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Escola de Engenharia de Lorena
Universidade de São Paulo
Camila Maziviero Galhardo
Biocidas em preparações pigmentárias Biodeterioração de tintas e a importância do uso de
biocidas
Lorena
2012
Camila Maziviero Galhardo
Biocidas em preparações pigmentárias
Biodeterioração de tintas e a importância do uso de biocidas
Monografia apresentada como requisito parcial
para a conclusão de Graduação do Curso de
Engenharia Bioquímica – Escola de Engenharia de
Lorena da Universidade de São Paulo.
Orientador: Prof. Dr. Arnaldo Márcio Ramalho Prata
Lorena
2012
AGRADECIMENTOS
Agradeço ao professor Dr. Arnaldo Márcio Ramalho Prata pela orientação neste
trabalho.
A toda equipe técnica do Laboratório de Suporte Técnico para Pigmentos/BASF que
tanto me ajudaram para o desenvolvimento deste trabalho.
A Escola de Engenharia de Lorena da Universidade de São Paulo que vem
viabilizando a minha formação no curso de Engenharia Bioquímica.
RESUMO
Este trabalho tem como objetivo destacar a importância do uso de biocidas
em preparações pigmentárias (tintas) para proteção tanto do produto enlatado como
do filme seco contra a biodeterioração ocasionada por micro-organismos.
O Brasil é um dos cinco maiores produtores mundiais de tintas, sendo o
segmento de tintas imobiliárias o de maior volume. Nesse segmento, encontramos
as tintas base água, as quais são mais propensas à contaminação por micro-
organismos, sendo necessária a utilização de biocidas eficientes.
Verifica-se que as bactérias se desenvolvem principalmente na tinta enlatada,
enquanto fungos e algas crescem na tinta aplicada, no chamado filme seco. Assim,
faz-se uso de bactericidas, fungicidas e algicidas, evitando a biodeterioração desses
materiais.
Para proteção do filme seco destacam-se como biocidas o carbendazim e
derivados de herbicidas agrícolas. Já para proteção do produto enlatado, as
isotioazolinonas apresentam-se como os biocidas mais empregados. No país,
apesar do uso de formaldeído ser proibido, os liberadores de formol ainda continuam
em uso.
O Brasil apresenta apenas normas referentes à análise microbiológica das
tintas, mas nada referente ao uso de biocidas em tintas, as quais ainda estão em
discussão. Assim, muitas empresas brasileiras adotam as normas européias,
utilizando produtos certificados pelo Blue Angel, importante instituição alemã que
garante a qualidade de produtos e serviços sustentáveis.
O mercado dos biocidas deve apresentar crescimento uma vez que o setor de
tintas no país continua em ascensão, além do forte apelo por produtos mais
sustentáveis, o que levará a migração de tintas base solvente para o sistema base
água. Este último é mais propenso ao desenvolvimento de micro-organismos,
acarretando uma maior utilização de biocidas cada vez mais eficientes.
ABSTRACT
This paper aims to highlight the importance of using biocides in pigmentary
preparations (paints) for protection of both the canned product as a dry film against
biodeterioration caused by micro-organisms.
Brazil is one of the largest producers of paints, and coatings are the segment
of the highest volume. In this segment, we find water based inks, which are the more
prone to contamination by micro-organisms, requiring the efficient use of biocides.
It’s found that the bacteria develop mainly in the ink canned, while fungi and
algae grow on the ink apllied in the so called dry film. Thus, use is made of
bactericides, fungicides and algicides, avoiding the biodeterioration of these
materials.
To protect the dry film stand out as a biocide carbendazim and derivatives of
agricultural herbicides. Have to protect the canned product, the isothiazolone present
as biocides more employees. In the country, despite the use of formaldehyde is
forbidden, formaldehyde releasers are still in use.
Brazil has only standards for microbiological analysis of paint, but nothing
regarding the use of biocides in paints, which are still under discussion. Thus, many
Brazilian companies adopt European standards, using products certified by the Blue
Angel, a leading german institution that guarantees the quality of sustainable
products and services.
The market for biocides should show growth since the paint sector in the
country continues to increase, and the strong appeal for more sustainable products,
which will lead to migration of solvent based paints to water based system. The latter
is more prone to the development of micro-organisms, resulting in greater biocide
usage more efficient.
SUMÁRIO
Capítulo I ....................................................................................................................7
Introdução ...................................................................................................................7
Capítulo II ...................................................................................................................9
Desenvolvimento ........................................................................................................9
1 Tintas ......................................................................................................................9
1.1 Composição.....................................................................................................10
1.1.1 Pigmentos ..............................................................................................10
1.1.2 Resinas ..................................................................................................11
1.1.3 Solventes ...............................................................................................11
1.1.4 Aditivos ..................................................................................................11
2 Biodeterioração de tintas ......................................................................................11
2.1 Conceituação...................................................................................................11
2.2 Organismos comuns na biodeterioração de tintas .........................................13
2.2.1 Bactérias ................................................................................................13
2.2.2 Fungos ...................................................................................................14
2.2.3 Algas ......................................................................................................15
2.3 Formação de biofilme ....................................................................................15
3 Biocidas ................................................................................................................17
3.1 Manutenção da tinta na lata (proteção in can) ...............................................18
3.2 Proteção do filme seco ...................................................................................19
3.3 Isotiazolinonas ................................................................................................22
4 Normas brasileiras ................................................................................................27
5 The Blue Angel .....................................................................................................29
6 Oportunidades de crescimento .............................................................................30
Capítulo III ................................................................................................................31
Conclusão .................................................................................................................31
Capítulo IV.................................................................................................................33
Referências bibliográficas ......................................................................................33
7
CAPÍTULO I
INTRODUÇÃO
Tinta pode ser definida como uma dispersão de pigmentos num meio líquido,
resultando uma composição líquida e geralmente viscosa. É composta,
basicamente, por pigmentos, solvente, resina e aditivos, componentes que podem
servir de alimento para o crescimento de organismos. Dessa forma, o meio fica
sujeito ao fenômeno da biodeterioração, o qual pode alterar as características da
tinta (FAZENDA, 1995).
A primeira definição para biodeterioração foi apresentada por HUECK, como
sendo "qualquer mudança indesejável nas propriedades do material causada pelas
atividades vitais dos organismos”. Trata-se de um termo novo, existente há cerca de
40 anos, que define a ação de organismos vivos sobre materiais, ocasionando
danos a estes (SILVA, 2009).
No setor de tintas, a biodeterioração está presente tanto no produto enlatado
como no filme seco, o qual é formado após a aplicação da tinta sobre uma
superfície. Esse fenômeno ocorre principalmente nos produtos base água (tintas que
apresentam água como solvente), os quais se tornam excelentes fontes de alimento
para o crescimento de micro-organismos, sendo o produto enlatado um excelente
meio para o desenvolvimento de bactérias (SILVA, 2009).
O chamado filme seco, formado após a aplicação da tinta sobre uma
superfície, apresenta a capacidade de embelezar e fornecer proteção ao material
sobre o qual é aplicado, sendo essas suas principais propriedades. Tais
propriedades, entretanto, podem ser prejudicadas pelo desenvolvimento de fungos e
algas sobre a película aderente formada, o que também é favorecido pelo clima e
pelo tipo de tinta e suas características (GAYLARDE, 2011).
O Brasil apresenta destaque no setor de tintas, sendo o segmento de tintas
imobiliárias responsável pelo maior volume de vendas. Nesse segmento, as tintas
base água apresentam domínio; além disso, seguindo a tendência de comercializar
produtos mais sustentáveis, está ocorrendo a mudança das tintas base solvente
pelas base água. Dessa forma, cada vez mais será necessário o controle sobre a
contaminação de tintas por bactérias, fungos e algas (SANTOMAURO, 2011).
8
Um dos meios mais eficazes para impedir a ocorrência de biodeterioração em tintas
é o emprego de biocidas nas formulações, um aditivo que impede a proliferação de
micro-organismos ou ocasiona a morte dos mesmos (SANTOMAURO, 2011).
9
CAPÍTULO II
DESENVOLVIMENTO
1 TINTAS
Tinta é uma dispersão de um ou mais pigmentos em um algomerado líquido,
definindo uma composição líquida e geralmente viscosa. Após aplicação sobre
uma superfície, a camada formada sofre um processo de cura e a tinta fica
aderida, promovendo beleza e proteção a esta superfície (FAZENDA, 1995).
Com a fabricação de produtos de alta qualidade destinados as mais diversas
aplicações, o Brasil corresponde hoje ao quinto maior mercado mundial dentro do
setor de tintas. Com um faturamento de US$ 4,5 bilhões em 2011 e 18,7 mil
empregos diretos, o segmento de tintas imobiliárias representa cerca de 80% do
volume total e 63% do faturamento, apresentando evolução anualmente, como
mostrada na Tabela 1 (ABRAFATI, 2012).
Tabela 1: Evolução do setor de tintas imobiliárias no Brasil. (ABRAFATI, 2012).
Ano Volume (milhões de litros)
2011 1.119
2010 1.083
2009 982
2008 975
2007 800
As tintas imobiliárias são compostas, basicamente, por tintas que utilizam
água como solvente, as quais denominamos tintas base água. Essas surgiram
como uma opção para diminuir os problemas ambientais, sendo mais
sustentáveis. Devido a essa composição, as tintas base água destacam-se como
10
produtos susceptíveis a biodeterioração, a qual pode acarretar problemas na tinta
tanto na lata como depois de sua aplicação (ABRAFATI, 2012).
1.1 Composição
As tintas apresentam como componentes básicos: pigmentos, resinas,
solventes e aditivos (FAZENDA, 1995).
1.1.1 Pigmentos
Pigmentos são compostos sólidos e insolúveis, podendo ser orgânicos ou
inorgânicos, os quais são responsáveis por oferecer coloração, opacidade,
algumas características de resistência e outros efeitos às tintas (FAZENDA,
1995).
A escolha do pigmento relaciona-se diretamente à aplicação final da tinta.
Assim, no caso das tintas imobiliárias, com as quais deve-se ter preocupação com
o custo devido aos elevados volumes comercializados, normalmente são
empregados pigmentos tradicionais (QUALIOTTO, 2002).
Os pigmentos podem ser coloridos e não coloridos, sendo o dióxido de titânio
(pigmento branco) e o negro de fumo (pigmento preto), ilustrados na Figura 1, os
principais representantes para o segundo segmento. Além disso, pode-se ter
pigmentos naturais e sintéticos (QUALIOTTO, 2002).
Figura 1: Pigmentos coloridos. (a) Dióxido de Titânio (Fonte: ABOISSA, 2010); (b) Negro de Fumo (Fonte: QUÍMICA E DERIVADOS, 2009).
(a) (b)
11
1.1.2 Resinas
As resinas compõem a parte não volátil das tintas, send responsáveis por
aglomerar as partículas de pigmento, além de oferecer resistência e durabilidade
às tintas. O tipo de resina empregada (alquídica, acrílica, epoxídica, etc) será
responsável pela denominação dada a tinta (DONÁDIO, 2011).
1.1.3 Solventes
Os solventes são adicionados à composição das tintas com a finalidade de
dissolver a resina presente. Tratam-se de líquidos voláteis, geralmente de baixo
ponto de ebulição; no caso das tintas base água, o solvente utilizado é a água
(DONÁDIO, 2011).
1.1.4 Aditivos
Os aditivos oferecem características especiais às tintas ou melhorias de
propriedades específicas nas mesmas. Além disso, auxiliam nas diversas fases
de produção e na aplicação final. Existe uma variedade de aditivos utilizados,
podendo-se destacar os antiespumantes, espessantes, dispersantes, biocidas, etc
(DONÁDIO, 2011).
2 BIODETERIORAÇÃO DE TINTAS
2.1 Conceituação
O desenvolvimento de micro-organismos depende de alguns requisitos
básicos, como pH, nutrientes, temperatura e água disponível. Para cada tipo de
micro-organismo haverá uma condição favorável específica para que ocorra o seu
crescimento, o que pode ser verificado na Tabela 2 (FAZENDA, 1995).
12
Tabela 2: Requisitos básicos para o desenvolvimento de microrganismos (Fazenda, 1995).
Requisito Bactérias Fungos Algas
Luz solar Não, com exceção
das clorofiladas Não
Sim
Oxigênio Aeróbias/anaeróbias Sim Sim
pH 2,0 a 13,0 Meio ácido Alcalino
Nutrientes Orgânicos/inorgânicos
Carbono
orgânico/nitrogênio/minerais
CO2, N2,
minerais
Temperatura Larga faixa 20ºC a 50ºC Tropical
Água Sim Umidade Sim
Dessa forma, as tintas base água apresentam-se como boa fonte para a
proliferação de micro-organismos, o que pode acarretar a contaminação da
mesma.
O crescimento de micro-organismos proporciona alterações físico químicas
nas tintas, tais como:
- alterações na viscosidade: o crescimento de micro-organismos leva a destruição
do ligante do revestimento, reduzindo a viscosidade do produto;
- mau cheiro: os micro-organismos podem produzir odores desagradáveis, os
quais muitas vezes são impossíveis de serem neutralizados ou mascarados;
- produção de gás: alguns micro-organismos produzem dióxido de carbono, um
gás que gera alta pressão dentro das latas de tintas, podendo provocar danos à
embalagem (MACHEMER, 1989).
A contaminação das tintas pode ser ocasionada por alguns fatores durante a
sua manufatura, como a contaminação da água, das matérias primas e dos
equipamentos utilizados, além da possível existência de colônias de micro-
organismos nas tubulações envolvidas no processo de produção (MACHEMER,
1989).
Também pode ocorrer colonização microbiana nas pinturas das edificações,
provocando degradação da superfície e problemas estéticos. Na Figura 2 é
13
apresentado um exemplo de problema estético em edificações. O
desenvolvimento de micro-organismos em películas secas é influenciado por
diversos fatores, entre eles umidade, temperatura, tipo de materiais utilizados na
construção, tipo de tinta aplicado e as características da mesma (FAZENDA,
1995).
Figura 2: Biodeterioração causa o comprometimento da estética de
edificações (Foto de Flayane H. Silva).
2.2 Organismos comuns na biodeterioração de tintas
2.2.1 Bactérias
As bactérias são organismos procariontes uma vez que apresentam uma
estrutura mais simples, sendo desprovidas de membrana nuclear e de algumas
outras organelas intracelulares presentes nos eucariontes. Dividem-se em dois
grupos: eubactérias e arqueobactérias (PELCZAR, 1996).
As eubactérias podem apresentar diferentes morfologias, especialmente
esféricas, bastonetes e espirilos. Algumas são providas de flagelo, o que permite
14
locomoção rápida em líquidos. Podem causar infecções, como tuerculose e
tétano, mas são de grande importância na reciclagem de lixo ôrganico e na
produção de antibióticos (PELCZAR, 1996).
Apesar de serem semelhantes as eubactérias quando olhadas em
microscópio, as arqueobactérias apresentam diferenças relevantes quanto à
composição química, à atividade e ao meio ambiente no qual se desenvolve.
Destaca-se a capacidade que possuem em sobreviver em ambientes não usuais,
como os que apresentam elevada acidez ou grande concentração de sal
(PELCZAR, 1996).
2.2.2 Fungos
Os fungos são organismos eucariontes, podendo ser uni ou pluricelulares,
não sendo capazes de realizar fotossíntese uma vez que não possuem clorofila.
Os fungos unicelulares são geralmente chamados de bolores, os quais produzem
estruturas filamentosas microscópicas. Já os pluricelulares são denominados
leveduras e se apresentam sob diferentes formas: de esférica a ovóide, de
elipsóide a filamentosa (PELCZAR, 1996).
Tanto os bolores quanto as leveduras podem ser benéficos ou prejudiciais. Os
bolores são empregados na fabricação de alguns produtos alimentícios, como
molho de soja e queijo Camembert; por outro lado, são causadores de doenças
em humanos, animais e plantas, além de promoverem deterioração de materiais.
As leveduras, por sua vez, apresentam importante papel na produção de bebidas
alcoólicas fermentadas uma vez que conseguem produzir álcool; em
contrapartida, promovem deterioração de alimentos e algumas doenças
(PELCZAR, 1996).
Esses microrganismos complexos geram estruturas ramificadas ao se
reproduzirem e obtêm nutrientes para alimentação absorvendo os mesmos pelas
hifas, o que provoca a danificação da película de tinta em superfície, como pode
ser observado na Figura 3. Podem crescer tanto em pinturas interiores como em
exteriores (FAZENDA, 1995).
15
Figura 3: Fungos crescendo em teto de banheiro. (Fonte: MICROBIOLOGIA, 2012).
2.2.3 Algas
Assim como os fungos, as algas são organismos eucariontes, podendo ser
unicelulares e apresentarem tamanho microscópico ou pluricelulares e possuírem
até vários metros de comprimento. São consideradas semelhantes as plantas por
apresentarem clorofila, sendo capazes de realizar fotossíntese (PELCZAR, 1996).
O crescimento das algas pode ocorrer em diferentes ambientes, entretanto é
no meio áquatico que a grande maioria é encontrada, constituindo uma forma de
alimento para os animais (PELCZAR, 1996).
Diferente dos fungos, as algas se desenvolvem apenas em pinturas
exteriores, apresentando crescimento acelerado em tintas que apresentem altos
teores de fosfato. Além disso, a produção de ácidos orgânicos realizada por
algumas espécies leva à corrosão das películas de tintas (FAZENDA, 1995).
2.3 Formação de biofilme
As pinturas apresentam-se como fonte de compostos orgânicos e inorgânicos;
assim, existindo condições favoráveis como temperatura, pH, umidade e luz, o
16
crescimento de microrganismos pode acontecer, levando à biodeterioração das
pinturas (KIEL, 2005).
O desenvolvimento desses organismos se dá em forma de biofilmes, ou seja,
comunidades complexas de micro-organismos juntamente com substâncias
poliméricas extracelulares e água em grande quantidade, originando uma
composição densa e espessa (KIEL, 2005).
Além de promover a biodeterioração das superfícies nas quais está aderida, essa
comunidade provoca também danos estéticos: certos organismos podem gerar
biofilmes pigmentados, como apresentado na Figura 4. Sua presença física e
também os metabólitos gerados pela comunidade são responsáveis pelos danos
ocasionados ao mateiral que recebe o filme seco (KIEL, 2005).
Figura 4: Danos estéticos ocasionados nas superfícies de edificações devido ao crescimento de micro-organismos (Foto de Eng. Aécio de Miranda Breitbach).
A formação do biofilme é fortemente influenciada pelo clima do local. Além da
temperatura e da umidade, destaca-se também o tipo de ambiente (industrial,
rural, urbano), fatores que determinarão a biodeterioração que ocorrerá em
17
determinada região. Por exemplo, áreas que possuam muitas emissões de
poluentes industriais apresentarão uma menor penetração da luz solar, o que
também interferirá na temperatura do local. Assim, por exemplo, o
desenvolvimento de organismos autotróficos pode ser afetado (GAYLARDE,
2011).
Os fungos são os principais formadores de biofilmes em superfícies pintadas.
Promovem a biodeterioração destas ao produzirem principalmente ácidos
orgânicos, os quais enfraquecem o filme seco e permitem a inserção das hifas.
Além de provocar a deterioração do substrato, a entrada de deteriorantes
químicos ou outros agentes biológicos acaba sendo permitida, comprometendo
ainda mais toda a estrutura colonizada (GAYLARDE, 2011).
A formação de biofilmes sobre o filme seco compromete as principais
propriedades do mesmo: embelezar e proteger superfícies. Para que ela seja
evitada, um dos meios mais eficazes é a utilização de biocidas eficientes nas
formulações das tintas, os quais não permitirão o crescimento de colônias de
micro-organismos (FAZENDA, 1995).
3 BIOCIDAS
Ainda que as práticas de higiene e desinfecção devam ser aplicadas de modo
rigoroso durante a produção de tintas, não há garantia de que o produto final não
apresentará contaminação. Para isso, deve-se empregar biocidas eficazes na
formulação (FAZENDA, 1995).
Para que o biocida seja eficaz, este deve reunir as seguintes características:
-Ser capaz impedir a proliferação de micro-organismos ou ocasionar a morte
destes;
-Não promover efeitos indesejáveis no produto e nos equipamentos utilizados
durante o processo de produção;
-Ser eficaz ao ser empregado em diferentes formulações;
-Não oferecer risco aos operadores, aos usuários do produto final e ao meio
ambiente;
18
Quanto maior for a eficácia do biocida, menor concentração do mesmo será
necessária para propiciar a eliminação dos micro-organismos. Assim, além de
melhorar a relação custo/benefício, a possibilidade de aparecerem efeitos
indesejáveis também será reduzida (FAZENDA, 1995).
Os principais biocidas empregados são:
-bactericidas: atuam sobre as bactérias, as quais se desenvolvem principalmente
na composição líquida;
-fungicidas: atuam sobre os fungos que se desenvolvem no filme seco;
-algicidas: atuam sobre as algas, as quais crescem sobre o filme seco
(FAZENDA, 1995);
3.1 Manutenção da tinta na lata (proteção in can)
Existem diversos biocidas empregados para evitar a contaminação da tinta
durante seu armazenamento, os quais diferem entre si pelos variados princípios
ativos. Fazenda (1995) destacou as substâncias ativas presentes em alguns
biocidas, conforme mostrado na Tabela 3.
Tabela 3: Biocidas para proteção de tintas durante a armazenagem.
Biocida Substância ativa
Formaldeído Formalina
Liberação de formaldeído 1(3-cloro)-3,5-1-cloreto de
azoniadamantano
Organomercurais
Acetato de fenilmercúrio
Oleato de fenilmercúrio
Di(fenilmercúrio) dodecil succinato
Cianobutano 1,2-dibromo-2,4-dicianobutano
Isotiazolonas MIT, CMIT, BIT, OIT, DCOIT
Por falta de uma regulamentação adequada, o uso de liberadores de formol
ainda é livre no Brasil, estando esse princípio ativo presente na maioria dos
19
bactericidas destinados a manutenção das tintas durante sua armazenagem. Na
grande maioria dos biocidas destinados a esse tipo de aplicação, esses
liberadores de formol aparecem associados a clorometil e à metil isotiazolinona
(CMIT/MIT). Segundo Luiz Wilson Pereira Leite, diretor de marketing e negócios
internacionais da Ipel Itibanyl Produtos Especiais, “essa formulação tem custo
acessível, a CMIT age rapidamente mesmo em baixa concentração e os
liberadores de formol garantem a proteção também do espaço vazio das latas
(headspace)”, o que explica o seu elevado emprego nas formulações das tintas
atuais (FAIRBANKS, 2008).
Trabalha-se, normalmente, com relações menores de CMIT/MIT e em
concentrações sempre baixas, sendo a dosagem padrão do mercado de 3:1. Isso
porque o CMIT exige alguns cuidados quanto a sua manipulação, uma vez que é
irritante para os olhos e para pele. Tomando os devidos cuidados, trata-se de um
produto seguro, sendo aprovado na Europa, onde sua aplicação nas tintas não
deve ultrapassar 15 ppm (FAIRBANKS, 2008).
Assim como o CMIT, os liberadores de formol também provocam irritação aos
olhos, além de apresentarem odor desagradável. Eles precisam estar bem
dosados, liberando a quantidade suficiente para matar as bactérias sem deixar
residuais. Os liberadores de formol tendem a ser substituídos por outra
isotiazolinona, a benzo-isotiazolinona (BIT), a qual resiste a temperaturas acima
de 100°C e suporta meios mais alcalinos (FAIRBANKS, 2008).
3.2 Proteção do filme seco
A tinta, depois de aplicada numa superfície, pode servir de alimento para o
crescimento de algas e principalmente fungos, como ilustrado na Figura 5. Assim,
faz-se necessário a utilização de produtos algicidas e fungicidas, os quais
promovem a proteção do filme seco (FAIRBANKS, 2008).
20
Figura 5: Biodeterioração no filme seco de superfícies externas (Foto de José Luís Espada Feio).
O clima apresenta papel importante para o desenvolvimento desses
organismos sobre as películas de tinta. Dessa forma, o Brasil oferece boas
condições para o crescimento de fungos e algas sobre superfícies uma vez que
apresenta clima quente e úmido. Ainda evidenciam-se as diferenças climáticas
regionais existentes no país, o que leva a variação dos tipos de micro-organismos
presentes. Por exemplo, na região sul as casas permanecem grande parte do
tempo fechadas devido ao frio da região, o que provca a condensação interna de
vapor, cirando um ambiente favorável para proliferação de fungos. Já no
nordeste, apesar das casas serem mais arejadas, o ar apresenta-se mais úmido e
as paredes externas extão constantemente submetidas a variações de calor e alta
umidade. Assim, os biocidas desenvolvidos devem ser capazes de atuar sobre
diferentes situações, apresentando variações apenas na dosagem e no modo de
aplicação (FAIRBANKS, 2008).
Atualmente, o carbendazim, cuja estrutura molecular é apresentada na Figura
6, é o fungicida que domina o mercado brasileiro por apresentar melhor relação
custo/benefício, sendo também muito aplicado nos produtos da Europa. Este
21
apresenta pouca perda por lixiviação e uso em baixa dosagem, requisitos
importantes para um bom fungicida. Entretanto, sua combinação com a n-octil-
isotiazolinona (OIT) oferece melhores resultados. Isso se deve ao fato de que
ativos isolados nunca conseguem promover o controle de todos os
microganismos, podendo levar até à seleção dos mais resistentes (FAIRBANKS,
2008).
Figura 6: Estrutura molecular para o carbendazim:Metil carbamato de benzimidazole-2-il (Fonte: FARM CHEMICALS INTERNATIONAL, 2012).
Quanto aos algicidas, a utilização de um herbicida de origem agrícola pode
ser destacada. Trata-se do diuron, cuja estrutura molecular é ilustrada na Figura
7, o qual apresenta um custo acessível, além de possuir a possibilidade de ser
combinado com a OIT e o carbendazim (FAIRBANKS, 2008).
Figura 7: Estrutura molecular do diuron: N’-(3,4-diclorofenil)-N, N-dimetilureia (Fonte: FARM CHEMICALS INTERNATIONAL, 2012).
3.3 Isotiazolinonas
Os biocidas mais empregados atualmente apresentam como princípio ativo as
isotiazolinonas. O mecanismo de ação
etapas: inicialmente há uma rápida inibição do
célula, seguido de um dano irreversível, o qua
Nesse segmento, o produto mais utilizado é uma mistura, na proporção de 3:1 de
5-cloro-2-metil-4-isotiazoli
Figura 8 apresentam-
(WILLIAMS, 2007).
Figura 8: Estruturas moleculares para CMIT e MIT (
Desenvolvido pela
desenvolvimento de novas tecnologias para a indústria, o 4,5
isotiazolin-3-ona (DCOIT)
um princípio ativo que atende aos requisitos ambienta
como um biocida muito efetivo uma vez que é capaz de efetuar o controle da
contaminação por bactérias, fungos e algas, fato não muito comum entre os
biocidas mais utilizados. Trata
não ambientalmente corretos que ainda permanecem em uso
CMIT
Os biocidas mais empregados atualmente apresentam como princípio ativo as
O mecanismo de ação das isotiazolinonas baseia
etapas: inicialmente há uma rápida inibição do crescimento e do metabolismo da
célula, seguido de um dano irreversível, o qual leva a inviabilidade da mesma
Nesse segmento, o produto mais utilizado é uma mistura, na proporção de 3:1 de
isotiazoli-3-ona (CMIT) e 2-metil-4-isotiazoli
-se as estruturas moleculares para o CMIT e para o MIT
: Estruturas moleculares para CMIT e MIT (Fonte: PPCHEM, 2007).
Desenvolvido pela companhia Rohm and Haas, uma pioneira no
desenvolvimento de novas tecnologias para a indústria, o 4,5
ona (DCOIT), cuja estrutura molecular é apresentada na Figura 9
um princípio ativo que atende aos requisitos ambientais. Este ativo apresenta
como um biocida muito efetivo uma vez que é capaz de efetuar o controle da
contaminação por bactérias, fungos e algas, fato não muito comum entre os
biocidas mais utilizados. Trata-se de um possível substituto para muitos biocid
não ambientalmente corretos que ainda permanecem em uso (JAMES
CMIT MIT
22
Os biocidas mais empregados atualmente apresentam como princípio ativo as
das isotiazolinonas baseia-se em duas
crescimento e do metabolismo da
l leva a inviabilidade da mesma.
Nesse segmento, o produto mais utilizado é uma mistura, na proporção de 3:1 de
isotiazoli-3-ona (MIT). Na
se as estruturas moleculares para o CMIT e para o MIT
PPCHEM, 2007).
companhia Rohm and Haas, uma pioneira no
desenvolvimento de novas tecnologias para a indústria, o 4,5-dicloro-2-n-octil-4-
estrutura molecular é apresentada na Figura 9, é
is. Este ativo apresenta-se
como um biocida muito efetivo uma vez que é capaz de efetuar o controle da
contaminação por bactérias, fungos e algas, fato não muito comum entre os
se de um possível substituto para muitos biocidas
(JAMES, 2009).
MIT
Figura 9
Já a 1,2-benzisotiazolin-
se deseja uma proteção contra o desenvolvimento de bactérias a longo prazo
(WILLIAMS, 2007).
Figura
As isotiazolinonas são agentes eletrofílic
enzimas presentes nos micro
metabolismo e, consequente
das células após um d
9: Estrutura molecular para DCOIT (PPCHEM, 2007).
-3-ona (BIT), apresentada na Figura 10, é utilizada
se deseja uma proteção contra o desenvolvimento de bactérias a longo prazo
Figura 10: Estrutura molecular para o BIT (PPCHEM, 2007).
As isotiazolinonas são agentes eletrofílicos, os quais atuam sobre
enzimas presentes nos micro-organismos impedindo reações bioquímicas do
, consequentemente, o crescimento dos mesmos, levando à morte
lulas após um determinado tempo (WILLIAMS, 2007).
23
: Estrutura molecular para DCOIT (PPCHEM, 2007).
, é utilizada quando
se deseja uma proteção contra o desenvolvimento de bactérias a longo prazo
: Estrutura molecular para o BIT
os, os quais atuam sobre importantes
reações bioquímicas do
o crescimento dos mesmos, levando à morte
24
A atuação desses biocidas sobre os micro-organismos foi estudada por Terry
Williams, cientista responsável pela área de negócios em biocidas na Rohm and
Haas Company desde 1987. Terry baseou seus estudos em dois fungos
(Saccharomyces cerevisiaee e Aspergillus Níger) e em duas bactérias
(Pseudomonas aeruginosa e Eschericia coli), evidenciando os principais
mecanismos de ação das isotiazolinonas (WILLIAMS, 2007).
Em seu estudo, Terry determinou a afinidade das isotiazolinonas com as
células, como mostrado no gráfico apresentado na Figura 11. Observa-se que,
para o estudo com Saccharomyces cerevisiae, o princípio ativo DCOIT
apresentou a melhor resposta, apresentando a melhor afinidade coma célula
(WILLIAMS, 2007).
Figura 11: Afinidade dos biocidas isotiazolinonas com S. cerevisiae (PPCHEM, 2007).
25
O estudo também indicou a inibição oferecida por cinco diferentes
isotiazolinonas ao atuarem sobre dois diferentes fungos. Para isso, determinaram-se
as concentrações necessárias para inibição da célula (MIC: minimum inhibitory
concentration) e para a sua morte (MBC: minimum biocidal concentration), como é
mostrado na Tabela 4. Nota-se que, com exceção do MIT, todas as demais
isotiazolinonas necessitam ser aplicadas em baixas concentrações para promover a
inibição e posteriormente a morte das células. Destaca-se, também, que para
algumas das isotiazolinonas, as concentrações obtidas tanto para a dosagem de
inibição como para a de morte apresentaram valores próximos (WILLIAMS, 2007).
Tabela 4: Concentração mínima de inibição (MIC) e concentração mínima
biocida (MBC) de isotiazolinonas, em mg/kg para Aspergillus níger
e Saccharomyces cerevisiae (PPCHEM, 2007).
Biocida Aspergillus niger Saccharomyces cerevisiae
MIC MBC MIC MBC
CMIT 0,35 0,42 0,58 0,63
CMIT/MIT 0,40 0,47 0,71 0,76
MIT 166,00 300,00 60,00 87,00
DCOIT 0,12 0,23 0,55 0,79
OIT 0,05 0,05 0,56 0,65
A eficácia das isotiazolinonas como biocidas também foi demonstrada por
Terry pela evidência da capacidade que elas possuem de inibir a respiração de
bactérias, como pode ser observado no gráfico da Figura 12. Nesse estudo, Terry
empregou as isotiazolinonas em concentrações molares iguais (134M), utilizando
glicose como substrato. CMIT (20mg/kg) e OIT (29mg/kg) levaram a inibição em
menor tempo, seguidos pelo MIT (15mg/kg) e pelo DCOIT (38mg/kg). No tempo
de seis minutos, observou-se uma inibição do consumo de oxigênio (WILLIAMS,
2007).
26
Figura 12: Inibição da respiração de E. coli por isotiazolinonas (
PPCHEM, 2007).
O estudo também mostrou que a mistura CMIT/MIT, forma mais empregada
das isotiazolinonas como biocidas, age efetivamente na inibição da síntese de
ATP. Observando o gráfico da Figura 13, verifica-se que com uma concentração
de 5mg/kg de CMIT/MIT, após dez minutos de contato há uma queda da síntese
de ATP, a qual se torna constante após quinze minutos (WILLIAMS, 2007).
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Figura 13: Inibição da síntese de ATP em E. coli na presença de
CMIT/MIT (PPCHEM, 2007).
4 NORMAS BRASILEIRAS
Ainda não existe uma norma no país que controle o uso de biocidas em tintas.
Ridnei Brenna, diretor geral da Thor Brasil, empresa de destaque na venda de
biocidas para aplicação nesse setor, ressalta que muitas empresas no Brasil nem
adicionam esses aditivos em suas formulações. Essa situação deverá ser
mudada após a definição de uma normatização que está em discussão entre a
Associação Brasileira dos Fabricantes de Tintas (ABRAFATI) e a Associação
Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Brenna afirma que “essa norma definirá
parâmetros mínimos de qualidade e isso ampliará a necessidade de biocidas”
(SANTOMAURO, 2011).
Existem, atualmente, cinco normas da ABNT relacionadas à análise
microbiológica de tintas como apresentado na Tabela 5. Quanto à questão do
emprego de biocidas nas formulações, as normas existentes apenas ressaltam
aspectos sobre as metodologias de análise utilizadas. Agora, discute-se a
criação de normas referentes a uma especificação para o uso de biocidas em
tintas (SANTOMAURO, 2011).
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Tabela 5: Normas referentes à análise microbiológica de tintas (ABRAFATI, 2012).
Norma Objeto
NBR 14941:2003 Fungos em placa de petri sem
lixiviação
NBR 15301:2005 Fungos em câmara tropical
NBR 15313:2005 Esterilização para análises
microbiológicas
NBR 15458:2007 Avaliação microbiológica
NBR 15458:2010 Residência de micro-organismos
na embalagem
A discussão dessa nova normatização envolverá, primeiramente, a proteção
dada ao produto enlatado que, segundo Gisele Bonfim, gerente técnica e de
meio ambiente da ABRAFATI, deve ser a primeira garantia dada ao consumidor.
“Depois, precisaremos garantir a resistência do filme seco ao ataque de
microrganismos”, afirma Gisele (SANTOMAURO, 2011).
A gerente técnica ainda evidencia a importância de se desenvolver uma
normatização mais eficaz para o emprego de biocidas em tintas. “Mesmo com
uma formulação muito boa, a tinta poderá sofrer deterioração caso não conte
com a preservação adequada. As tintas base água constituem meio muito
propício ao ataque de bactérias” (SANTOMAURO, 2011).
Dessa forma, muitas empresas brasileiras baseiam-se em normas européias,
utilizando em suas receitas apenas produtos que apresentem o chamado Blue
Angel, um certificado alemão que atesta a qualidade de produtos e serviços
quanto à preservação do meio ambiente.
29
5 THE BLUE ANGEL
Criado em 1978, o chamado Blue Angel é um certificado alemão dado a
produtos e serviços ecologicamente corretos. Essa certificação é chamada de
Ecolabel (rótulo ecológico) e foi a primeira instaurada no mundo. O Blue Angel
assegura ao consumidor a qualidade de produtos que atendem as exigências quanto
à preservação do meio ambiente e proteção da saúde dos consumidores.
Atualmente, 11700 produtos distribuídos em 120 diferentes categorias apresentam o
certificado (BLUE ANGEL, 2012).
Juntamente com o Blue Angel atuam mais quatro instituições:
1) Environmental Label Jury: trata-se de um grupo composto por representantes
de sindicatos, do comércio e de associações do meio ambiente e de
consumidores que decide quais produtos e serviços receberão o rótulo ecolabel
(BLUE ANGEL, 2012).
2) Federal Ministry for the Environment, Nature Conservationand Nuclear Safety:
é o proprietário do rótulo ecológico dado pelo Blue Angel, sendo responsável
por garantir a confiabilidade do rótulo Blue Angel dado aos produtos (BLUE
ANGEL, 2012);
3) Federal Enviroment Agency: funciona como um escritório para o Enviromental
Label Jury, desenvolvendo as técnicas para determinação dos critérios que
serão utilizados para concessão de um certificado Blue Angel (BLUE ANGEL,
2012);
4) RAL gGmbH: é a agência responsável por conceder os rótulos aos produtos e
serviços, além de revisar os já existentes (BLUE ANGEL, 2012);
A RAL UZ 102 destaca quais os principais princípios ativos para a
preservação da tinta enlatada (proteção in can) e suas respetivas dosagens de
acordo com critérios sustentáveis. Nela encontram-se informações sobre o uso
das isotiazolinonas, como verificado na Tabela 6 (BLUE ANGEL, 2012).
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Tabela 6: Dosagens para isotiazolinonas de acordo com a RAL UZ 102 para a
preservação in can (BLUE ANGEL, 2012).
Princípio ativo Dosagem
BIT ≤ 200ppm
CMIT/MIT na proporção 3:1 ≤ 15 ppm
MIT/BIT na proporção de 1:1 ≤ 200ppm
8 OPORTUNIDADES DE CRESCIMENTO
O setor de tintas deve apresentar um crescimento de 4% no ano de 2012 em
relação ao ano de 2011 segundo dados da ABRAFATI. Segundo Fábio Couto
Forastieri, gerente de vendas da Arch Química, os negócios em tintas imobiliárias
seguirão o mesmo ritmo, encarando um consumidor muito mais exigente. Quem
antes consumia as chamadas tintas econômicas busca, hoje, aquelas qualificadas
como standard e, posteriormente, buscará os produtos premium. Assim, Forastieri
destaca que o segmento de aditivos de preservação também deverá apresentar
crescimento: “ tintas mais nobres utilizam biocidas também mais nobres e em
maior quantidade”, afirma o gerente de vendas. Além disso, a busca por produtos
mais sustentáveis também é um fator de expansão para o mercado de biocidas. A
migração das tintas industriais e automotivas para o sistema base água
aumentará a demanda por biocidas nesse segmento (SANTOMAURO, 2011).
31
CAPÍTULO III
CONCLUSÃO
O Brasil, como um dos cinco países maiores produtores de tintas atualmente,
apresenta o setor de tintas imobiliárias como o de maior faturamento. Nele
encontra-se o emprego de produtos base água, os quais são passíveis do
desenvolvimento de micro-organismos, destacando-se as bactérias, os fungos e
as algas, os quais promovem a biodeterioração das tintas.
Para que os produtos comercializados sejam de excelente qualidade, a
utilização de matérias primas de qualidade é extremamente importante. Entre os
componentes de uma tinta (pigmento, solvente, resina e aditivos), destacam-se os
aditivos, os quais são responsáveis por proporcionar características especiais às
tintas ou melhorias de suas propriedades. Um aditivo de grande importância é o
biocida, um aditivo de preservação que impede o desenvolvimento de micro-
organismos tanto no produto enlatado (proteção in can) como no filme seco
formado após a aplicação. Utilizam-se bactericidas, fungicidas e algicidas para o
combate às bactérias, fungos e algas respectivamente.
Quanto à biodeterioração do filme seco, fungos e algas estão envolvidos.
Destaca-se o carbendazim como principal fungicida utilizado no país. Já os
algicidas empregados são baseados em um herbicida agrícola, o diuron, que além
de apresentar preço acessível, ainda pode ser combinado com o carbendazim.
A proteção in can é um dos pontos principais para preservação das tintas.
Utilizam-se, principalmente, as isotiazolinonas como biocidas, as quais são
capazes de atuar sobre o metabolismo e crescimento dos micro-organismos,
levando-os a morte.
A utilização de formaldeído como biocida é proibida, entretanto ainda se faz
uso dos chamados liberadores de formol no país. Em combinação com as
isotiazolinonas estabelecem uma proteção mais eficaz, uma vez que esses
liberadores protegem principalmente os espaços vazios (headspace) dentro do
produto enlatado.
O mercado de biocidas apresenta-se em expansão uma vez que se buscam,
cada vez mais, produtos mais sustentáveis e mais eficazes. Além disso, o setor
32
de tintas imobiliárias continua crescendo, juntamente com a tendência de
migração das tintas industriais e automotivas para o sistema base água, exigindo,
assim, uma maior preocupação com a proteção contra a contaminação por micro-
organismos.
33
CAPÍTULO IV
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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25 de maio de 2012.
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normativas inibem a inovação na proteção de tintas, embora a previsão de
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outubro de 2011, acesso em 14 de maio de 2012.
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[15] Santomauro, Antonio C. Cresce oferta por substitutos de liberadores e formol.
Revista Química e Derivados. Edição nº 507 de março de 2011 - Disponível
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<http://quimica.com.br/quimica/index.php?sessao=reportagem&id=871&pagina
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[16] Silva, Fleury H. Biodeterioração de tintas látex com e sem biocida, expostas ao
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