El yeso de tierra está hecho de arcilla , arena y, a menudo, se mezcla con fibras vegetales. El material se utiliza a menudo como una capa de acabado estéticamente agradable y también tiene varias ventajas funcionales. Esta capa de yeso natural es conocida por su transpirabilidad, capacidad de regulación de la humedad y capacidad para promover un ambiente interior saludable. En el contexto de regulaciones más estrictas sobre la calidad del aire interior , el yeso de tierra muestra un gran potencial debido a sus propiedades como material de construcción.
Todos los revoques y estucos tienen varias características comunes: todos contienen un componente estructural, un elemento aglutinante y algún tipo de fibra. Por lo general, el término revoque se refiere a un revestimiento de pared hecho de tierra , cal o yeso , mientras que el estuco utiliza un cemento o un elemento aglutinante sintético.
La arcilla , un componente crucial del suelo con partículas menores a 2 micrómetros, exhibe propiedades similares a las del pegamento en presencia de agua debido a su tamaño de partícula extremadamente pequeño y a su alta relación superficie-volumen. Esto le permite unirse de manera efectiva con la arena y las fibras , desempeñando un papel clave para mantener unida la mezcla y asegurarla a la pared. Además, cuando la arcilla está húmeda, su plasticidad mejora la trabajabilidad de las mezclas de yeso.
En el campo de los materiales de construcción a base de tierra, las partículas de arcilla actúan como aglutinantes primarios. Estas partículas no solo proporcionan trabajabilidad durante la fase plástica, sino que también garantizan la cohesión después del secado, lo que contribuye a la integridad estructural de la construcción. Entre los minerales arcillosos más destacados que intervienen en este proceso se encuentran la montmorillonita , la clorita y la illita , cada una de las cuales aporta propiedades distintas a la composición. A pesar de la variación química entre las arcillas, sus fases cristalinas predominantes consisten principalmente en filosilicatos, como los minerales arcillosos mencionados. El componente coloidal incluye además silicatos de aluminio hidratados poco cristalinos , junto con óxidos de hierro y aluminio.
La proporción de arcilla influye significativamente en las características de la mezcla, afectando la resistencia, la contracción y los requisitos de agua de mezclado. Sin embargo, es esencial tener en cuenta que el contenido máximo recomendado de arcilla en la mezcla de tierra es del 25%.
La arena, componente granular del esqueleto, proporciona estructura, durabilidad y volumen a los revoques de tierra. La arena, que está formada por pequeñas partículas minerales derivadas de su material rocoso original, está compuesta predominantemente de dióxido de silicio ( cuarzo ) y se reconoce como una sustancia no reactiva.
La arena se incorpora a la mezcla de yeso no solo con fines estructurales, sino que también cumple una función vital para minimizar la probabilidad de que se formen grietas durante el proceso de secado. Además, la presencia de arena no solo ayuda a prevenir las grietas, sino que también reduce la capacidad de absorción de la mezcla. Este doble impacto indica el cuidadoso equilibrio que se requiere en la composición del suelo para lograr tanto la integridad estructural como la absorción controlada de la humedad.
Dado que la arena se encuentra naturalmente en varios subsuelos , existe la posibilidad de que toda la arena necesaria ya esté inherente al suelo.
En el contexto de mejorar la adherencia y la compatibilidad con diferentes sustratos, se pueden introducir fibras en los revoques de tierra sin comprometer su perfil medioambiental. Diversas fibras naturales, como la paja seca, el cáñamo, las espadañas, la fibra de coco, las conchas y el pelo de animales, resultan ser opciones adecuadas para reforzar los revoques de tierra.
Las investigaciones indican que la inclusión de fibras naturales aumenta moderadamente la porosidad abierta, lo que facilita una mejor interconexión de los poros. Se forma una malla dentro del yeso que mejora la cohesión y proporciona flexibilidad a la mezcla seca.
La arcilla tiende a encogerse y agrietarse durante el secado, y las fibras añadidas contrarrestan eficazmente estos problemas. La presencia de fibras en la mezcla reduce significativamente la contracción por secado, y las fibras más grandes muestran un efecto más pronunciado que las más finas. Esta reducción se atribuye al mayor contenido de agua necesario para la trabajabilidad cuando se añaden más fibras y más finas.
Al analizar los cambios en el rendimiento físico que resultan de la adición de fibras naturales, se observa una reducción en la densidad del material. La densidad aparente disminuye con un mayor contenido de fibras, mientras que la fuerza de adhesión experimenta una tendencia positiva con la adición de fibras, en particular cuando se incorporan más fibras y más finas.
Se ha observado que la adición de fibras a los yesos tiene varios beneficios, entre ellos, una menor densidad, la minimización de las grietas por contracción y una mayor resistencia de adhesión. Si bien la influencia general en la resistencia a la compresión y la resistencia a la tracción puede variar según los materiales de base y las fibras, la conclusión general de la investigación afirma el impacto positivo de la adición de fibras a los yesos de tierra. Esta mejora abarca una menor conducción del calor, una menor contracción por secado y una mejor capacidad de amortiguación higiénica.
El agua desempeña un papel fundamental en la formulación y aplicación del yeso de arcilla, ya que afecta tanto a su trabajabilidad como a su integridad estructural. Como se mencionó anteriormente, la arcilla exhibe propiedades adhesivas en presencia de agua, lo que enfatiza el papel vital del agua en la provisión de soporte estructural. La cantidad de agua agregada está determinada por las características específicas de la arcilla y las proporciones generales de la mezcla.
Sin embargo, el equilibrio entre el contenido de agua y el rendimiento del yeso se hace evidente en la resistencia a la compresión del material. Un aumento en el contenido de agua inicial puede afectar negativamente a la resistencia a la compresión. Lograr un equilibrio es crucial. Para una plasticidad óptima, el requerimiento de agua para los yesos debe estar dentro de los límites líquidos y plásticos del suelo. Optar por un contenido de agua y arcilla cercano al límite líquido puede mejorar la facilidad de aplicación y mitigar el agrietamiento de la superficie. El enfoque recomendado es mantener un contenido de agua inicial entre el 30% y el 40% del peso de la arcilla.
Cabe destacar que a medida que aumenta el contenido de arcilla en la mezcla, también aumenta la demanda de agua. Sin embargo, se debe mantener un delicado equilibrio para evitar posibles grietas por contracción asociadas con un mayor contenido de agua. Lograr una relación óptima entre agua y arcilla es crucial para aprovechar los beneficios del yeso de arcilla y, al mismo tiempo, preservar su integridad estructural.
Se pueden incorporar aditivos a la composición de arcilla, arena, agua y fibra para mejorar diversas propiedades del yeso. Dependiendo de la aplicación, estos aditivos se pueden aplicar selectivamente a la capa final o incluirse en todas las capas. Muchos aditivos de uso común tienen su origen en fuentes naturales o son el resultado de procesos industriales y agrícolas, lo que proporciona un medio rentable para refinar las características del yeso de arcilla. La diversidad de aditivos permite mezclarlos en diversas proporciones, cada una de las cuales induce distintas alteraciones en el yeso. Debido a la ausencia de un modelo teórico integral que explique estos efectos, la predicción del impacto de un aditivo específico en una mezcla de yeso en particular se basa en pruebas empíricas para cada combinación.
El uso principal de los aditivos gira en torno a abordar las debilidades inherentes del yeso de arcilla, como la contracción en seco, la resistencia mecánica o la adhesión. Además, ciertos aditivos tienen como objetivo mejorar las propiedades cruciales para las aplicaciones en interiores, incluida la resistencia térmica y la capacidad de amortiguación de la humedad.
Los biopolímeros son un amplio grupo de aditivos que se producen a partir de plantas o animales. Pueden cumplir muchas funciones: algunos biopolímeros pueden actuar como un pegamento que mantiene unida la matriz, mientras que otros ayudan a rellenar cavidades y complementan la distribución de partículas; ambos aumentan la cohesión. Esto puede generar múltiples beneficios: una mayor densidad a menudo conduce a un aumento de la resistencia general, mientras que los yesos menos porosos resultan más resistentes al agua y duraderos. Algunos biopolímeros también influyen en la viscosidad y procesabilidad del yeso, requiriendo menos agua y, por lo tanto, reduciendo la contracción en seco. [8]
Algunos de los aditivos más comunes para biopolímeros son la pasta de harina de trigo , el estiércol, el jugo de cactus, la caseína (proteína de la leche) y varios aceites naturales como el aceite de linaza . Otros aditivos incluyen: estearato , sebo , tanino , hojas y corteza de ciertos árboles, gomas y pegamentos naturales, algas marinas , leche en polvo o sangre de ganado.
La pasta de harina cocida es un pegamento natural barato que se prepara fácilmente con ingredientes comunes. La mezcla de agua y harina se cuece hasta que el gluten une los elementos de la mezcla, creando un pegamento duradero. En el yeso, la pasta de harina actúa como agente aglutinante y endurecedor.
El estiércol actúa como agente aglutinante y le da más cuerpo al yeso. [ vago ] El estiércol también contiene pequeñas fibras naturales que proporcionan una resistencia a la tracción adicional y reducen el agrietamiento y la erosión hídrica . Los diferentes tipos de estiércol tienen diferentes efectos. El estiércol de caballo tiene un alto contenido de microfibras, pero el estiércol de vaca tiene más enzimas endurecedoras. La gente ha informado de éxito con el estiércol de llama y alpaca . El estiércol debe ser fresco o fermentado cuando se mezcla con yeso, ya que el estiércol compostado pierde sus enzimas y cualidades adhesivas. El estiércol debe tamizarse antes de su uso.
El líquido del cactus tuna solía ser uno de los aditivos más comunes en las Américas . [10] [11]
El jugo de las hojas del cactus tuna cumple muchas funciones. Según algunas fuentes, ayuda a que el yeso se endurezca y aumenta su adherencia . El jugo de cactus también sirve como estabilizador, ya que ayuda a que los yesos de barro sean más resistentes al agua y más duraderos. También evita que se forme polvo.
El jugo de cactus puede aumentar la trabajabilidad del yeso y su capacidad para moldearse en la forma deseada. La trabajabilidad depende del contenido de agua, la forma y la distribución del tamaño de su agregado (como roca, arena, fibra natural, etc.), la edad del yeso y la cantidad de otros aglutinantes naturales (como cal , pasta de trigo , jugo de cactus, aceite vegetal endurecedor , caseína y otras proteínas , etc.). Alterar el contenido de agua, cambiar la mezcla de agregados, remojar la arcilla o cambiar los aglutinantes aumentará o disminuirá la trabajabilidad del yeso. El exceso de agua provocará un mayor sangrado (agua superficial) y/o segregación de agregados (cuando el aglutinante natural y los agregados comienzan a separarse), con el yeso resultante teniendo una calidad reducida. El uso de un agregado con una gradación indeseable puede dar como resultado un diseño de mezcla muy duro con una trabajabilidad muy baja, que no se puede hacer más trabajable fácilmente mediante la adición de cantidades razonables de agua o aglutinante.
El jugo de cactus funciona bien porque contiene pectina , un carbohidrato de cadena larga soluble en agua que actúa como agente aglutinante para aumentar la adherencia de un yeso de barro. La pectina también es responsable de aumentar la resistencia al agua de un yeso de barro y se ha utilizado para mejorar los yesos de cal tanto en México como en el suroeste de los Estados Unidos durante cientos de años.
El jugo de cactus se extrae sumergiendo las hojas cortadas en agua durante dos semanas. [12]
Se pueden añadir algunos subproductos industriales para mejorar las propiedades mecánicas, como la resistencia y la contracción. Los investigadores han probado la ceniza volante, el lodo de piedra caliza, la cal hidráulica y la dextrina y sus efectos sobre el yeso. La adición de lodo de piedra caliza y cal hidráulica dio como resultado una contracción reducida durante el secado, lo que ayuda a prevenir grietas y mejorar la adhesión a la superficie de aplicación. Tanto la ceniza volante como la dextrina mejoraron la resistencia mecánica del yeso. Sin embargo, cabe señalar que la dosis resultó ser muy importante para las propiedades finales, ya que cada aditivo mostró resultados diferentes según la cantidad que se mezcló. [3]
También se pueden incluir residuos de papel en el yeso para mejorar sus propiedades higrotérmicas. Debido a que se trata de un producto de desecho, suele ser muy barato y de fácil acceso. Las investigaciones muestran que la adición de residuos de papel mejora la capacidad de amortiguación de la humedad del yeso de arcilla, al tiempo que reduce su densidad. Esta reducción de la densidad también significa que el yeso se convierte en un mejor aislante térmico. [13]
Los revoques de barro son cada vez más populares en el diseño de interiores debido a sus características sostenibles y ecológicas. El revoque influye en el confort térmico, la calidad del aire interior y la eficiencia energética de forma positiva. Sin embargo, durante el proceso de secado se produce una contracción que afecta a su capacidad de adherirse correctamente a la superficie. [3] Esto se puede solucionar utilizando diferentes tipos de mallas de alambre, utilizando revoques compuestos u otros aditivos. La otra posibilidad es pintar una mezcla de arena y pasta de trigo sobre la superficie sobre la que se aplicará el revoque.
Existen diferentes formas de aplicar el yeso de barro. El yeso se puede aplicar en tres capas, este es el proceso español conocido como 'alisando'. La primera capa es la capa de raspado que proporciona adherencia para la segunda capa, la capa marrón o capa de nivelación. La capa final es la capa de color o capa de acabado. Esta capa suele ser de arcilla con arena pero sin fibra. Otros fabricantes solo aplican la capa de color/acabado. Esta capa única proporciona menos de las ventajas que se comentan más adelante, pero sigue teniendo ventajas en comparación con el yeso.
En principio, todos los revestimientos de paredes tienen un efecto sobre el clima de la habitación: los revestimientos permeables al vapor diseñados para ser conductores capilares permiten que las capas de pared detrás de ellos absorban la humedad y la liberen de nuevo. Debido a la propiedad de los revoques de arcilla de absorber la humedad, se crea un amortiguador en la pared, que absorbe la humedad y la libera de nuevo cuando la humedad del aire es baja. La superficie y el grosor de la pared enlucida tienen la mayor influencia en la capacidad del revoque de arcilla para actuar como amortiguador climático. La mayor parte de la humedad se mantiene en la capa superior del revoque de arcilla, por lo que esta capa es la más importante para el efecto amortiguador climático. La arcilla también tiene una alta capacidad calorífica específica, lo que permite que el revoque de arcilla compense las fluctuaciones de temperatura en la habitación.
La humedad tiene un impacto significativo en el ambiente interior de un edificio. Un exceso de humedad puede provocar la aparición de moho, una mala calidad del aire y daños estructurales. Por el contrario, un ambiente demasiado seco puede provocar incomodidad, afectando tanto a la salud como a la conservación de los materiales. Por lo tanto, una regulación eficaz de la humedad es crucial para un entorno de vida saludable, sostenible y confortable. La arcilla es famosa por su notable capacidad para regular la humedad, una propiedad conocida como amortiguación de la humedad.
La arcilla posee la capacidad única de adsorber y absorber agua. La adsorción se refiere a la retención de humedad en la superficie de las partículas de arcilla, mientras que la absorción se refiere a la absorción de humedad en los poros del material. A medida que aumenta la humedad en un espacio, la arcilla puede absorber el exceso de humedad. A niveles de humedad más bajos, la arcilla libera gradualmente la humedad absorbida a través de la evaporación.
La naturaleza porosa de la arcilla y su gran área superficial específica contribuyen a sus propiedades de amortiguación de la humedad. Los poros actúan como depósitos donde se puede retener y liberar la humedad. Además, el contenido de arcilla desempeña un papel en la amortiguación de la humedad. La arcilla atrae y retiene naturalmente las moléculas de agua. En consecuencia, un mayor contenido de arcilla da como resultado una mejor amortiguación, aunque no se traduce necesariamente en un mejor yeso de arcilla. Sin embargo, la arcilla tiene el inconveniente de encogerse a medida que se seca. Un mayor contenido de arcilla en el yeso de arcilla puede provocar una mayor contracción, lo que puede provocar la formación de grietas.
No solo el contenido de arcilla, sino también la composición mineralógica juegan un papel crucial. La arcilla se considera higroscópica, lo que indica su capacidad para absorber agua del entorno circundante. Esto contribuye a la regulación de la humedad relativa en un espacio. Sin embargo, los diferentes minerales arcillosos muestran una higroscopicidad variable. Por ejemplo, el mineral arcilloso montmorillonita demuestra una alta higroscopicidad, mientras que la caolinita muestra una baja higroscopicidad. En consecuencia, los yesos arcillosos con diferentes composiciones y proporciones tendrán distintas capacidades de amortiguación de la humedad.
El ozono reacciona con muchos materiales de interior, así como con compuestos presentes en el aire interior. Las reacciones entre el ozono y las superficies de los edificios pueden generar y liberar aerosoles y gases cancerígenos irritantes, que pueden resultar irritantes o nocivos para los ocupantes de los edificios. La calidad del aire interior es muy importante, ya que se sabe que la mayoría de las personas en los países desarrollados pasan casi el 90% de su vida en espacios interiores. En el cuerpo humano, el ozono reacciona con las células de los tejidos que promueven la inflamación y el aumento de la permeabilidad del líquido de revestimiento epitelial, lo que permite una mayor penetración de contaminantes del aire pulmonar en el torrente sanguíneo. Varios estudios muestran que existen algunos PRM, materiales de eliminación pasiva, que de forma pasiva, sin utilizar energía, eliminan el ozono del aire interior sin generar subproductos nocivos. El yeso de arcilla para paredes parece un material de eliminación pasiva prometedor para el ozono, debido a su probabilidad relativamente alta de reacción con el ozono.
El ozono se produce en el exterior, pero también hay fuentes de ozono en ambientes interiores, por ejemplo, impresoras láser y fotocopiadoras. Diversas mediciones muestran que la concentración de ozono en interiores sigue de cerca la concentración en el exterior y depende de la tasa de intercambio de aire. La concentración de ozono en interiores dividida por la concentración de ozono en el exterior (I/O) permanece relativamente constante.
Existen muchas fuentes que contribuyen a la contaminación del aire en interiores. Hay contaminantes que se originan en el exterior y contaminantes que se originan en materiales del interior. Los contaminantes del aire exterior se clasifican como contaminantes biológicos (UOB), como ozono, óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, benceno y compuestos de plomo... Los contaminantes que se originan en el interior del edificio son compuestos de construcción y productos químicos liberados por los materiales del interior y contaminantes resultantes de actividades humanas y de máquinas. Se examinan en tres categorías. La primera categoría incluye contaminantes, la segunda incluye gases y productos químicos, y la última, partículas y fibras. Hay dos tipos de contaminantes del aire en interiores. Los contaminantes primarios o COV pueden emitirse directamente desde una superficie. Los contaminantes secundarios o COV son causados por transformaciones en fase gaseosa u oxidación de la superficie. Una diferencia importante entre los COV primarios y secundarios es la evolución temporal. La emisión de COV primarios disminuye a un ritmo predecible y se reduce a niveles más bajos en un año. La emisión de COV secundarios es más prolongada y puede continuar durante varios años. Ejemplos de contaminantes secundarios, más perjudiciales para la salud humana, son los aldehídos, las cetonas y el SOA.
Los materiales de eliminación pasiva son un método alternativo para eliminar el ozono de los ambientes interiores. Las características de un material de eliminación pasiva son: eliminar el ozono de los ambientes interiores sin consumir energía, eliminar el ozono durante un tiempo prolongado, generar una mínima formación de productos de reacción, cubrir una gran superficie y mantener el atractivo estético. Los materiales de eliminación pasiva para el ozono son materiales inorgánicos, incluidos los ladrillos y yesos a base de arcilla.
Se producen dos tipos de reacciones. Las reacciones en fase gaseosa u homogéneas tienen lugar entre el ozono y algunas sustancias químicas que se emiten al aire interior. Por ejemplo, los alquenos emitidos por los materiales de construcción, los muebles y numerosos productos de limpieza y de consumo. Estas reacciones homogéneas pueden producir aerosoles orgánicos secundarios (AOS), así como una variedad de productos oxidados gaseosos. También hay reacciones superficiales o heterogéneas que pueden ocurrir en los muebles, el polvo y la piel humana.
Estas reacciones pueden producir carbonilos, dicarbonilos e hidroxicarbonilos C1-C10, que pueden ser irritantes o dañinos para los ocupantes del edificio.
Al hablar del impacto de la contaminación del aire en interiores sobre la salud humana, es importante tener en cuenta la forma de exposición a los contaminantes, la interacción de los contaminantes con el entorno y la identificación de la fuente. La nariz y los pulmones son las partes del cuerpo humano más expuestas a la contaminación del aire en interiores, por lo que, lógicamente, el sistema respiratorio es el más afectado por la contaminación del aire en interiores. El tamaño de los contaminantes también es un factor importante. Las partículas con un diámetro superior a 10 micras quedan atrapadas en la boca y la nariz, mientras que las partículas más pequeñas pueden pasar por la boca y la nariz al sistema respiratorio. Las partículas más pequeñas, de 2 a 3 micras, pueden pasar por los pulmones y adherirse a los alvéolos.
Velocidad de deposición = es un coeficiente de transferencia de masa que relaciona la concentración de aire a granel con el flujo de ozono hacia una superficie.
El yeso y la pintura de arcilla para paredes tienen una velocidad de deposición muy alta. En general, los materiales vellosos y porosos exhiben velocidades de deposición más altas que las superficies lisas selladas. Las altas velocidades de deposición exhibidas por el yeso o la pintura de arcilla para paredes pueden deberse a la descomposición del ozono catalizada por hierro o aluminio.
2. La probabilidad de reacción es la probabilidad de reacción si una molécula de ozono choca con una superficie. Donde < > es la velocidad de Boltzmann ( para el ozono a 296 K)
Las probabilidades de reacción de la pintura de arcilla en comparación con el yeso de arcilla son mayores. La pintura de arcilla es estadísticamente más reactiva que el yeso de arcilla porque contiene celulosa y ésteres de alcohol, dos componentes que reaccionan con el ozono. Las probabilidades de reacción del yeso de arcilla se deben a su componente principal, la caolinita. La caolinita es un mineral de aluminosilicato hidratado que comprende el 50% del yeso de arcilla. En consonancia con la tendencia de la velocidad de deposición, los materiales vellosos y porosos exhiben mayores probabilidades de reacción que los materiales lisos y no porosos.
3. Rendimiento= el rendimiento molar se define como la tasa de emisión molar de compuestos carbonílicos formados debido a reacciones entre el material y el ozono dividida por el flujo molar de ozono entre la superficie del material.
Entre los materiales altamente reactivos, sólo el yeso de pared a base de arcilla combina rendimientos muy bajos con altas tasas de eliminación de ozono.
El yeso de arcilla para paredes exhibió velocidades de deposición muy altas y rendimientos insignificantes. La arcilla y los materiales que contienen arcilla (por ejemplo, ladrillos) consumen ozono fácilmente, quizás debido a una reacción catalizada por metales presentes en la arcilla. El yeso de arcilla con tasas de absorción de ozono muy altas, tiene cierta rugosidad superficial y porosidad. Varios estudios proponen que el alto contenido de aluminio o hierro y la gran área superficial se combinan para hacer del yeso de arcilla un material de construcción particularmente bueno para eliminar el ozono. Las pruebas de campo muestran que los materiales como la pintura de arcilla y las alfombras se vuelven menos reactivos con el paso de los años, probablemente debido a la oxidación lenta de los revestimientos orgánicos. Este proceso se denomina "envejecimiento del ozono". La arcilla no parece volverse sustancialmente menos reactiva. El yeso de arcilla tiene la capacidad de "regenerarse" después de períodos sin mucha exposición al ozono. Los materiales compuestos de arcilla no son necesariamente buenos para eliminar el ozono. A pesar de que están compuestos de arcilla, las baldosas cerámicas exhiben bajas velocidades de deposición.
La tasa de eliminación de ozono de la superficie de un material ( ) depende de su tasa de deposición de ozono ( ), del área superficial (A) y del volumen (V) del espacio cerrado en el que se coloca el material.
Hay cada vez más pruebas que sugieren el uso de materiales alternativos para interiores que pueden utilizarse para reducir la concentración de ozono en interiores (fase gaseosa) con consecuencias mínimas en términos de productos de oxidación. Estos materiales se denominan PRM. Se sugiere que la eficacia de eliminación de ozono de los PRM podría llegar al 80 %, dependiendo de la superficie del panel y de la velocidad del aire a través del panel.
La pintura a base de arcilla tiene mayores índices de emisión de n-aldehídos en comparación con el yeso de arcilla. La presencia de productos de reacción de n-aldehídos, benzaldehído y tolualdehído condujo a una evaluación inferior de la calidad del aire percibida.
Se ha demostrado que los parámetros del aire interior: humedad relativa, temperatura y concentraciones de ozono influyen en los resultados de las pruebas. Las concentraciones de ozono más altas pueden dar lugar a menores probabilidades de reacción y menores rendimientos. Las probabilidades de reacción también pueden fluctuar si hay modificaciones de la superficie del material (por ejemplo, deposición de aceites de la piel, aceites de cocina), en cuyo caso hay una mayor reactividad. A temperaturas más altas, la velocidad de deposición del ozono es ligeramente mayor. Cuanto mayor sea la humedad relativa, mayores serán las velocidades de deposición del ozono en diferentes superficies y mayor será la tasa de eliminación de la superficie. Cuanto más hidrófila sea la superficie, mayor será el efecto.
La ozonización de espacios interiores se ha utilizado para refrescar el aire interior durante más de 100 años. Varias empresas ofrecen generadores de ozono que afirman eliminar los contaminantes químicos del aire interior. Afirman que el ozono puede oxidar los gases y partículas transportados por el aire hasta convertirlos en dióxido de carbono y vapor de agua, y que también puede eliminar los olores desagradables. Varios estudios han demostrado que el uso de un generador de ozono para mejorar la calidad del aire interior no es la mejor opción. Las concentraciones de ozono inferiores a 100 ppb tienen efectos insignificantes sobre la mayoría de los contaminantes gaseosos. Hay algunos contaminantes del aire interior que reaccionan con el ozono a un ritmo significativo, pero estos compuestos suelen representar menos del 10 % del total de contaminantes en fase gaseosa. También puede ser peligroso utilizar generadores de ozono. Es difícil controlar la concentración de ozono y las concentraciones demasiado altas pueden dar lugar a varias quejas.
En muchos estudios, la arcilla es un material de eliminación pasiva de ozono muy prometedor. Dadas las velocidades de deposición muy altas, reduciría sustancialmente las concentraciones de ozono en interiores sin generar subproductos. Las probabilidades de reacción del yeso de arcilla se deben a su componente principal, la caolinita. La caolinita es un mineral de aluminosilicato hidratado que comprende el 50% del yeso de arcilla. El yeso de arcilla para paredes puede ayudar a mejorar la calidad del aire en interiores, lo cual es muy importante hoy en día, porque la mayoría de las personas pasan el 90% de su vida en interiores.
Los fabricantes de revoques de arcilla a menudo intentan llamar la atención sobre el impacto positivo de sus productos en la calidad del aire, haciendo hincapié en las mejoras que podrían aportar los revoques de arcilla. En la literatura científica, las referencias a la influencia favorable de los revoques de arcilla en la calidad del aire interior son a menudo superficiales, y muchos estudios se centran principalmente en el comportamiento higroscópico o la absorción de los revoques de arcilla.
Un estudio de Darling et al. (2012) [17] concluyó que el yeso de arcilla tiene un impacto positivo en la calidad del aire interior, especialmente en presencia de ozono, con o sin la presencia de alfombra. Los niveles más altos de aceptación de la calidad del aire se observaron cuando solo había yeso de arcilla presente o cuando había tanto yeso de arcilla como alfombra sin ozono. La introducción de yeso de arcilla en una situación menos favorable (alfombra + ozono) dio como resultado concentraciones significativamente más bajas tanto de ozono como de aldehído, lo que mejoró significativamente la calidad del aire interior.
Es fundamental mantener una postura crítica con respecto a la afirmación de que los yesos de arcilla deberían mejorar la calidad del aire interior. Si bien la investigación de Darling et al. (2012) [17] sugiere resultados positivos, es necesario realizar más investigaciones para confirmar estos hallazgos.
Los yesos de barro están compuestos por diversos minerales arcillosos que pueden influir en las propiedades y el rendimiento del yeso de numerosas maneras. Entre estos minerales se incluyen caolín, hallolita, montmorillonita, bentonita, saponita, vermiculita, ilicita, sepiolita y paligorcita, zeolitas (más utilizadas como aditivo), clorita y esmectita. [28]
La distribución global de los minerales arcillosos en los océanos modernos revela patrones. La caolinita y la esmectita se concentran en las zonas tropicales, mientras que la clorita y la ilita predominan en las latitudes templadas y altas. La esmectita, que tiene una alta capacidad de absorción de sustancias orgánicas, influye significativamente en la adsorción de materiales orgánicos en entornos sedimentarios, lo que puede afectar a fenómenos geológicos como la formación de hidrocarburos y la exploración de petróleo y gas. [29] Algunos de estos minerales proporcionan ciertas ventajas en lo que respecta a la calidad del aire interior. A continuación se enumeran los más importantes.
Bentonitas : Las bentonitas activadas con ácido presentan una mayor adsorción de gases, especialmente de , debido a propiedades superficiales cruciales. Sin embargo, el proceso puede reducir el pH y liberar cationes.
Caolinitas : aunque las esmectitas generalmente tienen propiedades superiores de adsorción de gases, las caolinitas se pueden mejorar mediante modificaciones, como el intercambio de caolinita amorfa con metales alcalinos.
Zeolitas : Las zeolitas, que sirven como tamices moleculares , se utilizan para la adsorción selectiva en función del tamaño, con aplicaciones en la captura y purificación de agua.
Arcillas Pilares : Con estabilidad térmica y una gran área superficial, las arcillas pilares se utilizan para la adsorción de gases, incluidos hidrógeno ( ) y óxidos de nitrógeno ( ). [30]
Al adsorber contaminantes, la arcilla incrustada forma enlaces con otras sustancias de tres maneras: a través de enlaces Si-O, grupos OH y fuerzas de van der Waals. Los minerales arcillosos, entre ellos la esmectita, la illita y la caolinita, presentan diferentes capas de arcilla con una configuración específica de grupos Si-O y grupos OH, lo que determina las propiedades físicas y químicas. [31]
Estas propiedades naturales de adsorción se pueden aumentar mejorando determinados parámetros. Es el caso de las propiedades de textura que se mejoran aumentando la porosidad y la superficie específica. Esto se puede conseguir mediante un tratamiento ácido o añadiendo aditivos como otros minerales o sustancias orgánicas.
Las zeolitas tienen un efecto comprobado en la eficiencia de eliminación de COV en el aire interior. Especialmente cuando se utiliza un fotocatalizador, la reacción de adsorción puede ser muy eficaz (hasta un 90 % de eficiencia de eliminación) según algunos estudios, mejorando la calidad del aire interior y el confort olfativo. Como posible aditivo del yeso, las zeolitas también han dado resultados muy prometedores en múltiples estudios, especialmente cuando se utilizan zeolitas naturales. [32] Sin embargo, la concentración de COV adsorbidos por el yeso se volvió a liberar parcialmente más tarde. Cuanto más alta es la temperatura, mayor parece ser este efecto. [33]
El carbón activo también se puede incorporar a una matriz de yeso y ha demostrado tener efectos positivos en la calidad del aire interior. La matriz de yeso se puede utilizar para formar un fregadero modular que se puede instalar y quitar muy fácilmente. La gran ventaja de esto es que las adaptaciones y renovaciones mínimas que necesita la estructura existente para tener este efecto pasivo. La tasa de eliminación de un yeso que contiene carbón activo aumenta cuando la superficie externa y el espesor del fregadero aumentan. Un aumento en la concentración de carbón activo que contiene el yeso también aumentará la eficiencia de eliminación hasta cierto punto. Por encima de una cierta concentración de carbono, esta tasa no aumentará más (por encima del 20% para concentraciones bajas y por encima del 50% para concentraciones altas). [34] Desafortunadamente, en el caso del carbón activo, la adsorción de COV no se revierte fácilmente, lo que significa que el potencial de adsorción de un yeso a base de carbón activo es finito. Por ahora, la vida útil activa de un yeso de este tipo sigue siendo desconocida. Algunos estudios presentan una vida útil posible de 20, pero esto podría ser una gran exageración. Es necesario realizar más investigaciones al respecto. [35]
Diversas modificaciones de minerales arcillosos, incluidas las organomontmorillonitas, demuestran una captura reversible a temperatura ambiente. Los absorbentes compuestos inorgánicos-orgánicos también son adecuados para la captura. Otros estudios también han demostrado que la arcilla como componente puede tener una influencia positiva en la tasa de eliminación de ácidos orgánicos. Es necesario realizar más investigaciones al respecto. [36]
Los revoques de tierra tienen muchas ventajas. Compuestos principalmente de arcilla, arena y posiblemente paja, son un producto 100% renovable y no contienen sustancias nocivas. En comparación con otros revestimientos de paredes, son menos tóxicos y consumen menos energía, ya que se requiere poca energía en la extracción, producción y procesamiento, lo que los hace atractivos para las personas concienciadas con el medio ambiente. Además, son más fáciles de reparar y económicos. Además, los parches de tierra pueden mejorar la PAQ (calidad percibida del aire). Tienen un bajo impacto en el medio ambiente y tienen la capacidad de regular las condiciones hidrotermales del ambiente interior, lo que puede conducir a una mejor salud pública. Al descomponerse, el revoque de arcilla no deja huella ecológica y, como no contiene aditivos sintéticos, se puede reciclar y reutilizar indefinidamente. Es un producto circular. La marga también puede ejercer su papel de regulador de humedad y se puede aplicar a la mayoría de los tipos de soportes para la renovación o en la construcción. Es un material permeable al vapor de agua y tiene una alta capacidad de almacenamiento/liberación de calor, lo que contribuye al confort térmico, la mejora de la calidad del aire y la eficiencia energética. Es un material de origen biológico que tiene una alta transpirabilidad debido a su estructura porosa higroscópica, que también contribuye a amortiguar la humedad.
Sin embargo, el inconveniente es su resistencia mecánica y a la acción de los factores climáticos, su reducida compatibilidad con los materiales de acabado clásicos que se encuentran actualmente en el mercado. Además, los revoques de tierra tienen un alto riesgo de agrietarse durante el proceso de secado debido a su importante contracción y a su alta sensibilidad al agua. Si la mezcla no tiene las proporciones adecuadas de los componentes, pueden surgir muchos otros problemas, como la formación de polvo y grietas. Suelen requerir más mano de obra (costo elevado) que otras formas de revestimiento de paredes y tienen una textura granulada que, al contacto, se mancha. El olor que deja el material también suele resultar molesto. Por último, muchos problemas relacionados con los revoques de tierra aún no se han determinado o a menudo se leen como suposiciones en lugar de hechos. Esto demuestra que el material tiene potencial, pero aún quedan muchas pruebas por hacer.
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