Medio Ambiente

Pandilla Juvenil (1ro. 2do. y 3ro. de nivel Secundaria)

PJ-MA-60 Pintura a base de Dióxido de Titanio

Asesor:

Fernando Ayala Autrán[3° Tikal], Yael López Armenta[3° Tikal]

Resumen

El Dióxido de Titanio es un compuesto químico que ha sido utilizado de diversas maneras en la industria. Uno de sus mayores usos, es en la fabricación de pinturas como pigmento blanco. Sin embargo este mismo puede ser empleado para el cuidado del medio ambiente, pues el Dióxido de Titanio aplicado de cierta manera puede provocar un efecto en contra de la contaminación. Hasta el día de hoy, la contaminación del ambiente va subiendo de una manera exageradamente rápida. Y esto solo empeora la salud de las personas, además del aumento del calentamiento global. Al ocupar el Dióxido de Titanio como material fundamental en la elaboración de pintura, se puede apreciar su resultado en la temperatura de la superficie en que esta se aplicó. Pues la absorbe hasta disminuirla, sin aumentar la propia. Las pinturas que normalmente se utilizan para el recubrimiento de construcciones, son una gran fuente de contaminación, pues  despiden gases como el plomo, el mercurio y el cadmio, los cuales son dañinos para el ser humano, afectan gravemente la calidad del aire, incluso en interiores, además de ser nocivos para el medio ambiente y la fauna que lo rodea. Actualmente, se ha generado un contaminante, llamado Ozono Troposférico, el cual se forma con Óxidos de Nitrógeno y Compuestos Orgánicos Volátiles, los cuales se desprenden principalmente de pinturas y barnices, todo esto representa un causante del efecto invernadero, el cual puede provocar enfermedades respiratorias en el ser humano como asma, inflamación pulmonar insuficiencia respiratoria, entre otros síntomas broncopulmonares.

Lonas Pintura a base de Dióxido de Titanio

Trabajo escrito-Pintura a base de Dióxido de Titanio.

Pregunta de Investigación

¿Cómo comprobar la eficacia de la pintura a base de Dióxido de Titanio?

Planteamiento del Problema

Desde 2008 la contaminación aumentó de manera rápida , lo que provocó la decadencia de muchos hábitats y ecosistemas ,así como redujo la calidad del aire y agua al estar estar demasiado contaminadas. Lo que causó que en diversas ciudades con sobre población, la contaminación aumentará aún más creando no solo un problema ambiental sino de salud , por lo que muchas personas comenzaron a padecer de enfermedades respiratorias debido a que el aire era nocivo para los pulmones por tanta contaminación acumulada. Además las pinturas convencionales, son consideradas una gran fuente de contaminación, así como residuos peligrosos, pues aportan elementos dañinos para el medio ambiente, tales como emisión de metales pesados (plomo, cadmio y mercurio).La pintura es un compuesto químico, que contiene compuestos derivados del petróleo. Por lo tanto actualmente rivalizan con las emisiones de los vehículos con motor, convirtiéndose así en uno de los responsables del cambio climático. Sin embargo, la contaminación causada por estas pinturas no solo afectan al medio ambiente, también puede provocar daños a la salud de los seres humanos, ya que contienen compuestos orgánicos volátiles,  por lo que el tolueno está presente. Este compuesto, que se encuentra en los diluyentes y pinturas, tiene un efecto dañino hacia los seres vivos, en especial a los seres humanos.

Antecedentes

El Dióxido de Titanio (TiO2) es una sustancia brillante de color blanco utilizada principalmente como colorante en una amplia gama de productos cotidianos. Se trata del pigmento conocido más blanco y brillante, posee cualidades reflectantes y es capaz tanto de dispersar como de absorber los rayos ultravioleta.

Muy apreciado por su característico color, su capacidad de dispersar la luz y su resistencia a los rayos ultravioleta, el TiO2 es un material comúnmente presente en una gran variedad de productos cotidianos, aporta beneficios notables para la economía y mejora la calidad de vida.

  • En la UE, el TiO2 se emplea en pinturas, plásticos, papeles, fármacos, protectores solares y alimentos, entre otros productos. 
  • Como pigmento blanco, el TiO2 es una de las materias primas más importantes para pinturas y revestimientos. Las pinturas que contienen esta sustancia genera 3500 millones de euros solamente en el mercado del bricolaje.

Su uso específico como colorante para pinturas, el Dióxido de Titanio también se le llama en ocasiones blanco de titanio; el dióxido de titanio se ha convertido en uno de los pigmentos más comunes del mundo y es la base de casi todos los colores de las pinturas. También se encuentra en revestimientos y plásticos. Estas aplicaciones del dióxido de titanio representan más del 50 % de su uso a escala global.

Además de sus usos en la pintura, llega a funcionar en los ámbitos de alimentación como pigmento igualmente, pero se emplea especialmente para mantener los alimentos con una textura y color potenciador. Asimismo está relacionado con los cosméticos y productos en el cuidado de la piel, un ejemplo de los productos con este material más abundante son las cremas y  protectores solares, pues el Dióxido de Titanio es útil para absorber los rayos ultravioleta.

Sin embargo el mayor uso que se le da a este material, es como pigmento en pinturas para estructuras, tales como edificaciones.

El uso del Dióxido de Titanio en pinturas puede tener otra relación en un ámbito distinto, es decir con la fotocatálisis.

La fotocatálisis es un conjunto de compuestos que toman una ventaja de su cualidad semiconductora; ya que estas son capaces de transportar electrones que han sido cargados por una gran fuente de energía como en este caso sería la luz ultravioleta o solar. Este material es muy activo al ser expuesto a la luz solar y es capaz de generar entidades activas, que son los encargados de interactuar con los compuestos que son de alto interés para la degradación al absorber los rayos.

Al estar en las pinturas con dióxido de titanio, estas realizan el mismo procedimiento que la fotocatálisis al no eliminar una sustancia, sino transformarla, en un proceso que genera residuos o subproductos. Y en este caso, al estar hechas para el recubrimiento de edificaciones en ciudades, que muchas veces están muy contaminadas, estas absorben los óxidos de nitrógeno que se encuentran en el ambiente haciendo que desaparezcan y como resultado se obtengan nitritos y nitratos, que son compuestos basados en el nitrógeno al ser transformados.

Teniendo en cuenta todo lo antes mencionado, su uso más influyente, es decir  la razón por la cual el Dióxido de Titanio es utilizado en pinturas es para ayudar en una pequeña o gran cantidad a reducir la contaminación ambiental que hay en el aire.

La contaminación en el aire es producida por una mezcla de partículas sólidas y de gases que son creadas a partir de las emisiones de los automóviles, compuestos químicos que salen de las fábricas, el polvo, pequeño porcentaje del polen y las esporas de moho si estas no son controladas de la manera adecuada. Esto da paso a que se genere el ozono, que es un componente fundamental en la contaminación.

Algunos de estos contaminantes que llegan a acumularse en el aire llegan a ser tóxicos para el ambiente y sobre todo para la salud humana; esto llega a ocasionar que en múltiples personas que viven en ciudades altamente nocivas, lleguen a padecer de enfermedades en el corazón y pulmones.

Debido a esto la pintura de dióxido de titanio es muy útil por todo lo que fue mencionado anteriormente y ayuda en un porcentaje pequeño, pero igual útil, llega a absorber la contaminación nociva que afecta al mundo y sus habitantes en todo sentido.

Objetivo

Comprobar la versatilidad del Dióxido de Titanio como pintura.

Justificación

Hoy en día la contaminación por desechos como sólidos y líquidos va aumentando , pero la que más puede dañar es la líquida , debido a que esta daña a la tierra como la atmósfera al ser humedecida y evaporada , por tales motivos se elaborará una pintura a base de Dióxido de Titanio el cual está hecho a partir sustancias semejantes a las plantas , es muy importante esta pintura debido a que no es como las que son comúnmente comercializadas, sino que provoca el mismo efecto que las plantas , sin embargo ahora deberá  si absorber los líquidos tóxicos. El Dióxido de Titanio es un compuesto químico utilizado como recubrimiento y materiales textiles , pero resalta más en el uso de colorante en pinturas para carreteras , edificios , etc. Este material es muy accesible , ya que lo puedes conseguir en muchos lugares , como tlapalerías y  tiendas departamentales , por lo cual no es difícil tanto elaborarlo como conseguirlo. Este proyecto muestra otra forma en que podemos utilizar otros recursos y que así sean satisfactorios y novedosos para el cuidado del medio ambiente. Además de que así mucha gente se empiece a concientizar por ver cómo es que este material puede contribuir a la baja de contaminación. LaLa contaminación es un fenómeno que afecta el equilibrio de un ecosistema y a todos lo seres vivos que habitan en él. Está puede ser natural, es decir, causada por incendios forestales, terremotos, tsunamis, etc. O ser artificial, lo cual se refiere a  ser provocada por el ser humano, por ejemplo, interrupción en ciclos naturales, mal uso de recursos naturales, etc.

Hipótesis

Si logramos comprobar que la pintura hecha de Dióxido de Titanio absorbe líquidos tóxicos como el colorante, significa que la pintura ya deja ver en claro que puede absorber un objeto contaminante.

Método (materiales y procedimiento)

-Pintura Blanca – 30 GRMS

-Dióxido de Titanio- 25 GRMS.

-2 Láminas

-Termómetro infrarrojo

-2 recipientes

1. Poner en cada recipiente 100 ml de pintura blanca.

2.En uno de los recipientes verter 25 ml de Dióxido de Titanio, mezclarlo y marcarlo como A y al otro recipiente como B

3. Dejar calentar las dos láminas durante 30 minutos y tomar la temperatura.

4. Aplicar a una lámina la pintura A y a la otra la pintura B y dejar secar.

5. Tomar la temperatura de las láminas ya secas.

6.Comparar las temperaturas iniciales de ambas láminas con las temperaturas finales.

Galería Método

Resultados

Al realizar las pruebas el día sábado 27 de febrero a las 3:00 pm con una temperatura ambiental de 30ºC , los resultados que obtuvimos , a los 30 minutos, fueron que la lámina que tenía Dióxido de Titanio (A) se mantuvo a 36.2 grados por debajo de la que no tenía Dióxido en (B) y a los 30 minutos la lámina sin Dióxido se mantuvo un grado arriba de la A con 39.4 grados. Comprobamos que la adición de Dióxido de Titanio las pinturas para recubrimiento de superficies de edificaciones, puede absorber y disminuir el calor que se refleja en la atmósfera, aportando con esto una disminución de la temperatura ambiental, mejorando las condiciones climáticas y evitando el calentamiento global.

Galería Resultados

Discusión

Al comprobar, se puede verificar que el resultado fue el esperado. Por lo tanto, el Dióxido de Titanio ha demostrado ser un material efectivo en el uso de recubrimientos, para evitar efectos dañinos tanto en el seres vivos como en el ambiente, pues ayuda a disminuir la temperatura al absorber y almacenándola en la composición de la pintura, para que así permanezca hasta que esta misma disminuya, sin perjudicar el entorno.

Conclusiones

El proyecto demostró la veracidad del dióxido de titanio como recubrimiento en pinturas y su impacto contra el calentamiento global; ya que con el gran problema que es ahora el aumento de la temperatura en el ambiente y cómo está afectando al ambiente. El resultado confirmó nuestro objetivo inicial, el cual era ver el efecto del dióxido como recubrimiento. Por eso es que se puede tomar en cuenta la idea de emplear más seguido este material para actividades de pintura, para así  generar un gran impacto a las demás personas y se puedan informar de los  usos positivos del Dióxido de Titanio en el ambiente.

Bibliografía

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Uso de Dioxido de Titanio en fachadas y pavimentos para reducir la contaminación. (2016, 2 febrero). Decide_Madrid. https://decide.madrid.es/proposals/7632-uso-de-dioxido-de-titanio-en-fachadas-y-pavimentos-para-reducir-la-contaminacion

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography