Evaluación del comportamiento mecánico y durabilidad de pinturas en base a óxido de titanio sintetizado por química verde contra el ataque del hongo aspergillus níger sobre construcciones en tierra

Abstract

En el presente trabajo de investigación se evaluó el efecto de las nanopartículas de dióxido de titanio sintetizadas a partir de un método de química verde de coprecipitación, usando agentes bioreductores de hojas de Mentha Arvensis y Aloe barbadensis mil en combinación con el agente precursor isopropóxido de titanio (IV), en el comportamiento mecánico y durabilidad de pinturas con pigmentos minerales de suelo arcilloso (CL) para la protección de construcciones en tierra ante procesos de biodeterioro generados por el hongo Aspergillus Níger. La aplicación del nanomaterial se realizó a través del método combinado de ajuste de pH de las pinturas y cavitación ultrasónica durante 10, 20 y 30 minutos de dispersión en agua destilada a concentraciones de 0.1%, 0.3% y 0.5%v. A partir del análisis fisicoquímico de los componentes de las pinturas naturales (pigmento mineral y nanopartículas de TiO2), la evaluación de la calidad de las pinturas formuladas con acetato de polivinilo (P1) y almidón de yuca (P2) según los requisitos de la norma NTC 1335, la evaluación del efecto antifúngico en medios de cultivo PDA a partir del método de ensayo ASTM D5590-17 y la determinación de la resistencia a la erosión húmeda y abrasión de las pinturas aplicadas con brocha sobre Bloques de Tierra Comprimida, se obtuvo como resultado una pintura natural con capacidad de inhibición fúngica del 90% y resistencia mejorada a la erosión húmeda de impacto directo al agregar 0.5% de nanopartículas de dióxido de titanio en fase anatasa, de forma esférica y tamaño promedio entre 9 a 32 nm, dispersas durante 20 minutos; sin embargo, es necesario seguir investigando las modificaciones en las superficie del nanomaterial agregado a pinturas naturales para garantizar un efecto de limpieza fotocatalítico más duradero para dar respuesta a las necesidades de la industria de la conservación del Patrimonio Cultural. In this research work, the effect of titanium dioxide nanoparticles synthesized from a coprecipitation green chemistry method was evaluated, using bioreducing agents from Mentha Arvensis and Aloe barbadensis leaves in combination with the precursor agent titanium (IV) isopropoxide, on the mechanical behavior and durability of paints with clayey soil mineral pigments (CL) for the protection of earth constructions against biodeterioration processes generated by the fungus Aspergillus Niger. The application of the nanomaterial was carried out through the combined method of pH adjustment of the paints and ultrasonic cavitation for 10, 20 and 30 minutes of dispersion in distilled water at concentrations of 0.1%, 0.3% and 0.5%v. From the physicochemical analysis of the components of natural paints (mineral pigment and TiO2 nanoparticles), the quality evaluation of paints formulated with polyvinyl acetate (P1) and cassava starch (P2) according to the requirements of NTC 1335, the evaluation of the antifungal effect in PDA culture media from the ASTM D5590-17 test method and the determination of the resistance to wet erosion and abrasion of paints applied by brush on Compressed Earth Blocks, the result was a natural paint with a fungal inhibition capacity of 90% and improved resistance to wet erosion from direct impact by adding 0.5% of titanium dioxide nanoparticles in anatase phase, spherical in shape and average size between 9 to 32 nm, dispersed for 20 minutes; However, further research is needed into surface modifications of nanomaterials added to natural paints to ensure a longer-lasting photocatalytic cleaning effect and meet the needs of the Cultural Heritage conservation industry.