impacto da tinta no ar escolar

NEW SCIENCE
QUALIDADE DO AR INTERIOR
ARTIGO
IMPACTO DA TINTA
NO AR ESCOLAR
SEGUNDO TRIMESTRE DE 2013
UL.COM/NEWSCIENCE-BRAZIL
NEW SCIENCE
QUALIDADE DO AR NTERIOR
PANORAMA
A Qualidade do Ar Interior tem sido classificada como um dos 5 maiores
riscos ambientais pela Agência de Proteção Ambiental (Environmental
Protection Agency, EPA) para a saúde pública. A principal causa da má
qualidade do ar interior são os compostos orgânicos voláteis (COVs) que
se originam de materiais de construção, móveis e acabamentos. Os COVs
podem produzir irritações, tais como dor de cabeça, lacrimejamento e
queimação nasal, e foi comprovado que têm sérias consequências para a
saúde, como aumento da asma entre crianças e problemas reprodutivos
em mulheres.
A equipe de cientistas, engenheiros e pesquisadores dedicados da UL
está desenvolvendo a New Science para ajudar a compreender os riscos
de saúde associados aos COVs e a minimizar as emissões químicas que
afetam a qualidade do ar interior.
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2
POR QUE O IMPACTO DA TINTA NO AR ESCOLAR É IMPORTANTE?
Vinte por cento da população dos EUA, ou cerca de 55 milhões de pessoas, passam os
dias em nossas escolas primárias e secundárias. Estudos mostram que metade das 115
mil escolas do país têm problemas ligados à Qualidade do Ar Interior. Jovens alunos,
em particular, estão em maior risco de exposição aos poluentes do ar interior por causa
das horas que passam em instalações escolares, de sua suscetibilidade biológica e
da incapacidade de detectar perigos aéreos. As crianças respiram em um ritmo mais
rápido do que os adultos, o que, juntamente com suas massas corporais menores,
resulta em uma dose mais elevada de poluentes disponíveis, quando comparado
aos adultos.1
CONTEXTO
A principal causa da má qualidade do ar interior nas escolas americanas são os
compostos orgânicos voláteis (COVs) que se originam de materiais de construção,
móveis e acabamentos. Os COVs podem resultar em odores desagradáveis e produzir
irritações, tais como dor de cabeça, lacrimejamento e queimação nasal. Estudos
recentes têm mostrado que as crianças expostas a altos níveis de compostos orgânicos
voláteis são quatro vezes mais propensas a desenvolver asma do que os adultos.2
Outros estudos também encontraram uma associação entre os compostos orgânicos
voláteis e a asma em crianças.3 A Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA) e outros
conselheiros de saúde pública indicam que uma das maneiras mais eficazes de se
atingir uma boa qualidade do ar interior é o “controle de origem”, que envolve a seleção
e o uso de materiais e processos de construção não tóxicos e de pouca emissão para
minimizar as emissões de COV no ar. Isso, em combinação com uma boa ventilação da
construção e práticas de limpeza controladas, reduz significativamente a poluição do ar
interior e melhora a qualidade do ar interior em nível geral. 4
Dados da UL revelaram que a
tinta de baixo COV resultou numa
redução superior a 90% no total de
COVs em comparação com a tinta
industrial tradicional.6
Inúmeros produtos podem contribuir com a liberação ou liberar COVs no ar, incluindo
todos os tipos de piso, produtos químicos de limpeza, móveis, impressoras, sistemas
de forros, revestimentos de parede, pintura, adesivos, selantes e materiais para criação
artística. Um dos produtos comuns que contribuem para os níveis de COV no ar é a
tinta, que é frequentemente usada para melhorar a aparência da escola e aumentar
a durabilidade da superfície. Os compostos orgânicos voláteis associados com as
tintas e os revestimentos podem ser ingredientes adicionados à tinta para aumentar
o desempenho do produto e a vida de prateleira ou dos subprodutos do processo de
secagem de pintura.5
O QUE FEZ A UL?
A UL realizou dois estudos de demonstração escolares em uma escola pública para
séries iniciais do ensino médio em Savannah, na Georgia, para avaliar o impacto que
os diferentes tipos de tintas têm sobre a Qualidade do Ar Interior em ambientes
educacionais. Esses estudos foram um esforço colaborativo entre o Distrito Escolar de
Chatham County em Savannah, Georgia, a Sherwin-Williams Tintas e Revestimentos,
a filial da Georgia do Green Building Council dos EUA e do Instituto Ambiental
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3
GREENGUARD da UL. O primeiro estudo avaliou os benefícios de usar uma tinta
semibrilho comprovadamente de baixa emissão de COVs nas escolas, enquanto
o segundo estudo teve como objetivo determinar a eficácia de uma nova tinta
especificamente formulada para remover COVs do ar da sala de aula.
DESEMPENHO DA TINTA DE BAIXA EMISSÃO DE COVS
Duas salas de aula separadas foram escolhidas para a aplicação da tinta, uma com tinta
semibrilho de padrão industrial e a outra com tinta semibrilho produzida por terceiros
e comprovadamente de baixa emissão, para a pintura de interiores, atendendo aos
requisitos da norma da GREENGUARD Children and Schools, incluindo os requisitos da
norma Califórnia 1350 sobre substâncias químicas individuais para níveis de exposição
de referência crônicos.7
Foi aplicada tinta a cada uma das salas pela equipe de manutenção da escola usando as
práticas padrão: rolos para aplicar tinta às paredes e pincéis para pintar as guarnições,
as bordas e outros requisitos de acabamento. Cada sala foi pintada em um momento
diferente, e foi tomado o cuidado para garantir que os sistemas de ventilação das
salas fossem separados e não produzissem contaminação cruzada. O teste de COVs
foi realizado em cada sala antes da tinta ser aplicada e após a aplicação completa. O
monitoramento periódico durou 14 dias após a aplicação inicial da tinta.
Antes da aplicação das tintas na escola, os perfis de emissão de laboratório foram
determinados para cada tinta usando pequenas câmaras ambientais seguindo
protocolos de teste e medição padrão.8 As tintas foram então avaliadas em laboratório
para a identificação e a quantificação de compostos orgânicos voláteis por um período
de 14 dias. Cada uma das tintas continha a mesma tonalidade de cor que seria aplicada
na escola.
Os níveis de COV do ar em cada sala de aula pintada com a tinta semibrilho tradicional
e com a tinta semibrilho de baixa quantidade de COVs foram estudados ao longo de
um período de 14 dias após a aplicação das tintas. As medições iniciais foram feitas
uma hora após a aplicação da tinta. Os COVs primários (os seis em maior quantidade)
de cada tinta, conforme identificados nos estudos de emissão na câmara, foram
monitorados individualmente ao longo do tempo.
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4
Os estudos da câmara ambiental mostraram uma diferença significativa das emissões
totais de COV entre as duas tintas estudadas, e a duração de tempo das emissões foi
detectada. A tinta semibrilho padrão industrial mostrou um nível total de COVs (TCOV)
iniciais de cerca de oito vezes maior que a tinta semibrilho de baixa quantidade de
COVs, com ambas apresentando redução das emissões ao longo do tempo. A tinta de
baixa quantidade de COVs atingiu níveis não detectáveis dentro de sete dias enquanto
a tinta industrial padrão levou 14 dias para isso. Os COVs individuais variaram entre
as tintas. As emissões primárias da tinta industrial padrão incluíam vários siloxanos,
acrilatos, alcoóis e solventes aromáticos, enquanto a tinta de baixa quantidade de
COVs apresentava emissões de glicóis, alcoóis e vários outros alcanos. COVs individuais
associados com a tinta industrial padrão eram tipicamente encontrados em níveis 10
maiores do que os medidos na tinta de baixa quantidade de COVs.
Tabela 1.Concentrações dos COVs primários da tinta medidas em
sala de aula após a pintura com a tinta industrial padrão (μ g/m3)
ANALITO
TEMPO APÓS A PINTURA
1H
24 H
7 DIAS
14 DIAS
• Decametilciclopentasiloxano
380
121
26
16
• Ácido acético, 2-etil hexil éster
250
35
18
12
• 1-hexanol, 2-etil
230
35
8
3
212
32
nd
nd
190
61
15
8
• 2-Ácido propenoico, 2-metil-, butil
éster (Metacrilato de butila)
• Octametilciclotetrasiloxano
*nd = não detectado
Tabela 2.Concentrações dos COVs primários da tinta medidas em sala
de aula após a pintura com a tinta de baixa quantidade de COVs (μg/m3)
ANALITO
TEMPO APÓS A PINTURA
1H
24 H
7 DIAS
14 DIAS
• 1,2-propanodiol (propilenoglicol)
19
2
nd
nd
• Dipropilenoglicol
14
3
nd
nd
• Éter n-Butil
13
nd
nd
nd
• Undecano
7
nd
nd
nd
• 1-Propanol, 2, (2-hidroxipropoxi)
4
nd
nd
nd
*nd = não detectado
Este estudo mostra que as tintas semibrilho de baixo teor de COVs contribuíram
com níveis muito baixos de compostos orgânicos voláteis para a atmosfera, quando
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5
em comparação com uma tinta semibrilho industrial padrão, como a que tinha sido
tradicionalmente usada para a escola. A maior contribuição desta tinta de baixa
quantidade de COVs para o ar da sala de aula foi o propilenoglicol, a 19 µg/m3. Todos
os outros compostos orgânicos voláteis que foram emitidos estavam em menor
concentração. Além disso, todos os COVs individuais estavam abaixo de 5 µg/m3 no
prazo de 24 horas após a aplicação da tinta, e não havia emissões de tinta detectáveis
sete dias após a aplicação. Em contraste, a tinta industrial padrão mostrou uma
contribuição de COVs acima de 100 µg/m3 para vários COVs individuais; alguns desses
compostos orgânicos voláteis ainda estavam presentes na sala de aula 14 dias após a
aplicação da tinta. Não houve tentativa de avaliar o efeito potencial de toxicidade dos
produtos químicos específicos detectados nestes estudos. No entanto, a carga de COVs
e seus níveis relativos totais podem ser um indicador do conforto humano esperado e
da aceitação da qualidade do ar. O ar interior de maior qualidade com baixa exposição
a produtos químicos proporcionando maior conforto humano seria.
A UL descobriu que a tinta formulada
especificamente para ajudar na
remoção de compostos orgânicos
voláteis do ar resultou em uma redução
de 45% do nível de formaldeído no ar
da sala de aula.9
COMPARAÇÃO DA TINTA COM REDUÇÃO DE COVS
Os colaboradores do estudo avaliaram a eficácia de uma nova tinta especificamente
formulada para remover COVs do ar da sala de aula. Essa tinta, identificada como
“Protótipo”, foi usada para pintar uma sala de aula, enquanto outras salas de aula
foram pintadas com a tinta semibrilho tradicional ou a semibrilho de baixa quantidade
de COVs.
As medições foram feitas antes da pintura e até 336 horas após a pintura. Os dados
mostram uma redução significativa de formaldeído no ar, conforme demonstrado na
Figura 1, para a sala de aula pintada com a tinta Protótipo.
Ao comparar os níveis médios no ar de 5 dias para cada sala de aula antes da pintura
para o nível médio de 7 dias (168 horas), houve uma redução de 45% no formaldeído
no ar da sala com a tinta Protótipo. Em contraste, não houve redução do nível de
formaldeído no ar da sala com a tinta semibrilho tradicional e uma redução de 9% na
sala com a tinta semibrilho de baixa quantidade de COVs. A redução de 9% não foi
significativa, porque foi dentro das variações de 12% típicas para a concentração de
formaldeído no ar de uma sala.
Tabela 3. COVs primários medidos em sala de aula com a tinta Protótipo
ANALITO
TEMPO APÓS A PINTURA
1H
24 H
7 DIAS
14 DIAS
• Éter n-Butil
11
nd
nd
nd
• Propanoato de butilo
6
nd
nd
nd
• 1-Butanol
4
nd
nd
nd
• Butil acetato
2
nd
nd
nd
*nd = not detected
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Figura 1. Comparação do formaldeído das salas de aula após
a aplicação de várias tintas
nível de formaldeído µg/m3
35
semibrilho tradicional
semibrilho de baixa
quantidade de covs
30
"protótipo"
25
20
15
10
5
0
pre
6
24
72
168
334
tempo antes da pintura e horas após a pintura
MATERIAIS/MÉTODOS
Monitoramento de COVs: as amostras de COVs no ar foram determinadas utilizando
cromatografia gasosa com detecção de espectrometria de massas (GC/MS). O ar da
câmara foi recolhido em um tubo sorvente, o qual foi dessorvido termicamente para
a GC/MS. A metodologia de coleta, separação e detecção de sorvente, havia sido
adaptada de técnicas apresentadas pela USEPA e outros pesquisadores. A técnica
seguiu o método de medição padrão1/ \] 0987 0, que é geralmente aplicável a
produtos químicos orgânicos C6-C16 com pontos de ebulição que vão de 35 a 250 ºC.
As medições foram relatadas em um nível quantificável de 1 μg/m3. Uma medição do
total de COV foi feita pela adição de todas as respostas de COVs individuais obtidas
por espectrometria de massas e pela calibração da massa total em relação ao tolueno.
COVs individuais foram quantificados para os padrões autênticos, quando disponíveis;
outros foram calibrados como equivalentes do tolueno.
Teste do produto e verificação: todos os produtos da tinta foram testados na câmara de
acordo com o “Método Padrão para Medição e Avaliação de Materiais de Construção,
Acabamentos e Mobiliário Usando Câmaras Ambientais Dinâmicas” da GREENGUARD11
, e a orientação padrão para as medições de COVs foram feitas utilizando câmaras
ambientais.12 As tintas foram aplicadas a um substrato de parede padrão, e as emissões
de todos os compostos orgânicos voláteis em geral foram medidas e identificadas. Os
dados dos testes de emissões foram usados para rastrear COVs específicos da tinta
encontrados nas salas de aula recém-pintadas.
IMPACTO
A pesquisa da UL mostra que melhorias significativas na qualidade do ar interior em
ambientes escolares são possíveis usando produtos de tintas que estão atualmente
disponíveis e conhecendo-se as características de desempenho exigidas para o uso nas
escolas. Essas tintas podem minimizar as cargas de poluição do ar interior e reduzir os
riscos à saúde para alunos e funcionários.
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7
FONTES
1
Black, M. e Steve Revnew, “Impact of Paint on IAQ in Schools”, artigo de
pesquisa da UL-GREENGUARD e Sherwin-Williams, 2013.
2
Rumchev, K, Spickett, J, Bulsara M et al. “Association of Domestic Exposure to
Volatile Organic Compounds with Asthma in Young Children”, Thorax. 59: 746–
751. 2004.
3
“CARB. Projeto de Relatório para a Assembleia Legislativa da Califórnia:
Indoor Air Pollution in California”, Conselho de recurso do ar da Califórnia,
Sacramento, Califórnia. Fevereiro de 2005.
4
Black, M. e Steve Revnew, “Impact of Paint on IAQ in Schools”, artigo de
pesquisa da UL-GREENGUARD e Sherwin-Williams, 2013.
5
Black, M. e Steve Revnew, “Impact of Paint on IAQ in Schools”, artigo de
pesquisa da UL-GREENGUARD e Sherwin-Williams, 2013.
6
Black, M. e Steve Revnew, “Impact of Paint on IAQ in Schools”, artigo de
pesquisa da UL-GREENGUARD e Sherwin-Williams, 2013.
7
GREENGUARD Environmental Institute, padrões de certificação para produtos
de baixa emissão para ambientes internos GREENGUARD, GEI, Atlanta,
Georgia, 2010..
8
ASTM D 5116, “Standard Guide for Small-Scale Environmental Chamber
Determinations of Organic Emissions from Indoor Materials/Products”. ASTM,
West Conshohocken, Pensilvânia, 2010.
9
Black, M. e Steve Revnew, “Impact of Paint on IAQ in Schools”, artigo de
pesquisa da UL-GREENGUARD e Sherwin-Williams, 2013.
10
EPA, “Compendium of Methods for the Determination of Toxic Organic
Compounds in Ambient Air - Second Edition”, (EPA/625/R-96/010b), Center for
Environmental Research Information, Office of Research and Development,
USEPA Cincinnati, Ohio, 1999. http://www.epa.gov/ttnamti1/files/ambient/
airtox/tocomp99.pdf.
11
GGTM.P066, programa de certificação de produtos GREENGUARD, “Standard
Method For Measuring And Evaluating Chemical Emissions From Building
Materials, Finishes And Furnishings Using Dynamic Environmental Chambers”,
2010. http://www.greenguard.org.
12
ASTM D 6196, “Practice for the Selection of Sorbents and Pumped Sampling/
Thermal Desorption Analysis Procedures for Volatile Organic Compounds in
Air”. ASTM, West Conshohocken, Pensilvânia, 2009
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