Avaliação da eficiência de nanopartículas de TiO2 no controle do crescimento de fungos filamentosos deteriogênicos em argamassas históricas

Abstract

Este estudo tem por objetivo analisar argamassas típicas de revestimento de edificações históricas (início do século XX) com relação ao fenômeno da biodeterioração por fungos filamentosos, para posterior avaliação da eficiência do fotocatalisador TiO2 contra isolados fúngicos selecionados. Em uma primeira fase foi definida uma edificação histórica, representativa para o estudo, onde foi realizado o monitoramento microclimático pelo período de 1 ano. Foram extraídas amostras de revestimento de argamassa para caracterização mineralógica, através de Difração de Raios X (DRX), Fluorescência de Raios X (FRX) e Análise Termogravimétrica (TG). Determinou-se o proporcionamento ligante/agregado e distribuição granulométrica. Foi feita a coleta de material biológico para identificação de fungos filamentosos através do método do microcultivo e análise molecular. Estimou-se o número de Unidades Formadoras de Colônia (UFC) dos isolados por grama de amostra coletada, através do método de diluição seriada. Com base nas análises realizadas a partir da edificação histórica, foi desenvolvida a segunda fase, onde foram confeccionadas amostras de argamassas de revestimento, com características similares à argamassa da edificação histórica, para inoculação com os fungos isolados mais frequentes. Desta forma, foi avaliada a aplicação superficial do fotocatalisador nanométrico TiO2 Aeroxide P-25 quanto à sua eficiência autolimpante e potencial biocida, em condições laboratoriais e expostas artificialmente à radiação UVA. As análises da Fase 1 indicaram uma argamassa de revestimento predominantemente de CaCO3 e/ou MgCO3 e areia quartzosa, com traços, em massa, entre 1:2,4 e 1:5,4 (ligante:agregado). O monitoramento microclimático indicou umidade relativa (UR) média de 72,92% e média das temperaturas máximas e mínimas de 30,43°C e 9,18°C no interior da edificação, respectivamente. Foram isoladas 59 colônias de fungos filamentosos, sendo 15 identificadas como as mais frequentes nos ambientes analisados. Dentre os fungos identificados, citam-se as espécies: Aspergillus niger, Cladosporium sphaerospermum, Cladosporium spp., Purpureocillium lilacinum, Acremonium sp., Trichoderma atroviride e T. harzianum. O fotocatalisador, analisado na Fase 2, apresentou um comportamento diferenciado para os diferentes isolados selecionados para esta análise, demonstrando maior efetividade contra o fungo Aspergillus niger, quando exposto a períodos prolongados de luz UVA (4h/dia), promovendo a redução no crescimento das colônias. Verificou-se haver, também, a influência da luz UVA, independente do fotocatalisador, principalmente nas amostras inoculadas como consórcio de vários fungos, inibindo o crescimento das colônias.

This study aims to analyze typical mortars of historic buildings (early 20th century), in relation to the phenomenon of biodeterioration by filamentous fungi, for further evaluation of the efficiency of the TiO2 photocatalyst against selected fungal isolates. In the first phase, a representative historical building was defined for the study, where microclimatic monitoring was carried out for a period of one year. Mortar coating samples were extracted for mineralogical characterization through X-Ray Diffraction (XRD), X-ray Fluorescence (FRX) and Thermogravimetric (TG) analysis. The binder/aggregate and particle size distributions were determined. Biological material was collected to identify filamentous fungi through the microculture method and molecular analysis. The number of Colony Forming Units (CFU) of the isolates per gram of sample was estimated by the serial dilution method. Based on the analyzes developed from the historical building, the second phase was developed, where samples of coating mortars were prepared for inoculation with the most frequent isolated fungi. In this way, the surface application of the TiO2 Aeroxide P-25 nanocrystalline photocatalyst was evaluated for its self-cleaning efficiency and biocidal potential under laboratory conditions and artificially exposed to UVA radiation. Phase 1 analyzes indicated a predominantly CaCO3 and/or MgCO3 coating mortar and quartz sand, with mass traces between 1:2.4 and 1:5.4. The microclimatic monitoring had 72.92% average relative humidity (RH) and average maximum and minimum temperatures of 30.43°C and 9.18°C inside the building, respectively. Fifty-nine filamentous fungi colonies were isolated, of which 15 were identified as the most frequent in the analyzed environments. Among the identified fungi are the following species: Aspergillus niger, Cladosporium sphaerospermum, Cladosporium spp., Purpureocillium lilacinum, Acremonium sp., Trichoderma atroviride and T. harzianum. The photocatalyst, analyzed in Phase 2, showed a different behavior for the different isolates selected for this analysis, demonstrating greater effectiveness against the fungus Aspergillus niger, when exposed to prolonged periods of UVA light (4h/day), promoting a reduction in the growth of colonies. It was also verified the influence of UVA light, independent of the photocatalyst, especially in the samples inoculated as a consortium of several fungi, inhibiting the growth of the colonies.