TÂNIA CRISTINA PIRES

ESTRELA VERDE: UMA MÉTRICA HOLÍSTICA PARA

AVALIAÇÃO DA VERDURA QUÍMICA DE ATIVIDADES

LABORATORIAIS

TÂNIA CRISTINA PIRES

Departamento de Química e Bioquímica

Faculdade de Ciências, Universidade do Porto

FEVEREIRO, 2013

2Tânia Cristina Pires

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais

• O QUE É A ESTRELA VERDE (EV)?

• COMO SE CONSTRÓI A EV?

• ÍNDICE DE PREENCHIMENTO DA ESTRELA, IPE(%)

• VANTAGENS E LIMITAÇÕES DA MÉTRICA EV

CONTEÚDOS



O QUE É A ESTRELA VERDE?



Ribeiro, M. G. T. C.; Costa, D. A.; Machado, A. A. S. C.; “Green Star”: a holistic Green Chemistry metric for evaluation of teaching laboratory experiments; GC Letters & Reviews. 2010, 3, 149-159.


• MÉTRICA HOLÍSTICA DE NATUREZA

GRÁFICA

• TODOS OS PRINCÍPIOS DA QUÍMICA

VERDE (QV)

• PERMITE COMPARAÇÕES VISUAIS

FÁCEIS

“ESTRELA VERDE” (EV)





GRÁFICO RADIAL:


Nº de PONTAS

=PRINCÍPIOS DA QV APLICÁVEIS





GRÁFICO RADIAL:


COMPRIMENTO DE CADA PONTA

=CUMPRIMENTO DO PRINCÍPIO





GRÁFICO RADIAL:


AVALIAÇÃO POR CRITÉRIOSPRÉ-DEFINIDOS

ESCALA 1-3 (MÁXIMO)





GRÁFICO RADIAL:


VISÃO SEMI-QUANTITATIVA DA

VERDURA GLOBAL DA

ATIVIDADE



ÁREA VERDE FORNECE UMA VISÃO GLOBAL DA VERDURA

VERDURA QUÍMICA CRESCENTE




ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais O QUE É A ESTRELA VERDE?

ATIVIDADE SEM SÍNTESE

6 PRINCÍPIOS APLICÁVEIS

EV DE 6 PONTAS

ATIVIDADE DE SÍNTESE

10 PRINCÍPIOS APLICÁVEIS

EV DE 10 PONTAS



INVENTARIAR TODAS AS SUBSTÂNCIAS INTERVENIENTES:

• REAGENTES

• PRODUTOS

• COPRODUTOS

• CATALISADORES

• SOLVENTES

• AGENTES DE PURIFICAÇÃO

• SECANTES

• RESÍDUOS FORMADOS

COMO SE CONSTRÓI A EV?

1. EXAMINAR O PROTOCOLO EXPERIMENTAL


ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais COMO SE CONSTRÓI A EV?

• PERIGOS PARA A SAÚDE HUMANA

• PERIGOS PARA O AMBIENTE

• PERIGOS DE POTENCIAL ACIDENTE QUÍMICO

• DEGRADABILIDADE

• RENOVABILIDADE

2. RECOLHER INFORMAÇÃO SOBRE AS SUBSTÂNCIAS



3. PONTUAR AS SUBSTÂNCIAS QUANTO AOS PERIGOS

PONTUAÇÃO 1

BENIGNIDADE MÁXIMA

CONSULTAR TABELA 1 DO DOC. 2.

PONTUAÇÃO 3

PERIGO MÁXIMO



TABELA 1

Características CritériosPontuação

(p)Estrela verde

Degradabilidade

Não degradáveis e que não possam ser tratados para se obter a sua degradação em

produtos de degradação inócuos3

Não degradáveis mas que possam ser tratadas para se obter a sua degradação em produtos

de degradação inócuos2

Degradáveis com produtos de degradação inócuos

1

RenovabilidadeNão renováveis 3

Renováveis 1

TABELA 2



3. PONTUAR AS SUBSTÂNCIAS QUANTO AOS PERIGOS

AUSÊNCIA DE INFORMAÇÃO

PONTUAÇÃO COM PENALIZAÇÃO MÁXIMA

PONTUAÇÃO 3

PERIGO MÁXIMO



4. PONTUAR OS PRINCÍPIOS DA QV

PONTUAÇÃO 1

CONSULTAR TABELA 2 DO DOC. 2.

PONTUAÇÃO 2

PONTUAÇÃO 3

VERDURA

QUÍMICA

CRESCENTE



P1 - PREVENÇÃO

p = 3 TODOS OS RESÍDUOS SÃO INÓCUOS.

p = 2RESÍDUOS QUE ENVOLVAM UM PERIGO MODERADO PARA A SAÚDE E AMBIENTE.

p = 1FORMAÇÃO DE PELO MENOS UM RESÍDUO QUE ENVOLVA UM PERIGO ELEVADO PARA A SAÚDE E AMBIENTE.



Princípio da QV Critérios p

P1 – Prevenção

Todos os resíduos são inócuos (p=1, tabela 1) 3

Resíduos que envolvam perigo moderado para a saúde e ambiente (p=2, tabela 1, pelo menos para uma substância, sem substâncias com p=3

2

Formação de pelo menos um resíduo que envolva um perigo elevado para a saúde e ambiente (p=3, tabela 1)

1

P2 – Economia atómica

Reações sem reagentes em excesso (≤10%) e sem formação de coprodutos 3

Reações sem reagentes em excesso (≤10%) e com formação de coprodutos 2

Reações com reagentes em excesso (>10%) e sem formação de coprodutos 2

Reações com reagentes em excesso (>10%) e com formação de coprodutos 1

P3 – Sínteses menos

perigosas

Todas as substâncias envolvidas são inócuas (p=1, tabela 1) 3

As substâncias envolvidas apresentam um perigo moderado para a saúde e ambiente (p=2, tabela 1, pelo menos para uma substância, sem substâncias com p=3)

2

Pelo menos uma das substâncias envolvidas apresenta um perigo elevado para a saúde e ambiente (p=3, tabela 1)

1

P5 – Solventes e outras

substâncias auxiliares mais

seguras

Os solventes e as substâncias auxiliares não existem ou são inócuas (p=1, tabela 1) 3

Os solventes e as substâncias auxiliares usadas envolvem um perigo moderado para a saúde e ambiente (p=2, tabela 1, pelo menos para uma substância, sem substâncias com p=3)

2

Pelo menos um dos solventes ou uma das substâncias auxiliares usadas envolve um perigo elevado para a saúde e ambiente (p=3, tabela 1)

1





P6 – Planificação para

conseguir eficácia

energética

Temperatura e pressão ambientais 3

Pressão ambiental e temperatura entre 0ºC e 100ºC que implique arrefecimento ou aquecimento 2

Pressão diferente da ambiental e/ou temperatura muito afastada da ambiental 1

P7 – Uso de matérias

primas renováveis

Todos os reagentes/matérias-primas envolvidos são renováveis (p=1, tabela 2) 3

Pelo menos um dos reagentes/matérias-primas envolvidos é renovável, não se considera a água (p=1, tabela 2)

2

Nenhum dos reagentes/matérias-primas envolvidos é renovável, não se considera a água (p=3, tabela 2)

1

P8 – Redução de

derivatizações

Sem derivatizações ou só uma etapa 3

Usa-se apenas uma derivatização ou duas etapas 2

Usam-se várias derivatizações ou mais do que duas etapas 1





P9 – Catalizadores

Não se usam catalisadores ou os catalisadores são inócuos (p=1, tabela 1) 3

Utilizam-se catalisadores que envolvem um perigo moderado para a saúde e ambiente (p=2, tabela 1)

2

Utilizam catalisadores que envolvem um perigo elevado para a saúde e ambiente (p=3, tabela 1) 1

P10 – Planificação para a

degradação

Todas as substâncias envolvidas são degradáveis com os produtos de degradação inócuos (p=1, tabela 2)

3

Todas as substâncias envolvidas que não são degradáveis podem ser tratados para obter a sua degradação com os produtos de degradação inócuos (p=2, tabela 2)

2

Pelo menos uma das substâncias envolvidas não é degradável nem pode ser tratado para obter a sua degradação com produtos de degradação inócuos (p=3, tabela 2)

1

P12 – Química

inerentemente mais segura

quanto à prevenção de

acidentes

As substâncias envolvidas apresentam um baixo perigo de acidente químico (p=1, tabela 1, considerando os perigos para a saúde e perigos físicos)

3

As substâncias envolvidas apresentam um perigo moderado de acidente químico(p=2, tabela 1, pelo menos para uma substância, sem substâncias com p=3, considerando os perigos para a saúde e perigos físicos)

2

As substâncias envolvidas apresentam um perigo elevado de acidente químico (p=3, tabela 1, considerando os perigos para a saúde e perigos físicos)

1




MÁXIMO DE VERDURA3 PARA TODOS OS PRINCÍPIOS

ÁREA (VERDURA) MÁXIMA

MÍNIMO DE VERDURA1 PARA TODOS OS PRINCÍPIOS

ÁREA (VERDURA) MÍNIMA



ATIVIDADE 1 ATIVIDADE 2

ÍNDICE DE PREENCHIMENTO DA ESTRELA, IPE

QUAL A ATIVIDADE COM MAIOR VERDURA QUÍMICA?




ÍNDICE DE PREENCHIMENTO DA ESTRELA, IPE


IPE = 55,00 IPE = 55,00




ÍNDICE DE PREENCHIMENTO DA ESTRELA, IPE(%)


AS DUAS ATIVIDADES TÊM IGUAL VERDURA QUÍMICA.

IPE = 55,00 IPE = 55,00



ÍNDICE DE PREENCHIMENTO DA ESTRELA, IPE(%)

ÍNDICE DE PREENCHIMENTO DA ESTRELA

RAZÃO ENTRE A ÁREA DA EV DA ATIVIDADE E A ÁREA MÁXIMA DA EV (%)


máx. EV

EV

A

A100IPE





☺FÁCIL AVALIAÇÃO DA VERDURA QUÍMICA

PROTOCOLO

☺FÁCIL COMPARAÇÃO DA VERDURA QUÍMICA DE

VÁRIOS

PROTOCOLOS EXPERIMENTAIS ANÁLISE VISUAL + IPE

☺IDENTIFICAÇÃO RÁPIDA DOS

PRINCÍPIOS DA QV A OTIMIZAR

☺VISÃO HOLÍSTICA FUNDAMENTAL NA QVRibeiro, M. G. T. C.; Costa, D. A.; Machado, A. A. S. C.; “Green Star”: a holistic Green Chemistry metric for evaluation of teaching laboratory experiments; GC Letters & Reviews. 2010, 3, 149-159.

VANTAGENS E LIMITAÇÕES DA MÉTRICA EV



☺FÁCIL CONSTRUÇÃO

☺UTILIZAÇÃO DOS PRINCÍPIOS DA QV

AUXÍLIO DA SUA COMPREENSÃO

☺VISÃO DA NECESSIDADE DE USAR

ABORDAGENS HOLÍSTICAS NA PRÁTICA DA QV

☺FOMENTA UMA ATITUDE PROATIVA

TRANSFORMAÇÃO DA QUÍMICA EM QV E SUSTENTÁVEL

Ribeiro, M. G. T. C., Machado, A. A. S. C.. Novas métricas holísticas para avaliação da verdura de reações de síntese em laboratório. Quím. Nova. 2012, 35, 1879-1883.




DIFÍCIL OBTER TODA A INFORMAÇÃO NECESSÁRIA

PARA A CONSTRUÇÃO DEGRADABILIDADE

ESCALA DE PONTUAÇÕES DOS PRINCÍPIOS DA QV (1–3)

POUCO FINA NA AVALIAÇÃO DE ALGUNS PRINCÍPIOS

Ribeiro, M. G. T. C., Machado, A. A. S. C.. Novas métricas holísticas para avaliação da verdura de reações de síntese em laboratório. Quím. Nova. 2012, 35, 1879-1883.


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