ESTRELA VERDE UMA MTRICA HOLSTICA PARA AVALIAO DA

ESTRELA VERDE: UMA MÉTRICA HOLÍSTICA PARA AVALIAÇÃO DA VERDURA QUÍMICA DE ATIVIDADESLABORATORIAIS T NIA CRISTINA PIRES Departamento de Química e Bioquímica Faculdade de Ciências, Universidade do Porto FEVEREIRO, 2013

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais CONTEÚDOS • O QUE É A ESTRELA VERDE (EV)? • COMO SE CONSTRÓI A EV? • ÍNDICE DE PREENCHIMENTO DA ESTRELA, IPE(%) • VANTAGENS E LIMITAÇÕES DA MÉTRICA EV Tânia Cristina Pires 2

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais O QUE É A ESTRELA VERDE? Tânia Cristina Pires 3

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais O QUE É A ESTRELA VERDE? “ESTRELA VERDE” (EV) • MÉTRICA HOLÍSTICA DE NATUREZA GRÁFICA • TODOS OS PRINCÍPIOS DA QUÍMICA VERDE (QV) • PERMITE COMPARAÇÕES VISUAIS FÁCEIS 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. Tânia Cristina Pires 4

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais O QUE É A ESTRELA VERDE? “ESTRELA VERDE” (EV) GRÁFICO RADIAL: Nº de PONTAS = PRINCÍPIOS DA QV APLICÁVEIS 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. Tânia Cristina Pires 5

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais O QUE É A ESTRELA VERDE? “ESTRELA VERDE” (EV) GRÁFICO RADIAL: COMPRIMENTO DE CADA PONTA = CUMPRIMENTO DO PRINCÍPIO 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. Tânia Cristina Pires 6

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais O QUE É A ESTRELA VERDE? “ESTRELA VERDE” (EV) GRÁFICO RADIAL: AVALIAÇÃO POR CRITÉRIOS PRÉ-DEFINIDOS ESCALA 1 -3 (MÁXIMO) 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. Tânia Cristina Pires 7

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais O QUE É A ESTRELA VERDE? “ESTRELA VERDE” (EV) GRÁFICO RADIAL: VISÃO SEMI-QUANTITATIVA DA VERDURA GLOBAL DA ATIVIDADE 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. Tânia Cristina Pires 8

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais O QUE É A ESTRELA VERDE? ÁREA VERDE FORNECE UMA VISÃO GLOBAL DA VERDURA QUÍMICA CRESCENTE 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. Tânia Cristina Pires 9

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais O QUE É A ESTRELA VERDE? ATIVIDADE DE SÍNTESE ATIVIDADE SEM SÍNTESE 10 PRINCÍPIOS APLICÁVEIS 6 PRINCÍPIOS APLICÁVEIS EV DE 10 PONTAS EV DE 6 PONTAS Tânia Cristina Pires 10

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais COMO SE CONSTRÓI A EV? 1. EXAMINAR O PROTOCOLO EXPERIMENTAL INVENTARIAR TODAS AS SUBST NCIAS INTERVENIENTES: • REAGENTES • PRODUTOS • COPRODUTOS • CATALISADORES • SOLVENTES • AGENTES DE PURIFICAÇÃO • SECANTES • RESÍDUOS FORMADOS Tânia Cristina Pires 11

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais 2. COMO SE CONSTRÓI A EV? RECOLHER INFORMAÇÃO SOBRE AS SUBST NCIAS • PERIGOS PARA A SAÚDE HUMANA • PERIGOS PARA O AMBIENTE • PERIGOS DE POTENCIAL ACIDENTE QUÍMICO • DEGRADABILIDADE • RENOVABILIDADE Tânia Cristina Pires 12

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais 3. COMO SE CONSTRÓI A EV? PONTUAR AS SUBST NCIAS QUANTO AOS PERIGOS PONTUAÇÃO 1 PONTUAÇÃO 3 BENIGNIDADE MÁXIMA PERIGO MÁXIMO CONSULTAR TABELA 1 DO DOC. 2. Tânia Cristina Pires 13

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais COMO SE CONSTRÓI A EV? Características Critérios Degradabilidade Não degradáveis e que não possam ser tratados para se obter a sua degradação em produtos de degradação inócuos Não degradáveis mas que possam ser tratadas para se obter a sua degradação em produtos de degradação inócuos Degradáveis com produtos de degradação inócuos Não renováveis Renovabilidade Pontuação (p) Estrela verde 3 2 1 3 1 TABELA 2 TABELA 1 Tânia Cristina Pires 14

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais 3. COMO SE CONSTRÓI A EV? PONTUAR AS SUBST NCIAS QUANTO AOS PERIGOS AUSÊNCIA DE INFORMAÇÃO PONTUAÇÃO 3 PONTUAÇÃO COM PENALIZAÇÃO MÁXIMA Tânia Cristina Pires PERIGO MÁXIMO 15

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais 4. COMO SE CONSTRÓI A EV? PONTUAR OS PRINCÍPIOS DA QV PONTUAÇÃO 1 VERDURA PONTUAÇÃO 2 QUÍMICA CRESCENTE PONTUAÇÃO 3 CONSULTAR TABELA 2 DO DOC. 2. Tânia Cristina Pires 16

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais COMO SE CONSTRÓI A EV? P 1 - PREVENÇÃO p=3 TODOS OS RESÍDUOS SÃO INÓCUOS. p=2 RESÍDUOS QUE ENVOLVAM UM PERIGO MODERADO PARA A SAÚDE E AMBIENTE. p=1 FORMAÇÃO DE PELO MENOS UM RESÍDUO QUE ENVOLVA UM PERIGO ELEVADO PARA A SAÚDE E AMBIENTE. Tânia Cristina Pires 17

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais Princípio da QV P 1 – Prevenção P 2 – Economia atómica P 3 – Sínteses menos perigosas COMO SE CONSTRÓI A EV? Critérios p 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 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 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 Os solventes e as substâncias auxiliares não existem ou são inócuas (p=1, tabela 1) 3 P 5 – Solventes e outras Os solventes e as substâncias auxiliares usadas envolvem um perigo moderado para a saúde e substâncias auxiliares mais ambiente (p=2, tabela 1, pelo menos para uma substância, sem substâncias com p=3) seguras Pelo menos um dos solventes ou uma das substâncias auxiliares usadas envolve um perigo elevado para a saúde e ambiente (p=3, tabela 1) Tânia Cristina Pires 2 1 18

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais Princípio da QV COMO SE CONSTRÓI A EV? Critérios p Temperatura e pressão ambientais 3 conseguir eficácia Pressão ambiental e temperatura entre 0ºC e 100ºC que implique arrefecimento ou aquecimento 2 energética Pressão diferente da ambiental e/ou temperatura muito afastada da ambiental 1 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 Sem derivatizações ou só uma etapa 3 derivatizações Usa-se apenas uma derivatização ou duas etapas 2 Usam-se várias derivatizações ou mais do que duas etapas 1 P 6 – Planificação para P 7 – Uso de matérias primas renováveis P 8 – Redução de Tânia Cristina Pires 19

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais Princípio da QV P 9 – Catalizadores P 10 – Planificação para a degradação P 12 – Química inerentemente mais segura quanto à prevenção de acidentes COMO SE CONSTRÓI A EV? Critérios p 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 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 As substâncias envolvidas apresentam um baixo perigo de acidente químico (p=1, tabela 1, considerando os perigos para a saúde e perigos físicos) 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) As substâncias envolvidas apresentam um perigo elevado de acidente químico (p=3, tabela 1, considerando os perigos para a saúde e perigos físicos) Tânia Cristina Pires 3 2 1 20

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais COMO SE CONSTRÓI A EV? MÁXIMO DE VERDURA MÍNIMO DE VERDURA 3 PARA TODOS OS PRINCÍPIOS 1 PARA TODOS OS PRINCÍPIOS ÁREA (VERDURA) MÁXIMA ÁREA (VERDURA) MÍNIMA Tânia Cristina Pires 21

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais ÍNDICE DE PREENCHIMENTO DA ESTRELA, IPE QUAL A ATIVIDADE COM MAIOR VERDURA QUÍMICA? ATIVIDADE 1 ATIVIDADE 2 Tânia Cristina Pires 22

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais ÍNDICE DE PREENCHIMENTO DA ESTRELA, IPE QUAL A ATIVIDADE COM MAIOR VERDURA QUÍMICA? ATIVIDADE 1 ATIVIDADE 2 IPE = 55, 00 Tânia Cristina Pires 23

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais ÍNDICE DE PREENCHIMENTO DA ESTRELA, IPE(%) QUAL A ATIVIDADE COM MAIOR VERDURA QUÍMICA? AS DUAS ATIVIDADES TÊM IGUAL VERDURA QUÍMICA. ATIVIDADE 1 ATIVIDADE 2 IPE = 55, 00 Tânia Cristina Pires 24

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais 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 (%) 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. Tânia Cristina Pires 25

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais Tânia Cristina Pires 26

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais VANTAGENS E LIMITAÇÕES DA MÉTRICA EV ☺ 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 QV 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. Tânia Cristina Pires 27

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais 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. Tânia Cristina Pires 28

ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais VANTAGENS E LIMITAÇÕES DA MÉTRICA EV 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. Tânia Cristina Pires 29