Estudo sobre argamassas autolimpantes: incorporação de dióxido de titânio em argamassa para fotocatálise de contaminantes orgânicos e bactérias em luz visível

Abstract

A crescente preocupação com a poluição atmosférica e os danos estéticos e funcionais causados às fachadas de edifícios pela deposição de poeira, poluentes e microrganismos impulsionou o interesse pela aplicação de tecnologias fotocatalíticas na construção civil, conferindo características autolimpantes a concretos e argamassas. Entre as abordagens existentes, destaca-se o uso do dióxido de titânio (TiO₂), que pode ser aplicado em argamassas tanto como aditivo quanto como revestimento superficial por meio de tintas ou suspensões. O dióxido de titânio é amplamente estudado por seu baixo custo e alta eficiência; entretanto, sua ativação ocorre predominantemente sob radiação ultravioleta, limitando sua utilização. Para superar essa limitação, a dopagem com metais nobres como a prata tem sido explorada, promovendo a ativação do TiO₂ sob luz visível e aprimorando suas propriedades antimicrobianas. Estudos mostram que o método de revestimento com tintas contendo TiO₂ é mais eficiente na degradação de poluentes como óxidos de nitrogênio (NOₓ), compostos orgânicos e microrganismos, devido à maior exposição de sítios ativos do fotocatalisador na superfície da argamassa. Por outro lado, a incorporação de TiO₂ como aditivo na matriz cimentícia apresenta limitações, como baixa acessibilidade das partículas às reações fotocatalíticas e impactos na trabalhabilidade e resistência mecânica da argamassa, embora o uso de aditivos plastificantes possa mitigar esses efeitos. Em termos de durabilidade, argamassas revestidas com tintas à base de TiO₂ demonstraram maior resistência a desgastes por intempéries em comparação à aplicação por suspensões, enquanto aquelas com TiO₂ incorporado como aditivo apresentaram aumento progressivo na eficiência fotocatalítica devido à exposição gradual das partículas pela abrasão superficial. Com base nos resultados revisados, conclui-se que as tintas à base de TiO₂ possuem maior potencial para aplicações em larga escala na construção civil, devido à combinação de eficiência fotocatalítica em luz visível e resistência ao desgaste. Este trabalho realiza uma revisão bibliográfica para avaliar diferentes métodos de aplicação do TiO₂ em argamassas e seus impactos na degradação de poluentes orgânicos, inorgânicos e microrganismos, discutindo ainda os efeitos do fotocatalisador nas propriedades físicas, químicas e mecânicas das argamassas.

The growing concern about air pollution and the aesthetic and functional damage caused to building facades by the deposition of dust, pollutants, and microorganisms has driven interest in the application of photocatalytic technologies in civil construction, granting self-cleaning properties to concrete and mortars. Among the existing approaches, the use of titanium dioxide (TiO₂) stands out, as it can be applied to mortars either as an additive or as a surface coating through paints or suspensions. Titanium dioxide is widely studied due to its low cost and high efficiency; however, its activation occurs predominantly under ultraviolet radiation, limiting its use. To overcome this limitation, doping with noble metals such as silver has been explored, enabling TiO₂ activation under visible light and enhancing its antimicrobial properties. Studies show that the coating method using TiO₂-based paints is more efficient in degrading pollutants such as nitrogen oxides (NOₓ), organic compounds, and microorganisms, due to the greater exposure of the photocatalyst's active sites on the surface of the mortar. On the other hand, the incorporation of TiO₂ as an additive in the cementitious matrix presents limitations, such as low accessibility of particles to photocatalytic reactions and impacts on the mortar's workability and mechanical strength, although the use of plasticizing additives can mitigate these effects. In terms of durability, mortars coated with TiO₂-based paints demonstrated greater resistance to weathering compared to applications using suspensions, while those with TiO₂ incorporated as an additive showed a progressive increase in photocatalytic efficiency due to the gradual exposure of particles through surface abrasion. Based on the reviewed results, it is concluded that TiO₂-based paints have greater potential for large-scale applications in civil construction, due to the combination of photocatalytic efficiency under visible light and wear resistance. This work conducts a literature review to evaluate different methods of applying TiO₂ in mortars and their impacts on the degradation of organic and inorganic pollutants and microorganisms, further discussing the effects of the photocatalyst on the physical, chemical, and mechanical properties of mortars.