Acciones de implementación

B4. Caracterización del efecto descontaminante de los materiales fotocatalíticos en escenarios urbanos

Esta Acción fue desarrollada por la Unidad de Caracterización de la Contaminación Atmosférica y COPs y la Unidad de Emisiones, del Departamento de Medio Ambiente de CIEMAT, en colaboración con el grupo FOTOAIR del Departamento de la Energía de CIEMAT, el Ayuntamiento de Alcobendas e INECO.

En la primera fase de la Acción B4 se caracterizó el efecto sumidero de NOx del material elegido para su implementación en calzada a escala real (noviembre 2014-noviembre 2015). Para ello, en una población cercana a Madrid (Alcobendas), se eligió el Paseo de la Chopera como escenario de estudio, una vía rectilínea de doble sentido y con tráfico moderado.

El material fotocatalítico seleccionado se implementó en un área de calzada de aproximadamente 1000 m2, que ocupó 60 m lineales de ambos carriles por sentido de circulación, además de la mediana, de forma que a lo largo de la calle elegida se dispusieron tres zonas consecutivas: calzada convencional-calzada fotocatalítica-calzada convencional. El objetivo de las medidas fue comprobar si se forman gradientes horizontales de NOx por el efecto sumidero inducido por la calzada fotocatalítica.

Antes de aplicar el material fotocatalítico se estudiaron las características ambientales y atmosféricas en superficie y altura de la calle elegida y su comportamiento como fuente lineal de contaminantes atmosféricos. Tras la aplicación del material fotocatalítico (septiembre 2015) se evaluó la capacidad descontaminante de NOx de dicho material. Para ello se desarrollaron las siguientes actividades:

  1. Implementación del material fotocatalítico seleccionado en un área de aproximadamente 1000 m2 (60 m a lo largo de la vía para los dos carriles por sentido de circulación y de la mediana).
  2. Medida en continuo de las concentraciones de los contaminantes gaseosos en superficie y altura, así como de las variables meteorológicas en altura durante dos meses tras la aplicación del material fotocatalítico.
  3. Realización de campañas intensivas de medidas complementarias:
    1. Material particulado en aire y depositado sobre la calzada.
    2. Compuestos Orgánicos Volátiles (COVs).
    3. Tráfico rodado.
    4. Radiación UV-A y temperaturas de paramentos horizontales y verticales de la calle.
    5. Extracción de testigos de la calzada para evaluar el decaimiento de la actividad fotocatalítica y la pérdida de titanio en superficie por el desgaste del recubrimiento debido al tráfico rodado.
    6. Realización de baldeos controlados sobre diferentes áreas de la zona tratada y recogida de lixiviados.

Los resultados obtenidos permiten concluir que:

  1. A pesar de: a) haber utilizado el material que presentaba mejores prestaciones en cuanto a actividad fotocatalítica y durabilidad se refiere, b) haber realizado las medidas de concentración de NO a escasa altura respecto a la superficie tratada, c) haber evaluado los datos asociados a las condiciones meteorológicas óptimas para las cuales se debería observar el máximo gradiente horizontal de las concentraciones debido al efecto sumidero sobre el NO, la aplicación del material fotocatalítico sobre una sección importante de la calzada no permitió detectar ningún efecto de mejora en las concentraciones de NO directamente atribuible a la presencia de dicho material.
  2. Se observó TiO2 depositado asociado a la presencia del recubrimiento fotocatalítico sobre la calzada, observándose una pérdida en el contenido de titanio debido al desgaste originado por el tráfico rodado y, consecuentemente, de actividad fotoactiva bajo ensayo ISO 22197-1:2007 (Acción B1).
  3. Los lixiviados recogidos en la zona tratada indicaron que no se ha depositado ninguna cantidad significativa de nitrato sobre el asfalto fotocatalítico.


En la segunda fase de la Acción B4, (noviembre de 2015-junio 2016) se realizó la caracterización del efecto sumidero de NOx inducido por el material elegido para su implementación en acera a escala real. El escenario elegido fue un doble “street canyon” construido a escala en una zona urbana de Alcobendas próxima a una vía pública, con niveles moderados de contaminación pero no afectada por tráfico directo.

En colaboración con el Ayuntamiento de Alcobendas, y para evaluar la capacidad descontaminante de NOx, se realizaron las siguientes actividades:

  1. Diseño del “street canyon” y elección de su ubicación y orientación más adecuadas para el estudio en función de los parámetros meteorológicos determinantes (radiación y dirección de viento).
  2. Construcción e implementación del “street canyon” consistente en dos calles lineales, paralelas y contiguas, de 20 m de longitud y 4 m de anchura, delimitadas por muros de 5 m de altura y pavimentadas con baldosas del tipo previamente seleccionado en las acciones anteriores del proyecto. Una calle se utilizó como “calle referencia” y la otra como “calle fotoactiva”.
  3. Instalación del sistema experimental en el doble “street canyon”.
  4. Caracterización del comportamiento dinámico y químico de las masas de aire en el “street canyon” antes de implementar el material fotocatalítico.
  5. Instalación de una unidad móvil para la medida en continuo de las concentraciones ambientales de contaminantes gaseosos y diversos parámetros meteorológicos fuera del “street canyon”.
  6. Aplicación del material fotocatalítico seleccionado para su uso en pavimento de acera en una de las calles del “street canyon” y registro en continuo de la concentración de NO y NO2 en ambas calles, así como de los parámetros meteorológicos en la calle tratada.
  7. Realización de campañas intensivas de medidas de concentración de COVs en ambas calles.
  8. Seguimiento de la actividad fotocatalítica del material empleado expuesto a la intemperie (Acción B1).

Los resultados obtenidos tras el análisis de las medidas realizadas no han permitido detectar ninguna reducción de la concentración de NO ambiente atribuible al efecto descontaminante del material fotocatalítico implementado.


En la tercera fase de la Acción B4 (julio a diciembre de 2016), se realizó la caracterización del efecto sumidero de NOx del material elegido para su implementación en fachada a escala real utilizándose la pared exterior del doble “street canyon” orientada al este. Las actividades realizadas en la fachada fueron las siguientes:

  1. Caracterización de la dinámica de la masa de aire cercana a la superficie.
  2. Recubrimiento con ladrillos de cara vista de la pared elegida y aplicación del material fotocatalítico seleccionado.
  3. Instalación del sistema experimental diseñado para caracterizar el efecto sumidero generado por la fachada fotocatalítica y registro en continuo de la concentración de NO, NO2, así como de los parámetros meteorológicos, para la caracterización de posibles gradientes de concentración de NOx en la dimensión paralela o perpendicular a la fachada.
  4. Instalación de una unidad móvil para la medida en continuo de las concentraciones ambientales de contaminantes gaseosos y registro de diversos parámetros meteorológicos fuera del “street canyon”.
  5. Realización de campañas intensivas de medidas de concentración de COVs.
  6. Exposición a la intemperie de testigos de ladrillos tratados con la pintura fotocatalítica para evaluar el posible deterioro de la capacidad depurativa de NOx mediante ensayos con norma ISO 22197-1:2007 (Acción B1).

Los resultados obtenidos tras el análisis de las medidas realizadas mostraron que durante un corto período de tiempo y bajo condiciones ambientales y meteorológicas específicas se pudo observar un corto episodio de reducción significativa de la concentración de NO atribuido inequívocamente a la presencia del recubrimiento fotocatalítico.

Fotos fase 1

Campaña de medida utilizando un Laboratorio Móvil de Calidad del Aire Aplicación de la primera partida del producto fotocatalítico seleccionado en un área de 4 m2 en la calzada del Paseo de la Chopera de Alcobendas Implementación del material fotocatalítico sobre 1000 m2 en la calzada del Paseo de la Chopera Campañas intensivas: Material particulado (TiO2) en aire ambiente y depositado, COVs, tráfico rodado, lixiviados, extracción de testigos.

Fotos fase 2

Área elegida para la implementación del material fotocatalítico seleccionado para su uso en acera en una configuración de “street canyon” en Alcobendas. Construcción del “street canyon” en Alcobendas. Aceras del “street canyon” con baldosas tratadas con material fotocatalítico (izquierda) y sin tratar (derecha). Unidad móvil situada fuera del “street canyon” para la medida en continuo de NO, NO2, O3 y parámetros meteorológicos. Fachada Street Canyon con sensores meteorológicos. Fachada este del Street Canyon con material fotocatalítico aplicado.