PJ – CM – 158 ECO2LOR

Este proyecto tuvo como objetivo diseñar y evaluar una pintura ecológica llamada ECO₂LOR, elaborada con hidróxido de calcio (Ca(OH)₂), capaz de capturar dióxido de carbono (CO₂) del aire mediante un proceso llamado carbonatación. A diferencia de las pinturas acrílicas tradicionales, esta propuesta busca reducir el impacto ambiental y ayudar a disminuir el CO₂ en la atmósfera.

Para probar su funcionamiento, la pintura se aplicó sobre placas de yeso y se comparó con una pintura comercial. Ambas muestras fueron expuestas a CO₂ y posteriormente se les aplicó ácido acético (vinagre) para detectar la formación de carbonato de calcio. La efervescencia observada indicó que el CO₂ había sido capturado.

Los resultados mostraron que ECO₂LOR capturó más CO₂ que la pintura comercial, demostrando su potencial como una alternativa decorativa y ambientalmente sostenible.

This project aimed to design and evaluate an eco-friendly paint called ECO₂LOR, made with calcium hydroxide (Ca(OH)₂), capable of capturing carbon dioxide (CO₂) from the air through a process called carbonation. Unlike traditional acrylic paints, this proposal seeks to reduce environmental impact and help decrease CO₂ in the atmosphere.

To test its performance, the paint was applied to gypsum boards and compared with a commercial paint. Both samples were exposed to CO₂ and later treated with acetic acid (vinegar) to detect the formation of calcium carbonate. The effervescence observed indicated that CO₂ had been captured.

The results showed that ECO₂LOR captured more CO₂ than the commercial paint, demonstrating its potential as a decorative and environmentally sustainable alternative.

Ipan in tlalticpac, in ehecatl quipiya dióxido de carbono. Ika in pintura ECO₂LOR, in tlatekipanolli tlen cal quimotla in CO₂ huan quipalehuia in tonan tlalli.

Español

“En la Tierra, el aire contiene dióxido de carbono. Con la pintura ECO₂LOR, la ciencia transforma ese gas en materia y ayuda a cuidar nuestro planeta.”

En algún momento todas las personas utilizan pintura en sus hogares, ya sea para mejorar la apariencia de una superficie o para proteger paredes y estructuras. Sin embargo, muchas veces no se considera el impacto ambiental que pueden tener algunos tipos de pintura. Las pinturas acrílicas convencionales suelen elaborarse con compuestos derivados del petróleo y otros materiales que pueden generar contaminación durante su producción o eliminación (Vaciados y Limpiezas, 2015).

Ante esta situación, en los últimos años se ha investigado el uso de materiales más sostenibles que puedan reducir el impacto ambiental de los recubrimientos utilizados en la construcción. Uno de estos materiales es el hidróxido de calcio, el cual puede reaccionar con el dióxido de carbono presente en el aire mediante un proceso químico llamado carbonatación, formando carbonato de calcio, un compuesto sólido y estable (Montes-Hernandez et al., 2007).

Diversos estudios han demostrado que materiales basados en cal pueden captar dióxido de carbono del ambiente y fijarlo químicamente dentro de su estructura, lo que abre la posibilidad de desarrollar materiales que además de cumplir una función decorativa también contribuyan a la reducción de CO₂ en la atmósfera (Pacheco-Torgal & Jalali, 2012).

Por esta razón, el presente proyecto propone el desarrollo de ECO₂LOR, una pintura ecológica a base de hidróxido de calcio capaz de capturar dióxido de carbono del aire mientras se utiliza como recubrimiento decorativo.

Actualmente es importante desarrollar soluciones que ayuden a disminuir el impacto ambiental de las actividades humanas y a mejorar la calidad del aire en los espacios donde vivimos. En este contexto, el proyecto ECO₂LOR propone el desarrollo de una pintura ecológica elaborada con hidróxido de calcio capaz de capturar dióxido de carbono (CO₂) del aire mediante el proceso de carbonatación.

Este tipo de materiales puede representar una alternativa innovadora dentro del área de la construcción y la decoración, ya que además de cumplir una función estética, también podría contribuir a la reducción del CO₂ presente en el ambiente. Si este tipo de pintura se aplicara en hogares, escuelas o edificios, podría ayudar a disminuir parte de las emisiones presentes en espacios urbanos.

Debido a su enfoque ambiental y sostenible, este proyecto se relaciona con los Objetivos de Desarrollo Sostenible 11 (Ciudades y comunidades sostenibles), 13 (Acción por el clima) y 15 (Vida de ecosistemas terrestres), al proponer una alternativa que busca mejorar la calidad del aire y promover el desarrollo de soluciones más responsables con el medio ambiente.

En las últimas décadas, el aumento de dióxido de carbono (CO₂) en la atmósfera se ha convertido en uno de los principales problemas ambientales a nivel mundial. El CO₂ es uno de los gases de efecto invernadero que contribuyen al calentamiento global y al cambio climático, ya que atrapa el calor en la atmósfera y provoca el aumento de la temperatura del planeta (IPCC, 2021).

En México, las emisiones de gases de efecto invernadero han aumentado debido principalmente a actividades como la generación de energía, el transporte, la industria y el crecimiento de las ciudades. De acuerdo con la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales, el dióxido de carbono representa la mayor parte de las emisiones totales de gases de efecto invernadero en el país (SEMARNAT, 2020).

Además, el aumento de estos gases no solo afecta al clima global, sino también a los ecosistemas y a la calidad del aire en muchas regiones. El Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático señala que el incremento de emisiones contribuye a la degradación ambiental y a cambios en los sistemas naturales que afectan la biodiversidad y el bienestar de la población (INECC, 2018).

Pregunta de investigación:

¿Es posible desarrollar materiales que ayuden a capturar dióxido de carbono del aire para contribuir a la reducción de este gas en el ambiente?

Si la pintura ecológica ECO₂LOR captura dióxido de carbono (CO₂) del aire durante su proceso de secado mediante la formación de carbonato de calcio, entonces podrá reducir una mayor cantidad de CO₂ en comparación con una pintura convencional.

Crear una pintura ecológica elaborada con materiales naturales que absorba CO₂ y no dañe al medio ambiente.

1. Diseñar una fórmula de pintura ecológica multifuncional basada en Ca(OH)₂.
2. Comparar la captura de CO₂ entre ECO₂LOR y una pintura comercial.
3. Medir la cantidad de CaCO₃ formado mediante métodos experimentales.
4. Evaluar su durabilidad en agua, sol y uso cotidiano.

ODS 11: Ciudades y comunidades sostenibles
Este objetivo busca lograr que las ciudades sean más sostenibles y que los espacios donde viven las personas tengan una mejor calidad ambiental. El proyecto ECO₂LOR se relaciona con este objetivo porque propone una pintura ecológica que puede aplicarse en hogares, escuelas y edificios, ayudando a capturar dióxido de carbono presente en el aire y contribuyendo a mejorar la calidad ambiental de los espacios urbanos.

ODS 13: Acción por el clima
El ODS 13 promueve acciones para combatir el cambio climático y reducir los efectos del calentamiento global. Este proyecto contribuye a este objetivo al proponer un material capaz de capturar CO₂ del aire mediante el proceso de carbonatación. De esta manera, la pintura ECO₂LOR podría ayudar a disminuir parte de las emisiones de dióxido de carbono presentes en el ambiente.

ODS 15: Vida de ecosistemas terrestres
Este objetivo busca proteger los ecosistemas y conservar la biodiversidad. La reducción de gases contaminantes como el CO₂ es importante para evitar cambios en los ecosistemas y proteger la vida en la Tierra. Al desarrollar una pintura que puede capturar dióxido de carbono del aire, el proyecto ECO₂LOR propone una alternativa que puede contribuir al cuidado del medio ambiente y de los ecosistemas terrestres.

Diversos estudios han investigado el uso de materiales a base de cal como una alternativa para capturar dióxido de carbono del ambiente. Un estudio analizó la elaboración de una pintura a base de cal obtenida de roca caliza con el objetivo de utilizarla como medio de captura de CO₂. La investigación explica que el hidróxido de calcio presente en la pintura reacciona con el dióxido de carbono del aire mediante el proceso de carbonatación, formando carbonato de calcio y fijando el gas en la superficie donde se aplica la pintura (Jaramillo Riofrío & Sanmartín Gutiérrez, 2021).

Otra investigación analizó la captación de CO₂ en materiales elaborados con cal hidráulica y arcillas calcinadas. El estudio demostró que cuando estos materiales entran en contacto con el dióxido de carbono del ambiente ocurre una reacción de carbonatación que permite fijar el CO₂ dentro de la estructura del material (Aristarán, Paulo & Tironi, 2023).

También se ha estudiado el proceso de carbonatación en el uso de nanocales para la consolidación de pinturas murales. Esta investigación evaluó cómo la cal reacciona con el dióxido de carbono del ambiente y forma carbonato de calcio, lo que ayuda a estabilizar el material aplicado en diferentes superficies (Esquivel Álvarez & Filloy Nadal, 2016).

Por otro lado, un estudio publicado en la Revista Legado de Arquitectura y Diseño analizó el uso de pinturas a base de cal como recubrimientos para superficies arquitectónicas interiores. La investigación evaluó distintas formulaciones de este tipo de pinturas y su comportamiento químico cuando se aplican en muros y otras superficies de construcción (Revista Legado de Arquitectura y Diseño, 2022).

Finalmente, diversas investigaciones han analizado la reacción química entre el dióxido de carbono y el hidróxido de calcio para formar carbonato de calcio. Este proceso de carbonatación permite convertir el CO₂ en un sólido estable, lo que demuestra el potencial de los materiales basados en cal para capturar dióxido de carbono del ambiente (Montes-Hernández et al., 2008).

Materiales

• Hidróxido de calcio (Ca(OH)₂)
• Agua
• Placas de yeso
• Pintura comercial (para comparación)
• Dióxido de carbono (CO₂)
• Ácido acético (vinagre)
• Recipientes para preparar la mezcla
• Brocha o pincel para aplicar la pintura

Procedimiento

1. Se preparó una mezcla de pintura ecológica utilizando hidróxido de calcio (Ca(OH)₂) como componente principal.
2. La pintura ECO₂LOR se aplicó sobre varias placas de yeso, que se utilizaron como superficies de prueba.
3. En otras placas de yeso se aplicó una pintura comercial, con el objetivo de realizar una comparación entre ambas pinturas.
4. Una vez aplicadas las pinturas, las muestras se expusieron a dióxido de carbono (CO₂) para permitir que ocurriera el proceso de carbonatación.
5. Después del tiempo de exposición, se aplicó ácido acético (vinagre) sobre las superficies pintadas para comprobar si se había formado carbonato de calcio.
6. La reacción química se identificó mediante la efervescencia observada en las muestras, lo que indicó que el dióxido de carbono había reaccionado con el hidróxido de calcio presente en la pintura.
7. Finalmente, se compararon los resultados obtenidos entre la pintura ECO₂LOR y la pintura comercial para evaluar cuál presentaba una mayor capacidad de captura de dióxido de carbono.

Durante el experimento se comparó el comportamiento de la pintura ecológica ECO₂LOR y una pintura comercial después de ser expuestas a dióxido de carbono (CO₂). Posteriormente se aplicó ácido acético (vinagre) para detectar la formación de carbonato de calcio, lo cual se identificó mediante la efervescencia observada en las muestras.

La reacción química que explica este proceso es la siguiente:

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

Esta reacción muestra cómo el hidróxido de calcio presente en la pintura puede reaccionar con el dióxido de carbono del aire, formando carbonato de calcio, un compuesto sólido estable.

A partir del desarrollo de este proyecto se logró diseñar y elaborar una pintura ecológica llamada ECO₂LOR utilizando hidróxido de calcio (Ca(OH)₂), cumpliendo con el objetivo de crear una alternativa más amigable con el medio ambiente que las pinturas convencionales.

Los resultados obtenidos durante la experimentación mostraron que la pintura ECO₂LOR presentó mayor efervescencia al reaccionar con ácido acético en comparación con la pintura comercial. Esto indica que ocurrió una mayor formación de carbonato de calcio (CaCO₃), lo que confirma que el hidróxido de calcio presente en la pintura reaccionó con el dióxido de carbono (CO₂) mediante el proceso de carbonatación.

La formación de burbujas permitió comprobar de manera experimental que el CO₂ fue capturado y fijado químicamente en la pintura durante el tiempo de exposición. Este resultado coincide con estudios previos sobre carbonatación mineral en materiales basados en cal, donde se ha demostrado que el hidróxido de calcio puede reaccionar con el dióxido de carbono del ambiente para formar compuestos estables.

Finalmente, las pruebas realizadas mostraron que la pintura puede mantenerse sobre superficies similares a paredes, lo que sugiere que ECO₂LOR podría utilizarse en espacios como escuelas y hogares, no solo con una función decorativa, sino también como una alternativa que contribuye a la captura de dióxido de carbono y a la promoción de soluciones más sostenibles.

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