Avaliação da viabilidade técnica e econômica dos métodos de quantificação de ftalatos

Abstract

A massificação produtiva experimentada pela economia mundial no século XX acarretou um aumento da produtividade industrial sem precedentes. Apesar de ter sido capaz de fornecer produtos e serviços amplamente demandados pela população, foi responsável por trazer problemas relacionados à degradação do meio ambiente e precarização da saúde humana, derivados do desconhecimento das melhores práticas de produção, bem como do amplo descontrole relacionado aos mais diversos aspectos produtivos, dentre eles o uso de certos materiais poliméricos. Neste contexto, nas últimas décadas emergiram várias iniciativas relacionadas ao enfrentamento dos problemas ambientais. Foram fomentadas conferências como a de Estocolmo, em que países se comprometeram a criar políticas a fim de conter os problemas ambientais acarretados. Após esses primeiros acordos, foram criadas legislações com o mesmo princípio, como a diretiva de substâncias restritas (RoHS) que a União Europeia (UE) promulgou em 2003, restringindo o uso de determinadas substâncias consideradas perigosas em equipamentos eletroeletrônicos ao visar a proteção à saúde do consumidor e facilitar o descarte ou reciclagem do equipamento. Algumas substâncias do grupo de ftalatos serão incorporados a esta diretiva europeia após o dia 22 de Julho de 2019, sendo estes o ftalato de bis(2-etil hexila) (DEHP), o ftalato de benzilbutila (BBP), o ftalato de dibutila (DBP) e o ftalato de di-isobutila (DIBP), que são encontrados como aditivos poliméricos em brinquedos, isolamentos de fios, roupas entre outros. Estes materiais apresentam grande susceptibilidade à migração e podem ser absorvidos facilmente pelo organismo, produzindo efeitos adversos à saúde humana. Com a inclusão da necessidade de controlar a quantidade de ftalatos em seus componentes, o ramo da indústria de eletroeletrônicos procura entender melhor quais são as opções para aderir à diretiva. O presente trabalho focou em fazer um estudo das metodologias descritas em norma para a realização dos ensaios de ftalatos, bem como uma avaliação da viabilidade econômica de cada máquina, de modo a entender quais as melhores alternativas para os testes de conformidade, do ponto de vista técnico e econômico. Os resultados obtidos sugerem que a produtividade de equipamentos de cromatografia gasosa com espectrômetro de massa acoplada com pirolisador (Py-CG-EM) e a espectrometria de massa com fixação iônica (IAMS) é muito maior que as de cromatografia gasosa com espectrômetro de massa (CG-EM) e cromatografia líquida com espectrômetro de massa (CL-EM), ao passo que possuem maior custo associado. As técnicas de CL-EM e Py-CG-EM possuem erro na detecção, a primeira em questão da distinção entre DBP e DIBP e a segunda possui erro associado de 500 ppm de concentração dificultando o investimento, sendo que em determinados casos haverá a necessidade de refazer o teste em máquina GC-EM que é base da norma. O equipamento da metodologia por IAMS, por possui preço de R$1.150.000,00, mais caro que os demais e por necessitar possuir produtividade anual exacerbada de 6000 ensaios, acaba tornando-se inviável por se investir. Por fim, a máquina de CG-EM consegue prover todas as necessidades para uma empresa com uma demanda de até 480 ensaios anuais, dando extrema precisão aos resultados.

The productive massification experienced by the world economy in the 20 th century brought about an unprecedented increase in industrial productivity, which on the one hand was able to supply products and services widely demanded by the population, on the other, brought problems related to the degradation of the environment and the precariousness of human health, due to lack of knowledge of the best production practices, as well as the widespread lack of control related to the most diverse productive aspects, among them the use of certain polymeric materials. In this context, several initiatives related to tackling environmental problems have emerged in recent decades. Conferences such as Stockholm have been encouraged, where countries have committed to creating policies to contain environmental problems. After these first agreements, legislation was created with the same principle as the Restricted Substances Directive (RoHS) that the European Union (EU) promulgated in 2003, which restricts the use of certain substances considered dangerous in electrical and electronic equipment, aiming at the protection of and facilitating the disposal or recycling of equipment. Some substances in the phthalate group will be incorporated into this list after July 22, 2019, bis (2-ethyl hexyl) phthalate (DEHP), benzylbutyl phthalate (BBP), dibutyl phthalate (DBP) and diisobutyl phthalate (DIBP), which are found as polymer additives in toys, wire insulation, clothing, among others. These materials are highly susceptible to migration, and can be absorbed easily by the body, producing adverse effects on human health. With the inclusion of the need to control the quantity of phthalates in its components, the electronics industry seeks to better understand what the options are to adhere to the directive. The focus of the work is to do a study of the methodologies described in standard for the realization of the tests of phthalates, as well as an evaluation of the economic viability of each machine, so as to understand from a technical and economic point of view, what are the best alternatives for conformity tests required. The results obtained suggest that the productivity of machines as gas chromatography with pyrolyzer coupled mass spectrometer (Py-CG-EM) and ionic attachment mass spectrometry (IAMS) are much higher than those of gas chromatography with mass spectrometer (GC-MS) and liquid chromatography with mass spectrometer (LC-MS), but also have a higher associated cost. The CL-EM and Py-CG-EM techniques have a detection error, the first one in the distinction between DBP and DIBP, and the second one has an associated error of 500 ppm for concentration, making it difficult to invest, considering that in certain cases there will be a need to re-test the GC-EM machine which is the basis of the standard. The equipment of the methodology by IAMS, for a price of R$ 1,150,000.00, more expensive than the others and for needing to have an annual productivity exacerbated of 6000 tests, ends up becoming unfeasible to invest. Finally, the CG-EM machine manages to provide all the needs for a company with a demand of up to 480 annual tests, giving extreme precision to the results.