidas más efectivas son las que inciden directamente sobre las emisiones, es decir, las que reducen el tráfico en la zona. La aplicación de producto fotocatalítico es un complemento para reducir lo que ya está emitido, pero es una contribución pequeña sobre el total”.

“Solo con cubrir todas las fachadas y aceras de la Comunidad de Madrid no solucionaríamos el problema de las emisiones dióxido de nitrógeno”, explica este experto del Ayuntamiento de la capital, que, no obstante, ya está premiando en sus adjudicaciones de contratos públicos el uso de materiales fotocatalíticos y lo ha incluido en su tabla de precios como criterio medioambiental.

Una cuestión que tiene además que ver con otro efecto positivo de esta solución, la de autolimpieza del propio producto: “Se trata de una característica que también le interesa al Ayuntamiento”, concluye.

Las dudas sobre el dióxido de titanio

El dióxido de titanio es el noveno mineral más común en el planeta también conocido como pigmento blanco. Es por ello también una materia prima muy económica. Por esta razón lo podemos encontrar en muchos productos como cremas solares, dentífricos, papelería, pinturas o productos alimentarios como mayonesas, chicles o pastelería. En todos los casos, este elemento otorga mayor blancura y brillo y, en las lociones solares, protección de la piel, dado que absorbe la radiación.

Sin embargo, en 2021 Europa lo prohibía como aditivo alimentario (E171) por no poder garantizar su seguridad, sobrevolando sobre este mineral una sombra que puede generar en los ciudadanos dudas sobre su uso y toxicidad.

Esta posible inseguridad, se aclara en la web de la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA), se produce exclusivamente cuando es utilizado como aditivo alimentario.

En este sentido, los expertos consultados coinciden: “Son cosas distintas. Claro que es tóxico ingerir nanopartículas de titanio, como la mayoría de óxidos o metales que no son compatibles con la ingesta. Pero, por ejemplo, el 90% de la composición de las cremas solares es dióxido de titanio y nos las ponemos sobre la piel. Todo depende de la aplicación que le des”, explica Ana Iglesias Juez, investigadora del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, a esta revista.

“Lo importante es que el dióxido de titanio se combine con aditivos que estabilicen el material, para que no se descomponga y pueda traspasar al cuerpo humano. Siendo así, no hay nanotoxicidad”, añade.

El mismo Ayuntamiento de Madrid, como se ha mencionado anteriormente, incluye en sus pruebas la detección de nanopartículas de dióxido de titanio en el aire dando resultados favorables para su uso seguro.

Limpieza y desinfección

Además de no ser potencialmente peligroso, el uso del dióxido de titanio como material semiconductor para la fotocatálisis posee otras ventajas: “El efecto fotocatalítico de degradar las distintas moléculas que se van depositando en una superficie convirtiéndolas en sustancias que se lavan con la lluvia, por ejemplo, tienen un efecto de autolimpieza y antibacteriano. Estas sustancias oxidantes atacan el ADN de los microorganismos destruyéndolos”, explica Moisés Cánle, coordinador del grado de Nanociencia & Nanotecnoloxía de la UDC (Universidade da Coruña).

Lo que sitúa a esta tecnología como un potente blanqueante y limpiador para fachadas de edificios o desinfectante para espacios especialmente vulnerables para la salud como centros médicos u hospitalarios.

La Clínica Planas de cirugía y medicina estéticas (Barcelona) aplicó con la aparición de la covid-19 la solución de Pureti en su centro para mantener un aire más puro en presencia de la luz solar: “Esto implica que el proceso de eliminación de virus y bacterias se pone en marcha cada vez que sale el sol”, explican desde la compañía.

Por tanto, el uso de la fotocatálisis, además de mejorar la calidad y salubridad del aire, puede ahorrar costes de limpieza y desinfección. “Se ahorra una barbaridad en mantenimiento; las empresas de limpieza de edificios no nos lo han puesto fácil y no les culpo. La nanotecnología va a destruir muchos puestos de trabajo, pero creará otros diferentes”, afirma el CEO de Pureti en España.

Una colaboración a tres

Pureti es una de las principales empresas que comercializan productos fotocatalíticos en España. Y si bien no es la única, ha logrado generar una colaboración a nivel nacional que permite ver en las calles de las ciudades españolas uno de los productos más visibles con la aplicación de esta tecnología.

“En 2018 desarrollamos unos innovadores parasoles con el objetivo de contribuir a que las terrazas de nuestros clientes hosteleros fuesen unos espacios más sostenibles en los que socializar desde el punto de vista ambiental”, explica Patricia Leiva, directora de Comunicación Corporativa, Relaciones Institucionales y Sostenibilidad de Mahou San Miguel, a esta revista.

De esta manera es como las terrazas de bares y restaurantes de España se están llenando poco a poco de sombrillas fotocatalíticas, en las que se puede leer “este parasol contribuye a que respires un aire más puro”, que equivalen cada una de ellas a dos árboles maduros.

Comenzaron distribuyendo mil unidades de estas sombrillas en más de 200 establecimientos de ocho ciudades con elevados índices de contaminación: Madrid, Granada, Málaga, Lérida, Bilbao, Pamplona, León y Burgos. Debido a su “muy buena acogida”, afirma Leiva, la cervecera aumentó en 20.000 las unidades distribuidas por España el siguiente año a su estreno, correspondiendo al 40% de parasoles que se renuevan anualmente.

Desde entonces hemos continuado ampliando esta iniciativa año a año y, en la actualidad, contamos un parque de parasoles por todo el territorio nacional equivalente a un bosque de 80.000 árboles”, subraya Leiva.

Un resultado que ha sido posible gracias a su proveedor de parasoles Ezpeleta.

“En la primavera de 2018 nos llama Mahou San Miguel y nos dice que hay una lona publicitaria en Madrid de una empresa de cosméticos (Shiseido) que decía que ayudaba a respirar un aire más limpio. Nos pareció una oportunidad muy interesante, nos pusimos a investigar, y ese mismo verano estábamos administrando los primeros parasoles con esta tecnología”, explica a Haz Miguel Ardao, director general de la compañía gallega.

Estos parasoles son tratados con Pureti a través de unos pulverizadores específicos y secado con calor especial que hacen que la tela integre el nanofilm de dióxido de titanio que se aplica. Ardao afirma que queda tan fusionado el producto con el tejido que garantizan que el efecto purificador persiste tras cinco años de vida del parasol.

Esta colaboración a tres entre Pureti, Ezpeleta y Mahou San Miguel que cuenta ya con más de 40.000 parasoles en las terrazas de la hostelería española continuará porque, de hecho, ya ha traspasado fronteras: “En 2021 ampliamos este proyecto fuera y ya hay clientes de Estados Unidos, Holanda, Portugal, Reino Unido, Francia e Italia que cuentan con parasoles sostenibles”, concluye Leiva.

¿Quién paga ‘lo verde’?

Lo cierto es que, a pesar del efecto purificador del aire, su capacidad de autolimpieza y antibacteriana, los productos fotocatalíticos no terminan de penetrar en el mercado español.

Son varias las causas que frenan su expansión en el país europeo que cuenta con mayores horas de sol junto con Portugal, Grecia, el sur de Italia y Francia y la costa croata, con una media de entre 2.500 y 3.000 horas de luz plena al año. Es esta, la luz, uno de los requisitos fundamentales para que se produzca la fotocatálisis.

“El problema es: ¿Quién paga ese sobrecoste que mejora el medio ambiente?”, se pregunta el catedrático de la Universitat Politècnica de València (UPV), que explica como en Alemania se han rebajado impuestos a aquellos materiales de construcción que favorezcan la sostenibilidad medioambiental. “En España no se ha conseguido este beneficio”, apunta, a lo que añade el CEO de Pureti que “el 90% de las licitaciones de obras públicas en España prioriza el precio”, de manera que incrementar en unos euros el metro cuadrado de asfalto, pintura o tela por ser fotocatalítica perjudica la adjudicación.

En el caso de la empresa gallega de parasoles son ellos mismos los que asumen el coste como parte de su responsabilidad social. Por este motivo venden al mismo precio la sombrilla descontaminante que la convencional, eso sí, en tres de los colores disponibles, lo que les permite “hacer economía de escala y minimizar el coste de regalar esta tecnología descontaminante”, explica el director de Ezpeleta.

El Premio Nacional de Investigación 2021 ve en las colaboraciones del sector privado la manera de financiar esta tecnología y aplaude la apuesta de Mahou San Miguel por desplegar productos fotocatalíticos por toda España.

Por su parte, la cervecera señala que “cualquier proyecto de innovación, especialmente cuando se trata de desarrollar materiales más sostenibles supone un esfuerzo económico de inicio, pero el beneficio que aporta a la sociedad supera con creces la inversión que hemos realizado”.

Cambio de paradigma

Más allá del coste de ‘lo verde’, el director de Pureti señala como hándicap el cambio de mentalidad que requiere el desarrollo de esta tecnología: “El que ha estado vendiendo puertas para edificios toda la vida tiene que aprender a explicar a su mercado que sus puertas ahora se autolimpian, purifican el aire, tienen un factor de sostenibilidad, etc. Es value for money (valor por dinero), pero necesita mucho marketing detrás, porque tienes que conseguir hacer visible algo invisible”.

Es precisamente esta cuestión la que puede ralentizar su desarrollo: ante un problema poco visible como la contaminación, salvo las excepcionales boinas sobre ciudades como Madrid, se está aplicando una solución que también lo es: un producto transparente.

Para hacer pedagogía con los ciudadanos, además de la leyenda que lleva cada parasol de Ezpeleta, en el mástil se ha incluido un código QR que redirige a un vídeo explicativo. La cervecera ha hecho “un esfuerzo por contar a los consumidores en qué consisten los parasoles, el material del que están fabricados y por qué son sostenibles”, señala Leiva.

Un cambio de mentalidad que llevará tiempo, como ha sucedido con otros avances tecnológicos como el coche eléctrico: “Si yo te digo hace 50 años que me voy a comprar uno me dirías que es tirar el dinero, pero hoy en día tiene sentido”, señala Piserra. Un camino que está más avanzado en los países asiáticos, según García Gómez: “Las empresas japonesas han apostado desde los años 90 por la fotocatálisis y por purificar el aire doméstico con esta tecnología”.

En cualquier caso, desde distintos organismos, encabezados por la Organización Mundial de la Salud, se urge a mejorar la calidad del aire para reducir cuanto antes que la casi totalidad del mundo respire aire contaminado. La fotocatálisis ha demostrado ser una ayuda o complemento para ello. Por esto, el profesor Cánle le augura un futuro “espléndido”: “Creo que es una tecnología que va a aportar muchísimo a la mejora ambiental de espacios urbanos e interiores y en diversos tipos de industria como por ejemplo la de potabilización de aguas o de tratamiento de aguas residuales. No tengo ninguna duda”, concluye.