Rodney Weber, professor da Escola de Ciências da Terra e Atmosféricas da Georgia Tech, está em seu laboratório ao lado de várias impressoras 3D voltadas para o consumidor. Crédito:Allison Carter
As impressoras 3-D voltadas para o consumidor cresceram em popularidade nos últimos anos, mas as partículas emitidas por tais dispositivos podem afetar negativamente a qualidade do ar interno e ter o potencial de prejudicar a saúde respiratória, de acordo com um estudo realizado por pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia e Segurança Química da UL.
Para o estudo, que foi publicado em 12 de setembro na revista Ciência e Tecnologia Ambiental e patrocinado pela Underwriters Laboratories, Inc. (UL)., os pesquisadores coletaram partículas emitidas por impressoras 3-D e realizaram vários testes para avaliar seu impacto nas culturas de células respiratórias.
"Todos esses testes, que foram feitos em altas doses, mostraram que há uma resposta tóxica às partículas de vários tipos de filamentos usados por essas impressoras 3-D, "disse Rodney Weber, professor da Escola de Ciências da Terra e Atmosféricas da Georgia Tech, quem liderou a pesquisa.
O estudo foi parte de um projeto de pesquisa de vários anos que visa caracterizar as emissões de partículas pelas impressoras em um ambiente controlado e identificar medidas que podem ser tomadas por fabricantes e usuários de impressoras 3-D para reduzir o potencial de danos. Embora estudos anteriores tenham se concentrado em quantificar as partículas emitidas, desta vez, os pesquisadores examinaram mais de perto a composição química das partículas e seu potencial de toxicidade.
As impressoras 3-D normalmente funcionam derretendo filamentos de plástico e, em seguida, depositando a camada derretida sobre camada para formar um objeto. Aquecer o plástico para derretê-lo libera compostos voláteis, alguns dos quais de partículas ultrafinas que são emitidas para o ar perto da impressora e do objeto.
Em pesquisas anteriores, a equipe descobriu que geralmente quanto mais quente a temperatura necessária para derreter o filamento, mais emissões foram produzidas. Como resultado, filamentos de plástico de acrilonitrila butadieno estireno (ABS), que requerem uma temperatura mais alta para derreter, produziu mais emissões do que os filamentos feitos de ácido polilático (PLA), que derretem a uma temperatura mais baixa.
Para testar o impacto das emissões nas células vivas, os pesquisadores fizeram parceria com o Weizmann Institute of Science em Israel, que expôs células respiratórias humanas e células do sistema imunológico de ratos às concentrações das partículas das impressoras. Eles descobriram que as partículas de ABS e PLA impactaram negativamente a viabilidade celular, com o último levando a uma resposta mais tóxica. Mas esses testes não refletiram as exposições reais
Os pesquisadores também realizaram uma análise química das partículas para obter mais informações sobre sua toxicidade e permitir comparações com a toxicidade de partículas encontradas em ambientes urbanos externos. A análise - chamada de potencial oxidativo - simula a resposta tóxica que um aerossol teria nos organismos celulares.
"Os testes de toxicidade mostraram que as partículas de PLA eram mais tóxicas do que as partículas de ABS em uma comparação por partícula, mas porque as impressoras emitiram muito mais ABS - são as emissões de ABS que acabam sendo mais uma preocupação, "Weber disse." Juntos, esses testes indicam que a exposição a essas partículas de filamento pode, com o tempo, ser tão tóxica quanto o ar em um ambiente urbano poluído por veículos ou outras emissões. "
Outra descoberta do estudo foi que as partículas de ABS emitidas pelas impressoras 3-D tinham características químicas diferentes das do filamento de ABS.
“Quando as empresas de filamentos fabricam um certo tipo de filamento, eles podem adicionar pequenas porcentagens de massa de outros compostos para atingir certas características, mas eles geralmente não divulgam o que são esses aditivos, "Weber disse." Como esses aditivos parecem afetar a quantidade de emissões de ABS, e pode haver grande variabilidade no tipo e quantidade de aditivos adicionados ao ABS, um consumidor pode comprar um determinado filamento ABS, e poderia produzir muito mais emissões do que um de um fornecedor diferente. "
O estudo também analisou quais tipos de cenários ambientais internos causariam maior impacto nas emissões de uma impressora 3-D. Eles estimaram que em um ambiente de edifício comercial, como uma escola ou um escritório, uma melhor ventilação limitaria a quantidade de exposição às emissões. Contudo, em um ambiente residencial típico com ventilação menos eficaz, a exposição pode ser muito maior, eles relataram.
"Esses estudos mostram como as emissões de partículas e produtos químicos de impressoras 3-D podem resultar em riscos de exposição a poluentes não intencionais, e temos o prazer de compartilhar esta pesquisa para que medidas possam ser tomadas para reduzir os riscos à saúde, "disse Marilyn Black, consultor técnico sênior da UL.
Enquanto isso, algumas medidas podem ser tomadas por operadores de impressoras 3-D para diminuir seu impacto na qualidade do ar.
