COVs em processos industriais. Que estratégia de mitigação?

Os compostos orgânicos voláteis (COV ) e os odores podem ser gerados por vários processos industriais. A identificação de potenciais fontes de emissões de COV provenientes destes processos é essencial para o desenvolvimento de estratégias de mitigação eficazes.

Entre as substâncias utilizadas na indústria, os solventes, em particular, emitem COV. São utilizados na composição de produtos que serão consumidos como matérias-primas ou insumos num processo industrial; por exemplo: tintas, tintas de impressão, vernizes, decapantes, produtos de limpeza, produtos fitossanitários, cosméticos, etc.

Todos os sectores industriais utilizam solventes que emitem COV nas várias operações dos seus processos. Por exemplo :

• Limpa e higieniza superfícies ou produtos: pavimentos, equipamentos, vestuário, etc.
• Desengordura peças de metal e de plástico …
• Dissolve e remove os resíduos de cola, tinta, etc.
• Diluir um produto: tintas utilizadas por tipógrafos, tintas utilizadas por pintores, produtos agrícolas, etc.
• Extrair, separar, sintetizar e purificar compostos químicos

Convidamos-te a dar uma vista de olhos às práticas para minimizar os COV nos processos industriais.

Práticas gerais para reduzir os COV nos processos industriais

Para reduzir a presença de COVs num processo industrial, eis algumas práticas comuns no sector industrial

• Instalar um sistema de extração de COV na fonte e um sistema de tratamento. Por exemplo, podem ser utilizadas campânulas de extração e um filtro que trate o ar por adsorção em carvão ativado para minimizar a dispersão dos COV no ar ambiente.
• Substituir os produtos que contêm COV por substâncias alternativas com menor teor de COV, sempre que o processo industrial o permita. Para tal, é necessário começar por identificar e avaliar as fontes específicas de COV no sítio industrial
• Otimizar o processo industrial para minimizar as emissões de COV (ajustar os parâmetros de produção, otimizar as condições de funcionamento, etc.).
• Verifica regularmente o equipamento industrial para detetar fugas de COV.
• Assegurar que as práticas de gestão de resíduos reduzem as emissões de COV. Isto pode implicar a utilização de recipientes fechados, a reciclagem de solventes e a eliminação adequada dos resíduos.
• Instalar um sistema de monitorização da qualidade do ar para detetar concentrações de COV (por exemplo, nariz eletrónico)
• Assegura-te de que ainstalação industrial cumpre as normas e os limites impostos pela regulamentação relativa às emissões de COV.
• Sensibilizar o pessoal para os riscos associados aos COV.
• Ao adotar estas melhores práticas, as empresas podem ajudar a reduzir as emissões de COV, controlar os odores industriais e melhorar a qualidade do ar interior, beneficiando tanto a saúde dos trabalhadores como o ambiente.

Ao adotar estas práticas, os fabricantes emitirão menos COV e melhorarão a qualidade do ar ambiente, o que beneficiará tanto a saúde e a segurança dos trabalhadores como o ambiente.

COVs emitidos por certos processos industriais

Apresentamos de seguida alguns processos industriais que podem produzir COVs e odores, bem como as estratégias de mitigação associadas.

Que COVs são emitidos nos processos de impressão industrial e que estratégias de mitigação podem ser utilizadas?

COVs emitidos pelo processo de impressão em rotogravura

Este processo de impressão de volumes muito elevados para periódicos de catálogo ou para embalagens de cartão produzidas em massa (por exemplo, embalagens de cigarros, produtos de confeitaria, líquidos, etc.) utiliza o tolueno como solvente. Trata-se de um COV aromático incluído na formulação de tintas ou utilizado para diluir tintas. Mais de 95% do tolueno utilizado no processo de produção de impressão encontra-se no ar ambiente; e menos de 5% do tolueno utilizado encontra-se nas fibras de papel (ANESM 2012). A impressão de gravuras de embalagens tende a utilizar solventes que emitem COV oxigenados (éster, álcool, cetona).

Além disso, os COV são emitidos no final dos processos de impressão e secagem: efluentes contendo COV, solvente recuperado para reutilização ou venda, COV emitidos pelo processo ou pelo sistema de recuperação de solventes.

Estratégia de redução de COV para impressão de gravuras

A utilização de uma tinta de retenção que reduz a velocidade de formação da película em comparação com a tinta de tolueno. As emissões de COV são depois concentradas na unidade de secagem, onde são captadas e tratadas.

COVs emitidos pelo processo de impressão offset

Este processo de impressão é utilizado para grandes tiragens de livros, revistas e catálogos. No início do processo de impressão, os COV são emitidos pelas tintas, pela solução da fonte (que contém isopropanol) e pelos aditivos. Durante aimpressão, o isopropanol é emitido de forma difusa. A secagem da impressão emite a maior percentagem de COV. Além disso, a tinta da impressão pode difundir ligeiramente os COV. No final do processo de impressão, aquando da limpeza das chapas e dos cilindros, os solventes utilizados emitem quantidades muito reduzidas de COV (hidrocarbonetos alifáticos, cíclicos e/ou nafténicos (white spirit, nafta, etc.).

Estratégia de redução de COV para impressoras offset

A captura na fonte, no forno, e o tratamento dos efluentes gasosos que contêm COV são a primeira medida preventiva.

A adição de éteres de glicol (1% a 5%) à solução da fonte pode reduzir para metade a proporção de isopropanol (de 10% para 5%), reduzindo assim as emissões de COV da instalação até 40%. No entanto, os éteres de glicol são COVs, alguns dos quais são tóxicos.

Os solventes voláteis também podem ser parcial ou totalmente substituídos em produtos utilizados na limpeza de equipamentos e consumíveis.

COVs emitidos pelo processo de impressão flexográfica

A flexografia é um processo de impressão em relevo que utiliza uma placa de fotopolímero flexível numa prensa rotativa. Este processo funciona como uma almofada de tinta contínua e pode ser utilizado para imprimir embalagens flexíveis (cartão canelado ou plano, películas de plástico, sacos publicitários), etiquetas adesivas, embalagens metálicas, etc. Os solventes utilizados na flexografia que emitem COV são os álcoois, os acetatos e os éteres de glicol.

Estratégia de redução de COV para a flexografia

A utilização de tintas à base de água (que podem conter entre 5 e 20% de solvente) ou de tintas UV (as prensas têm de ser mudadas). Os solventes remanescentes devem ser capturados na fonte e tratados com carvão ativado.

COVs emitidos pela impressão tipográfica

A impressão tipográfica é um processo de impressão que consiste em imprimir em papel os caracteres em relevo que compõem um texto.A impressão tipográfica é utilizada para documentos com tiragens entre 20.000 e 30.000 exemplares, como folhetos, panfletos e documentos administrativos. Os COV emitidos pelos solventes e diluentes são: hidrocarbonetos (terebintina, tolueno, xileno, etc.), compostos clorados e álcool etílico.

Estratégia de redução de COV para impressão tipográfica

A utilização de tintas com baixo teor de COV, ainstalação de um sistema de captura e filtragemna fonte e a gestão dos resíduos de impressão que emitem COV fazem parte das estratégias de atenuação do processo de impressão tipográfica.

COVs emitidos na serigrafia

A impressão serigráfica, um processo de impressão que utiliza telas têxteis impregnadas de tinta, pode ser utilizada para imprimir em papel, cartão, tecido, madeira, metal, plástico, etc., utilizando sempre uma tinta adequada. Os principais utilizadores são a indústria gráfica (publicidade, sinalização, belas artes, etc.), a eletrónica (circuitos impressos) e os revestimentos de pavimentos e paredes. Os COV emitidos pela serigrafia são diversos: COV aromáticos (trimetilbenzeno, tolueno, xileno), COV alicíclicos (ciclo-hexano), COV oxigenados (álcoois, cetonas, ésteres). São devidos àevaporação do solvente contido na tinta (até 65%), nos produtos de limpeza.

Estratégia de redução de COV para serigrafia

A utilização de tintas de base aquosa e de removedores de tinta com baixas emissões de COV (por exemplo, éster metílico de soja) reduz as emissões. É essencial capturar os COV na fonte durante a preparação dos ecrãs e das tintas, durante a impressão, a transferência e a secagem das impressões e durante a limpeza dos ecrãs. O armazenamento de resíduos emissores de COV em contentores ventilados completa o sistema de atenuação de COV.

Que COV são emitidos nos processos de revestimento industrial e quais são as estratégias de mitigação?

COVs emitidos durante os processos de pintura na produção automóvel

Na produção automóvel, o processo de aplicação de tinta envolve várias fases que emitem COV. As camadas de “primário” são aplicadas por eletroforese. As camadas subsequentes de primário (teor de solventes: 37 a 60%), base (75%), laca (60 a 70%) ou verniz (60%) são geralmente aplicadas por pulverização, seguidas de operações de limpeza e secagem. Os COV emitidos em cada fase pelos solventes contidos nos diferentes revestimentos são: white spirit (grupo dos hidrocarbonetos alifáticos), isopropanol, álcool benzílico, etanol e acetona.

Estratégia de redução de COV para processos de revestimento na produção automóvel

O tratamento dos efluentes gasosos através da sua captação na fonte e da filtragem dos COV, nomeadamente por meio de carvão ativado, constitui a base da prevenção. A utilização de técnicas de aplicação de revestimentos que reduzam o consumo de solventes durante as operações de pulverização e de limpeza, a organização da produção de modo a reduzir o consumo e a recuperação de solventes, a escolha de tintas à base de água ou em pó e a utilização de produtos de limpeza sem solventes no caso das tintas à base de água são estratégias de atenuação neste sector.

COV emitidos noutros processos de revestimento industrial (excluindo o fabrico de automóveis)

São os COV emitidos quando a tinta, a laca ou o verniz são aplicados em plástico, metal, têxteis, cerâmica, vidro, etc. Os produtos que contêm solventes (30 a 80%) são utilizados para limpar o substrato, aplicar o revestimento e secar.

• Os COV emitidos pelos solventes utilizados no revestimento de metais incluem: acetato de butilo e xileno (para diluição); metiletilcetona, acetona, tolueno (para limpeza) e também benzeno, formaldeído, etc.
• Nos plásticos, as operações de revestimento e limpeza emitem COV como o acetato de butilo, o xileno, a metil-isobutil-cetona, o isobutanol e o formaldeído.
• Nos têxteis, os COV emitidos são a metiletilcetona, o tolueno e o percloroetileno.
• Noutros substratos, os principais COV emitidos são o acetato de butilo e o xileno.

Estratégia de redução de COV para processos de revestimento industrial

Para além da captura e tratamento dos COV na fonte, que constitui a principal medida de atenuação, a redução dos COV na fonte é uma estratégia complementar. Esta envolve a utilização de técnicas de pulverização que reduzam as emissões de COV, a utilização de produtos que contenham menos COV (tintas com elevado teor de sólidos, à base de água ou em pó) e técnicas de limpeza que utilizem menos solventes.

COVs emitidos no sector da carroçaria automóvel

Trata-se de COV emitidos durante a aplicação de tintas e vernizes em carroçarias a retocar ou repintar, bem como por produtos de limpeza. Trata-se principalmente de COV de hidrocarbonetos aromáticos e alifáticos e de COV oxigenados (álcoois, cetonas, ésteres).

Estratégia de redução de COV para o retoque de carroçarias

A captura na fonte em cabinas de pintura, seguida de tratamento antes da descarga para o exterior, de modo a respeitar os valores-limite de emissão em função da área de superfície da oficina e da quantidade de solvente utilizada, continua a ser a principal medida de atenuação. A utilização de técnicas de pulverização que reduzam o consumo de tinta e, por conseguinte, as emissões de COV, a utilização de produtos com menores emissões de COV (tintas com elevado teor de sólidos, tintas ou vernizes à base de água, vernizes UV) e técnicas de limpeza que reduzam as emissões de COV são as estratégias de atenuação mais comuns no sector da carroçaria.

Que COV são emitidos no fabrico de tintas, vernizes, tintas de impressão e adesivos e quais são as estratégias de mitigação?

Os componentes da formulação destas substâncias são preparados e armazenados na forma líquida a partir de materiais em pó e solventes. Os componentes são depois distribuídos nas doses necessárias e misturados para formar o produto acabado. Cerca de 200 COV podem ser utilizados como solventes neste sector industrial. Nos processos de fabrico de tintas, vernizes e tintas de impressão, os COV emitidos incluem hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos, xileno, tolueno, diclorometano, ésteres e álcoois. Nos processos de fabrico de cola e gelatina, os principais COV são a metiletilcetona, o acetato de etilo e os hidrocarbonetos.

Estratégia de redução dos COV para o fabrico de tintas, vernizes, tintas de impressão e adesivos

A primeira medida é a captura na fonte e o tratamento dos efluentes gasosos que contêm COV. Por exemplo, a utilização de filtros móveis de carvão ativado é muito adaptável às variações das condições de produção. As estratégias para reduzir as emissões de COV incluem a utilização de produtos de substituição com um baixo teor de solventes (produtos à base de água ou com elevado teor de sólidos) ou produtos sem solventes. No caso dos produtos de limpeza, os fabricantes podem substituir os solventes orgânicos por soluções aquosas de soda e potassa, aquecidas a 80°C, mas que exigem o tratamento da água de lavagem.

Que COVs são emitidos nos processos de produção de revestimentos adesivos e quais são as estratégias de mitigação?

Os COVs entram num processo de revestimento adesivo através das colas à base de solventes que irão cobrir a superfície do revestimento e através dos diluentes utilizados. As emissões de COV são significativas durante o processo de secagem. Os principais tipos são

• colas acrílicas para o fabrico de adesivos (fitas adesivas, etiquetas, etc.), colagem de revestimentos de pavimentos e paredes, aplicação de folhas de PVC em painéis de madeira, etc.
• colas vinílicas utilizadas para colar peças de PVC na indústria automóvel (para-brisas, etc.), na indústria da construção (tubos de drenagem, etc.), etc.
• adesivos de poliuretano para as indústrias de embalagem, têxtil e do calçado
• adesivos de neoprene para as indústrias automóvel, do calçado e da construção.

Os processos industriais de revestimento adesivo emitem principalmente os seguintes COV: metiletilcetona, dimetilcetona, acetato de butilo, acetato de etilo, etilbenzeno, tolueno e xileno.

Estratégia de redução de COV no fabrico de revestimentos adesivos

Durante o processo de secagem, as emissões de COV são capturadas na fonte e depois filtradas com carvão ativado, reduzindo significativamente as emissões para a atmosfera. As outras técnicas para reduzir as emissões de COV são idênticas às utilizadas no fabrico de cola, como descrito acima.

Que COV são emitidos nos processos industriais de fabrico de produtos farmacêuticos e que estratégias de atenuação podem ser adoptadas?

Os processos industriais vão desde a produção do princípio ativo farmacêutico (matéria-prima) até à produção de uma forma farmacêutica (comprimido, cápsula, pomada, xarope, spray, etc.). Muitas operações dos processos de fabrico de produtos farmacêuticos envolvem solventes e conduzem à emissão de COV: carregamento de um misturador, enchimento de tanques de armazenamento de efluentes, injeção de ar esterilizado nas tubagens para eliminar o produto antes da limpeza, transferência de solventes de camiões-cisterna para tambores de armazenamento, recolha de amostras para controlo de qualidade, etc. A indústria farmacêutica utiliza cerca de cinquenta solventes que emitem COV. Entre estes, cerca de dez COV específicos são classificados como CMR: dioxano, clorofórmio, dimetilformamida, dicloroetano, cloreto de metileno, percloroetileno, dimetilamina, diglóssio e triglóssio.

Estratégia de redução de COV para o fabrico de medicamentos

Cada operação que utiliza solventes e emite COV exige a captura na fonte e o tratamento. Muitas vezes, o processo utilizado é a adsorção em carvão ativado juntamente com a oxidação térmica. A minimização das emissões de COV envolve o isolamento das fontes e a secagem em circuito fechado para reduzir as emissões fugitivas, operações de limpeza de equipamento fechado e recirculação das purgas do processo sempre que possível para evitar a descarga direta de COV através de aberturas. A substituição de solventes é mais complicada porque estes são escolhidos pelas suas caraterísticas físico-químicas , que contribuem para o processo. Caso a caso, o fabricante pode substituir o solvente utilizado no processo por um solvente que emita menos COV tóxicos.

Que COVs são emitidos nos processos de engenharia mecânica e quais são as estratégias de mitigação?

Trata-se principalmente da limpeza de superfícies metálicas antes ou depois da maquinagem para remover gorduras, fluidos de corte, óleos e partículas sólidas. O objetivo é preparar a operação seguinte ou melhorar o aspeto da superfície. A limpeza pode combinar ação química à base de solventes, ação mecânica (ultra-sons, pulverização, agitação manual ou mecânica) e um certo nível de temperatura para aumentar a eficiência química. Segue-se frequentemente o enxaguamento e a secagem. Os COV tradicionalmente emitidos neste tipo de operação são: COV halogenados (percloroetileno, diclorometano, tricloroetileno), COV hidrocarbonetos e COV oxigenados (acetona, etanol, isopropanol, éteres de glicol, ésteres de glicol, metiletilcetona).

Estratégia de redução de COV para a indústria mecânica

Os COV são capturados na fonte e recuperados prioritariamente por filtração com carvão ativado. A substituição de solventes por detergentes (com aditivos que emitem menos COV), detergentes com tensioactivos e bactérias (emissões biogénicas de COV), agro-solventes, decapagem térmica, processos a laser ou plasma frio (indústria nuclear e aeronáutica), decapagem com gelo ou gelo seco (aplicações específicas), emissões de CO₂ ( atualmente em fase de industrialização).

Que COV são emitidos nos processos de fundição e quais são as estratégias de mitigação?

A fundição consiste em verter metal fundido num molde para produzir uma peça metálica. O molde pode ser feito utilizando o processo de areia para verde (areia + argila + carbono) ou um processo de fixação química (areia + resina). A utilização de aglutinantes químicos resulta na produção de vários COV durante a mistura, a moldagem e o fabrico do núcleo, o armazenamento, a fundição e o arrefecimento. Os principais COVs emitidos durante o processo industrial são: carbono orgânico volátil, COVs de hidrocarbonetos aromáticos: benzeno, etilbenzeno, tolueno, xileno (BTEX), COVs oxigenados incluindo aldeídos (formaldeído, acroleína, acetaldeído), fenol, álcool, ésteres.

Estratégia de redução de COV para a indústria de fundição

A primeira estratégia consiste em captar as emissões na fonte utilizando exaustores e tratá-las nas várias fases do processo. Para reduzir as emissões na fonte, a utilização de grafite no processo de areia verde reduz o carbono volátil. Quanto ao processo de presa química, a tendência é para a utilização de resinas com menos componentes emissores de COV.