Impressão 3D é Segura? Guia Especialista para Evitar Emissões Tóxicas

Quando compramos uma impressora 3D, pensamos nos benefícios que ela pode nos proporcionar: criar nossas próprias peças, imprimir figuras colecionáveis, peças de reposição para um mecanismo quebrado, entre outros. Não pensamos que ter uma máquina derretendo plástico em nossa casa poderia afetar nossa saúde de forma séria.

Hoje encontramos impressoras 3D em escolas, casas e oficinas, e elas não são obrigadas a cumprir medidas de segurança particulares relacionadas às emissões que causam. Muitas pessoas, incluindo crianças, podem ser expostas a altas concentrações de partículas minúsculas ou fumos tóxicos.

Embora ABS e HIPS apresentem graus mais altos de toxicidade e geralmente contenham doses elevadas de Bisfenol A do que outros filamentos, medidas de segurança devem ser implementadas independentemente do termoplástico utilizado. O próprio processo de impressão 3D libera fumos tóxicos e partículas no ar, tornando muito importante ventilar regularmente a área e não conviver com uma impressora 3D funcionando regularmente.

Principais preocupações sobre o impacto da impressão 3D na saúde

Embora impressoras FDM estejam entre nós há mais de uma década, muitas pessoas afirmam que a impressão 3D pode ser prejudicial, pois emite partículas tóxicas que se alojam profundamente nos pulmões. A exposição prolongada a essas partículas está sendo avaliada por pesquisadores para determinar o nível de perigo a que estamos expostos ao imprimir, tanto a curto quanto a longo prazo.

Durante os primeiros meses do surto de COVID-19, a venda de impressoras 3D cresceu de forma constante, em parte graças à implementação desta tecnologia para fabricar elementos de proteção facial ou respiradores que eram escassos na época.

Muitas pessoas passaram de ter uma para ter várias impressoras 3D em um mesmo ambiente, o que aumenta perigosamente a emissão de gases tóxicos e partículas em um espaço fechado. Medidas de contenção social, como quarentenas ou toques de recolher, também fizeram as pessoas passarem mais tempo dentro de casa, aumentando ainda mais sua exposição a essas emissões.

Segundo diversos estudos, nanopartículas chamadas UFP (partículas ultrafinas), muito menores que a fumaça do tabaco, são liberadas durante a impressão 3D. Essas partículas entram pelo canal respiratório e se alojam nas áreas mais profundas dos pulmões, onde podem gerar inflamação pulmonar.

Neste ponto, deve-se esclarecer que nem todos os termoplásticos usados na impressão 3D têm o mesmo nível de toxicidade. Filamentos são compostos de polímeros com diferentes características, que se decompõem em substâncias que podem ser mais ou menos prejudiciais.

Pesquisei o nível de toxicidade e impacto na saúde de cada um dos termoplásticos mais populares usados na impressão 3D, então vamos discuti-los brevemente!

ABS

ABS (acrilonitrila butadieno estireno) é um plástico duro amplamente usado na indústria plástica devido ao seu baixo custo e excelentes propriedades. Como é composto de acrilonitrila, um produto altamente tóxico, seu uso deve ser realizado sob rigorosas condições de controle de emissões.

Além disso, emite bisfenol A, uma substância potencialmente cancerígena proibida em alguns países. Infelizmente, quando usado em impressão 3D desktop, requer um ambiente com pouca ventilação, pois correntes de ar podem dificultar seu uso ou gerar problemas de warping ou rachaduras. Isso torna o ABS um dos materiais mais perigosos para imprimir.

Você também deve descobrir se sua marca de ABS inclui BPA (Bisfenol A), que pode ter efeitos sérios na nossa saúde.

Evite imprimir regularmente com ABS enquanto estiver no mesmo ambiente, pois os efeitos a longo prazo podem ser sérios.

PLA

O PLA é atualmente o material mais usado na impressão 3D, principalmente devido à sua facilidade de uso. Por ser derivado de milho e poder ser biodegradável (sob condições específicas), muitas pessoas o consideram seguro.

No entanto, os agentes de coloração e aditivos que os fabricantes usam podem torná-lo perigoso. Também emite altos níveis de UFP (partículas ultrafinas). É altamente recomendado renovar o ar do ambiente após cada impressão, para diminuir a concentração de UFP.

Nylon

Filamentos de Nylon têm grande durabilidade e resistência térmica, por isso são frequentemente usados para imprimir peças mecânicas. Eles também emitem grandes quantidades de estireno, um hidrocarboneto ligado a maior risco de câncer e outras doenças.

Além disso, o Nylon pode liberar partículas de caprolactama, um composto irritante conhecido por causar danos severos ao sistema respiratório. Como precisa de níveis de temperatura mais altos que a maioria dos materiais de impressão 3D, emite quantidades massivas de UFP.

PETG

O PETG é composto de plástico PET ao qual se adiciona glicol. Sua estabilidade química é muito alta, por isso não emite odores desagradáveis nem fumos tóxicos.

É usado na fabricação de recipientes para bebidas. No entanto, UFP também é emitido ao imprimir com PETG. Lembre-se que a ausência de cheiro desagradável não significa que a substância não seja tóxica, como muitos pensam.

HIPS

Este material, frequentemente usado como material de suporte em impressoras 3D de multi-extrusão, emite, como o ABS, um composto chamado estireno. Este composto é classificado como cancerígeno pela Agência Internacional de Pesquisa em Câncer. Em combinação com ABS, uma impressora de duplo extrusor pode emitir altos níveis de fumos tóxicos em muito pouco tempo. Um sistema de ventilação adequado é estritamente necessário.

Como no caso do ABS, você deve sempre verificar se seus carretéis de HIPS contêm BPA. Nós o mencionamos anteriormente e também dissemos que pode ter efeitos sérios na nossa saúde. Devido à importância deste tópico, dedicaremos uma seção inteira ao BPA.

Os fumos da impressão 3D são tóxicos?

Nem todos os filamentos usados na impressão 3D emitem gases tóxicos. Por exemplo, o PLA pode ser usado em ambientes onde as pessoas trabalham por longos períodos. Outros, como o ABS, devem ser usados em ambientes onde a concentração de fumos tóxicos não exceda os valores máximos permitidos.

A exposição a esses fumos causa irritação nos olhos e trato respiratório, além de náuseas e dores de cabeça. A emissão desses gases pode ser reduzida instalando um sistema de filtro de particulados com carvão ativado, ou aumentando a ventilação no ambiente ou oficina.

Muitos fabricantes de filamentos fornecem aos seus clientes uma folha de informações de segurança sobre o uso de seus filamentos. É altamente recomendado verificar esses detalhes no site do fabricante antes de usar uma nova marca ou material. Até mesmo cores diferentes do mesmo material e fabricante podem ter diferentes níveis de emissão devido à composição química dos pigmentos.

Quão grave é a exposição a fumos e partículas a longo prazo?

Como a tecnologia FDM é relativamente nova, dados conclusivos sobre seus efeitos a longo prazo ainda não estão disponíveis. Artigos foram apresentados e suas conclusões indicam que impressoras 3D desktop emitem enormes quantidades de nanopartículas, cujo tamanho varia entre 40 e 300 nm. Este tamanho é pequeno o suficiente para penetrar até os setores mais internos do sistema respiratório, causando irritação e inflamação severas.

Devido à toxicidade de alguns gases emitidos, há um risco real de desenvolver doenças pulmonares crônicas como asma, DPOC ou até câncer. Indivíduos especialmente suscetíveis devem trabalhar com impressoras 3D usando medidas de segurança adicionais, como máscaras de gás com filtros apropriados.

Outros fatores que modificam os valores de nanopartículas emitidas são a marca e tipo de filamento, a cor, a temperatura de impressão, o uso de mesa aquecida, etc. Em geral, recomenda-se definir as temperaturas de impressão o mais baixo possível, no que diz respeito à segurança.

É seguro imprimir em ambientes internos?

Mesmo que filamentos como PLA ou PETG sejam usados, cujas emissões supostamente são menos nocivas, os ambientes onde impressoras 3D são usadas devem ser adequadamente ventilados, ou um sistema de filtragem de partículas deve ser instalado para garantir que a concentração não exceda níveis toleráveis.

Outra medida apropriada é sair do ambiente durante o tempo de impressão e renovar o ar ao final do trabalho.

O que é BPA e quão arriscado é?

BPA (bisfenol A) é um composto sintético adicionado a muitos produtos, como recipientes de alimentos, CDs e DVDs, equipamentos esportivos ou até mamadeiras. É amplamente usado na indústria de plásticos, a ponto de um estudo revelar que 90% da população dos EUA tem traços deste composto no corpo.

Muitos relatórios foram publicados sobre o perigo desta substância e os resultados são frequentemente contraditórios. Os relatórios mais graves indicam uma relação direta entre exposição ao BPA e risco de diabetes, problemas de fertilidade, câncer e obesidade. Além disso, o BPA poderia alterar o desenvolvimento neural de crianças e adolescentes.

Em países como a França, o uso de BPA é proibido pelas autoridades de saúde. A comunidade científica internacional ainda não chegou a um consenso sobre os riscos de ingerir ou inalar BPA.

É seguro imprimir em ambientes internos?

Mesmo que filamentos como PLA ou PETG sejam usados, os ambientes onde as impressoras 3D estão rodando devem ser adequadamente ventilados, ou um sistema de filtragem de partículas deve ser instalado para garantir que a concentração não exceda níveis toleráveis. Outra medida apropriada é sair do ambiente durante o tempo de impressão e renovar o ar ao final do trabalho.

Os filamentos de impressão 3D contêm BPA?

Alguns filamentos de impressão 3D contêm altas doses de BPA, como ABS e HIPS. Durante o tempo de impressão, minúsculas partículas de bisfenol são liberadas no ar. A inalação dessas partículas e sua potencial toxicidade ainda não foram suficientemente estudadas, por isso o uso de medidas de segurança adicionais é recomendado ao usar esses materiais.

Embora você deva tomar precauções com todos os tipos de termoplásticos, apenas ABS e HIPS contêm BPA em altas doses.

Uma das razões pelas quais o PETG é tão popular entre utensílios relacionados a alimentos é que ele também é livre de BPA. Isso não significa necessariamente que você possa imprimir com este termoplástico e aplicá-lo na sua cozinha, pois o próprio processo de impressão 3D apresenta alguns problemas que podem não ser adequados para alimentos.

A impressão 3D é segura para alimentos?

Alguns materiais usados na impressão 3D poderiam ser considerados "seguros para alimentos" devido à sua grande estabilidade química, como no caso de PETG ou PLA, se não forem levados em conta os aditivos introduzidos durante o processo de fabricação.

Substâncias aglutinantes ou cores artificiais podem ser tóxicas em certas concentrações, então cada filamento deve ser estudado mais profundamente. Na ausência de informações a esse respeito, nenhum material pode ser considerado "seguro para alimentos" até que os estudos relevantes sejam realizados.

Além disso, algumas peças no sistema de extrusão de uma impressora 3D podem liberar pequenas partículas de metal que acabam no objeto impresso, alterando sua composição.

Outro fator a considerar é a estabilidade dos polímeros expostos a altas temperaturas. Filamentos considerados seguros podem liberar substâncias nocivas na decomposição térmica. Por isso, não é recomendado consumir bebidas armazenadas em recipientes feitos com impressão 3D.

Por outro lado, a impressão 3D FDM consiste em camadas de plástico de certa espessura, que podem ter pequenos furos e imperfeições. Dentro dessas cavidades, alimentos e umidade podem se acumular em locais onde o objeto não pode ser limpo adequadamente, criando um ambiente ideal para o crescimento de bactérias. Se objetos impressos em 3D forem usados em contato com alimentos ou bebidas, não devem ser reutilizados em nenhuma circunstância.

Uma alternativa que poderia resolver este problema é realizar um pós-processamento que elimine rachaduras e preencha os espaços entre camadas no objeto, com uma resina aprovada para uso alimentar, mas nenhum estudo foi realizado ainda para aprovar o uso desta tecnologia ou métodos em alimentos.

Se quiser se aprofundar neste tópico, pode conferir meu artigo sobre a segurança de filamentos para impressão de cortadores de biscoitos. Embora fale especificamente sobre esses utensílios, a informação fornecida aqui pode ser extrapolada com segurança para outros usos.

Você deve ter notado que só falamos sobre impressoras FDM até agora. Para não excluir nossos membros da comunidade SLA, vamos passar pelas considerações mais relevantes que você deve ter em mente ao usar esta tecnologia!

A impressão 3D com SLA é tóxica?

A tecnologia SLA é muito diferente da FDM. A estereolitografia usa uma resina líquida como material consumível, que é endurecida (curada) por um laser. O processo alcança uma precisão dimensional muito maior que impressoras 3D convencionais, por isso é usada para fazer peças mais detalhadas ou objetos de tamanho muito pequeno que não poderiam ser feitos por FDM.

A desvantagem no uso desta tecnologia é a alta toxicidade da resina quando está em estado líquido e durante a cura na impressão. Quando entra em contato com a pele, às vezes produz uma reação de irritação instantânea. Algumas pessoas não notam essa reação por vários dias. Se o contato for prolongado por muito tempo, a pele pode desenvolver alergias ou até aumentar a sensibilidade do corpo à resina ou luzes UV.

Casos foram relatados de pessoas que trabalharam com resina sem usar proteção por alguns anos. Agora não podem estar em contato com ela, pois até o cheiro da resina lhes dá dor de cabeça.

Como as resinas de impressão 3D são muito mais tóxicas que filamentos para impressoras FDM, seu uso deve ser realizado em ambientes controlados onde medidas de segurança adicionais são estabelecidas. Luvas de látex e proteção ocular devem ser sempre usadas ao manusear resina líquida.

O SLA é seguro para alimentos?

Uma vez curada, a resina torna-se dura e relativamente estável. No entanto, com o uso diário, uma peça impressa com resina interage com compostos químicos presentes nos alimentos e pode liberar substâncias tóxicas. Por este motivo, não se pode garantir um nível ótimo de segurança no uso deste material em objetos que entram em contato com alimentos.

Existem resinas para uso em biomedicina, classificadas como "biocompatíveis", mas esta certificação é dada para usos muito específicos em medicina e odontologia. Seu uso não é recomendado em aplicações diferentes da original para a qual foram desenvolvidas.

Uma forma de usar impressão 3D SLA na indústria alimentícia é fazer moldes negativos para termoformagem a vácuo. Com esses moldes, você pode termoformar plásticos aprovados para uso com alimentos. Dessa forma, o alimento não entra em contato com o molde de resina, mas com o plástico seguro.

A impressão 3D ainda está sob análise, e conclusões a longo prazo sobre seu impacto na saúde ainda não foram feitas. Enquanto não tivermos informação suficiente, é melhor ficar seguro e prevenir danos aumentando as medidas de segurança.

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