Quando trouxe a minha primeira impressora para casa, preocupava-me principalmente com a calibração da primeira camada e a temperatura da base de impressão. Hoje tenho várias máquinas a funcionar ao mesmo tempo no meu escritório e já perceciono o ar à volta delas de forma completamente diferente. Todos conhecemos isto. Entras na divisão onde se está a imprimir e sentes um odor adocicado específico. Às vezes é apenas uma leve brisa, outras vezes um ar pesado que faz os olhos arderem muito rapidamente. Derretemos plástico a altas temperaturas e, logicamente, algo se liberta para o ambiente. Os vapores da impressão 3D são um tema que muitos utilizadores ignoram, até começarem a ter dores de cabeça. A questão é, portanto, clara. Será mesmo apenas um cheiro inofensivo, ou deveríamos prestar atenção?
O objetivo deste texto não é assustar ninguém de morte e obrigar-te a atirar a impressora pela janela. Eu próprio imprimo diariamente e não tenciono parar. Mas quero dar-te uma imagem perfeitamente real do que acontece exatamente com o ar na tua oficina ou escritório. Especialmente se consideras mover a impressora para mais perto das áreas habitacionais, deves saber que riscos os diferentes materiais apresentam e como te defenderes deles. Não existe uma abordagem universal. Tudo depende exatamente daquilo com que alimentas a tua extrusora.
O que se liberta da impressora
Quando o filamento toca no bico quente, começa a derreter e a mudar de estado. Durante este processo, não escapa apenas calor para o ar. Da impressora escapam realmente duas coisas completamente diferentes, que temos de separar para percebermos como nos protegermos delas.
Primeiro, são os compostos orgânicos voláteis, para os quais se usa habitualmente a sigla inglesa VOC. São exatamente esses gases que sentes com o nariz. O problema dos VOC acompanha a impressão 3D desde o início. São precisamente estes gases os responsáveis por te irritarem os olhos, o nariz ou a garganta após uma estadia prolongada perto da impressora. Em indivíduos mais sensíveis, causam muito rapidamente dores de cabeça ou sensações de náusea.
Enquanto sentes os VOC e o teu corpo te dá um sinal claro para ventilar, as partículas ultrafinas são mais traiçoeiras. Não as vês nem as sentes. São as chamadas UFP, do inglês ultrafine particles. Falamos de partículas sólidas com um tamanho na ordem de 1 a 100 nanómetros. Para teres uma ideia, estas nanopartículas são tão extremamente pequenas que, ao serem inaladas, não ficam nas mucosas, mas penetram profundamente nos alvéolos pulmonares. A partir deste local, o corpo humano tem muita dificuldade em livrar-se delas e podem até passar para a corrente sanguínea.
Quanto liberta cada material
A variável mais importante para a quantidade de emissões é a temperatura do bico. A física é implacável a este respeito. Quanto mais quente derretes o material, mais partículas e vapores se formam. Claro que não é o único fator, a composição química desempenha um papel enorme, mas a temperatura é o principal gatilho. Vejamos os materiais específicos.
O popular PLA imprime-se a uma temperatura relativamente baixa, por volta dos 200 graus Celsius. Graças a isso, liberta no geral menos emissões para o ar. O PETG está numa situação semelhante, sendo também considerado um material de emissões relativamente baixas e representando uma carga menor para a impressão doméstica comum. Mas as boas notícias acabam basicamente por aqui.
Assim que passas para os plásticos técnicos, a situação muda drasticamente. O velho conhecido ABS liberta para o ambiente uma enorme quantidade de partículas e substâncias voláteis. O ASA, mais moderno, que é usado como substituto estável aos raios UV para uso exterior, produz um pouco menos de partículas sólidas, mas em contrapartida liberta uma quantidade realmente massiva de VOC. O ABS e o ASA têm um problema fundamental em comum, pois libertam estireno. Se imprimires estes materiais numa divisão não ventilada, a concentração de estireno consegue ultrapassar muito rapidamente os limites de higiene em vigor para espaços interiores.
O Nylon, ou seja, a poliamida designada como PA, exige altas temperaturas para imprimir e liberta para o ar uma enorme quantidade de partículas ultrafinas. No topo da tabela de emissões encontra-se o policarbonato, ou PC. Este material está entre os de emissões absolutamente mais altas. Imprime-se muito quente, as temperaturas no bico rondam os 300 graus Celsius, e a quantidade extrema de substâncias libertadas corresponde a isso.
Mas aqui tenho de acrescentar uma nuance muito importante. Muitas pessoas pensam que o PLA é feito de fontes vegetais e, por isso, é total e absolutamente inofensivo. No entanto, alguns estudos especializados descobriram algo bastante surpreendente. As partículas libertadas do PLA podem, paradoxalmente, ser mais tóxicas por unidade de massa do que as partículas do ABS. Sim, leste bem. A salvação do PLA é o facto de libertar para o ar uma quantidade absolutamente fracionária destas partículas em comparação com os plásticos técnicos. A afirmação de que as emissões do PLA são zero é, portanto, uma simplificação muito imprecisa. São baixas, mas não são nulas.
Quantas emissões liberta cada material
Comparação relativa, uma barra mais alta significa mais emissões. A temperatura do bico é o fator principal.
O ABS e o ASA libertam ainda estireno, que numa divisão não ventilada ultrapassa os limites de higiene. A escala é indicativa, serve para comparar os materiais entre si.
Até que ponto prejudica a saúde
A questão de saber se a impressão 3D é prejudicial à saúde não tem uma resposta de sim ou não. Temos de distinguir os impactos a curto e a longo prazo. A curto prazo, o problema é a alta concentração de substâncias voláteis numa divisão mal ventilada. O resultado são olhos irritados, comichão no nariz e na garganta. Por experiência própria, sei que se me esquecer de ventilar durante uma longa impressão em ABS, numa hora surge infalivelmente uma dor de cabeça surda e uma ligeira náusea. Esta é uma reação clara do organismo ao cocktail químico no ar.
A carga a longo prazo é um tema mais complexo e continua a ser objeto de investigação científica ativa. Aqui, o principal suspeito são as partículas ultrafinas UFP. Como já mencionei, depositam-se profundamente nos pulmões e o corpo tem dificuldade em eliminá-las. A exposição prolongada a altas concentrações de nanopartículas não beneficia, em geral, o sistema cardiovascular nem o respiratório. É dada especial atenção ao estireno, que escapa do ABS e do ASA. Trata-se, de longe, da substância mais monitorizada na nossa área, pois irrita comprovadamente as mucosas e, em caso de exposição prolongada acima dos limites permitidos, tem efeitos tóxicos no sistema nervoso.
Uma impressora fechada e um filtro ajudam?
Quando os utilizadores descobrem tudo isto, começam normalmente a procurar uma solução rápida. Esta parece ser a compra de uma impressora com cobertura total. As impressoras fechadas, como a popular Bambu Lab, e muitos outros modelos no mercado, têm frequentemente um filtro de carvão ativado incorporado de fábrica. No papel soa absolutamente fantástico, mas a prática é um pouco mais complicada.
O carvão ativado funciona com base no princípio da adsorção. Consegue reter parte dos compostos orgânicos voláteis e é absolutamente excelente para suprimir odores. O problema fundamental é que o carvão não retém de todo as partículas ultrafinas UFP. Estas passam por ele completamente despercebidas. Para filtrar as partículas sólidas é indispensável um filtro HEPA, mas este falta no equipamento básico de muitas impressoras. O carvão ativado por si só resolve, portanto, apenas metade do problema.
Outro senão é a vida útil. O filtro de carvão satura-se gradualmente com o uso. Não tem uma capacidade inesgotável. Assim que atinge o seu limite, deixa de funcionar e deixa passar os gases para a divisão. Aplica-se aqui uma regra simples e muito fiável. Assim que sentes claramente a impressão mesmo fora da impressora fechada, o carvão já está saturado. Nesse momento, já estás a respirar VOC não filtrados e a inalá-los. Recomenda-se, por isso, mudar o filtro aproximadamente após três a seis meses de impressão ativa.
Também não nos podemos esquecer de como o ar circula realmente dentro da caixa. Na esmagadora maioria das impressoras fechadas, o ar apenas recircula através do filtro dentro da câmara. Não é uma extração para fora do edifício e não substitui de todo a ventilação da divisão. A câmara fechada na impressora serve principalmente para manter uma temperatura estável em redor da impressão e evitar assim o desagradável empenamento, ou seja, a torção e o descolamento do plástico da base de impressão. A proteção da saúde é frequentemente apenas um efeito secundário, e nem sempre perfeitamente resolvido.
O que o filtro de carvão consegue fazer e o que não consegue
O carvão ativado (em impressoras fechadas e kits externos) tem limites físicos claros.
Como te protegeres: ventilação e filtração
Se queres ter um ar realmente limpo, tens de tomar a situação nas tuas próprias mãos. Existem soluções substancialmente melhores do que apenas confiar na esponja de carvão básica. Uma ventilação verdadeiramente eficaz da impressora 3D requer uma abordagem sistémica.
Um avanço significativo é a instalação de um kit de atualização que combina um filtro HEPA de qualidade de classe 13 ou 14 juntamente com uma quantidade generosa de carvão ativado. Uma solução ainda melhor é a adição de uma extração externa, que empurra o ar da impressora para fora através destes filtros. Tal combinação consegue reter até 99,95 por cento de todas as partículas ultrafinas e substâncias voláteis. Em testes independentes, estes conjuntos conseguiram reduzir as concentrações de poluentes na divisão até quatro vezes. Lembra-te da regra principal. Apenas a combinação de um filtro HEPA para partículas sólidas mais carvão ativado para gases voláteis cobre ambos. O HEPA por si só não retém os VOC e o carvão por si só não para as partículas.
Recomendações práticas por material
Deixámos a teoria para trás, vamos falar sobre o que isto significa para o teu funcionamento diário. A maior e, ao mesmo tempo, mais barata alavanca para reduzir os vapores em tua casa é a própria escolha do material e a menor temperatura do bico associada a ele. Se não pretendes expressamente uma alta resistência mecânica ou resistência à temperatura da peça final, imprime com materiais que derretem a temperaturas mais baixas.
Quando optas por um PLA de qualidade, este representa um risco realmente baixo numa divisão razoavelmente ventilada. Podes trabalhar normalmente perto da impressora e basta abrir a janela de vez em quando. O PETG está numa situação muito semelhante, sendo o compromisso ideal para peças funcionais sem a necessidade de construir um laboratório de extração.
Uma situação completamente diferente ocorre com os filamentos técnicos. O ABS, o ASA, o policarbonato e o nylon pertencem indiscutivelmente a uma impressora fechada equipada com filtração ativa. Com estes materiais, a ventilação é absolutamente crucial, idealmente com exaustão direta do ar para fora pela janela ou, pelo menos, para uma divisão permanentemente desabitada. A regra de ouro é clara. Nunca imprimas ABS nem ASA numa divisão habitada e não ventilada onde te encontras no momento.
Se queres ter em casa o sistema absolutamente mais fiável, adquire uma impressora fechada, complementa-a com uma forte filtração que combine HEPA e carvão e coloca um purificador de ar de qualidade na própria divisão. E, claro, não te esqueças de ventilar fisicamente de forma regular. O conselho absolutamente fundamental para terminar este bloco é: nunca coloques a impressora no quarto. O local onde passas a noite inteira a dormir tem de permanecer limpo.
Que medidas para cada material
| Material | Emissões | O que fazer |
|---|---|---|
| PLA / PETG | baixas | Uma divisão razoavelmente ventilada é suficiente. Câmara fechada com filtro como bónus para os odores. |
| ABS / ASA | altas | Câmara fechada + filtração ativa + ventilação para o exterior. Devido ao estireno, nunca numa divisão habitada não ventilada. |
| Nylon (PA) / PC | altas | Câmara fechada + HEPA e carvão + ventilação. Liberta muitas partículas. |
A proteção mais barata é a escolha do material. Quando não precisas de resistência, imprime em PLA ou PETG.
Conclusão
Os vapores do nosso passatempo não devem ser subestimados, mas também não há motivo para entrar em pânico e vender o equipamento por causa deles. Trata-se apenas de abordar a impressão com bom senso. Sempre que colocas uma nova bobina na extrusora, tem em conta a temperatura a que a vais submeter. Com uma temperatura mais alta, aumenta a tua responsabilidade pelo que vais respirar na divisão. Abrir a janela é o mínimo que podes fazer por ti. E se planeias longas impressões com materiais técnicos, considera uma filtração e extração de qualidade como uma parte do equipamento tão importante como uma base de impressão de qualidade ou um bico de aço.
Perguntas frequentes
A impressão 3D é prejudicial à saúde?
Depende do material e da ventilação. A curto prazo, os vapores podem causar dores de cabeça e irritar os olhos ou o nariz. A inalação prolongada de nanopartículas e substâncias voláteis numa divisão não ventilada não beneficia a saúde. Mas, com a ventilação correta e a escolha do material, o risco é mínimo.
Que filamento liberta menos vapores?
O PLA produz menos emissões, porque se imprime a uma temperatura relativamente baixa, por volta dos 200 graus Celsius. O PETG também é relativamente seguro e de baixas emissões. Mas mesmo com eles formam-se nanopartículas, embora em pequenas quantidades.
Uma impressora fechada com filtro de carvão ajuda?
Ajuda a reter odores e parte das substâncias voláteis, mas não retém as perigosas partículas ultrafinas. Para a sua remoção é necessário um filtro HEPA. Além disso, o filtro de carvão satura-se com o tempo e é necessário mudá-lo regularmente.
Tenho de ventilar ao imprimir em PLA?
Sim, embora o PLA represente um risco muito baixo, continua a libertar uma pequena quantidade de partículas e substâncias voláteis. A ventilação normal, abrindo a janela da divisão, é uma prevenção totalmente suficiente.
Posso ter a impressora 3D no quarto ou na sala de estar?
A impressora não pertence definitivamente ao quarto. Inalar vapores a noite toda durante o sono é inadequado, mesmo ao imprimir em PLA. Na sala de estar, o funcionamento só é possível com materiais de baixas emissões, desde que haja uma ventilação regular e rigorosa.