Este artigo da especialista em cura UV, Jennifer Heathcote da GEW, investiga o estado atual da regulamentação do mercúrio. Jennifer explica a posição atual dos principais órgãos legislativos sobre este tópico e discute como isso afeta a cura UV no mercado de impressão.
Os governos e as organizações não governamentais (ONG) estabelecem e actualizam periodicamente políticas que estipulam que os materiais mais perigosos e mais tóxicos devem ser substituídos por alternativas quando identificados. Os materiais nocivos destinados à substituição são comumente chamados de substâncias que suscitam elevada preocupação (SVHC). Uma designação SVHC impulsiona a regulamentação que define as circunstâncias sob as quais o uso do material é proibido e especifica como os materiais permitidos devem ser obtidos, vendidos, transportados, importados, exportados e descartados. Quando não existem alternativas viáveis às SVHC, são frequentemente estabelecidas isenções ou prazos de eliminação progressiva.
Mercúrio em lâmpadas de cura UV
Mercúrio (Hg) é um exemplo de SVHC. A regulamentação do mercúrio afeta diretamente os fabricantes e usuários da cura UV, uma vez que as lâmpadas UV contêm uma pequena quantidade de mercúrio elementar. A física do mercúrio elementar resulta em emissões de banda larga de energia ultravioleta, visível e infravermelha quando o mercúrio é vaporizado em um plasma de alta temperatura dentro de um tubo de quartzo selado contendo gás inerte sob pressão média. Sem mercúrio, as lâmpadas UV não funcionam. Durante o transporte, armazenamento e uso, o mercúrio dentro das lâmpadas UV existe nos estados líquido, gasoso e plasma. Para lâmpadas provenientes de fornecedores confiáveis, o mercúrio em todos os três estados está contido com segurança no tubo de quartzo selado da lâmpada.
Desde a década de 1940, a química curável por UV foi formulada para reagir à saída de amplo espectro gerada apenas pelo mercúrio elementar vaporizado. Isso se aplica a lâmpadas padrão de arco de mercúrio e de microondas, bem como a lâmpadas aditivas, dopadas e de iodetos metálicos que contêm pequenas quantidades de metal além de mercúrio. Exemplos de metais usados em lâmpadas aditivas incluem ferro, gálio, índio e estanho. A adição de metal altera a distribuição espectral dentro da banda UV e facilita a cura ideal em algumas formulações.
A quantidade de mercúrio elementar dentro das lâmpadas de cura UV varia de acordo com o design e o comprimento da lâmpada; no entanto, normalmente está entre 10 e 100 mg por lâmpada. A ONU Meio Ambiente faz referência a uma média de 25 mg por lâmpada para estimativas de inventário global. Para contextualizar, uma única obturação dentária de amálgama de mercúrio, também conhecida como obturação de prata, contém em média 800 mg de mercúrio. Isto significa que muitas vezes há mais mercúrio na boca de uma pessoa do que o contido em todas as lâmpadas UV de uma impressora típica ou linha de conversão.
Preocupações de segurança com mercúrio
Embora o mercúrio seja uma neurotoxina perigosa, geralmente está protegido contra a exposição humana direta e danos ambientais quando naturalmente ligado à Terra, descartado permanentemente ou devidamente protegido em produtos selados e recipientes de armazenamento acima do solo. O mercúrio torna-se potencialmente prejudicial para humanos e animais quando libertado dos seus limites e disperso no ecossistema global ou na biosfera. Mercúrio entra na biosfera como emissões de gases e vapores para o ar e liberações diretas e indiretas para a água. Uma vez livre, o mercúrio migra facilmente, muda prontamente de forma e potencialmente expõe todos os organismos com os quais entra em contato.
Regulamento Mercúrio
As políticas promulgadas na União Europeia ao abrigo da RoHS2 e nos Estados Unidos ao abrigo da Lei de Lautenberg3, bem como por organismos reguladores como a Comissão Europeia (CE), a EPA4, o Programa das Nações Unidas para o Ambiente (PNUMA)5 e a Convenção Internacional de Minamata sobre Mercúrio6 destinam-se a reduzir ou eliminar a utilização antropogénica de mercúrio. Antropogênico refere-se ao mercúrio que é emitido direta ou indiretamente para o ar ou liberado para a água pela atividade humana. Embora a eliminação completa do mercúrio antropogénico não seja possível hoje, as restrições e a aplicação deverão aumentar durante a próxima década.
É importante enfatizar que atualmente não existem políticas ou legislação no Reino Unido, na UE, nos EUA ou em qualquer outro país do mundo que proíbam especificamente a produção, utilização, exportação, importação ou envio geral de lâmpadas de cura UV de mercúrio. Além disso, não são previstas no curto prazo novas restrições relativas especificamente às lâmpadas de cura UV com vapor de mercúrio. A regulamentação, no entanto, está em curso e é importante rever periodicamente as tendências regulamentares e as alterações à legislação.
União Europeia – RoHS
Globalmente, a legislação mais ativa sobre mercúrio aplicável aos sistemas de cura UV é a Diretiva da Comissão Europeia sobre a Restrição de Substâncias Perigosas (RoHS). A RoHS regula o uso de substâncias perigosas em equipamentos elétricos e eletrônicos (EEE), bem como o subsequente fluxo de resíduos de equipamentos elétricos e eletrônicos (REEE). A RoHS se aplica a todos os itens fabricados para uso na UE e aos itens fabricados em outros lugares e importados para a UE. Existem atualmente dez SVHCs que a RoHS restringe. Um deles é o mercúrio.
Houve duas versões da Diretiva RoHS, bem como várias alterações. A RoHS foi inicialmente legislada em 2003, com a RoHS 2 substituindo a original em 2011. As categorias de EEE abrangidas pela RoHS são fornecidas no Anexo I da Diretiva. As lâmpadas de arco de mercúrio de média pressão são classificadas no Anexo I como Equipamento de Iluminação de Categoria 5.39 Detalhadas no Anexo III da RoHS 2 estão todas as aplicações e produtos isentos de restrições.
O Anexo III concedeu historicamente isenções renováveis de cinco anos para lâmpadas de cura UV de mercúrio. A isenção adotada em 2016 expiraria em 2021, mas foi renovada até o início de 2027. Durante 2026 ou início de 2027, a Comissão Europeia reavaliará o estado do mercado de cura UV e a atual viabilidade de tecnologias alternativas. Será tomada uma decisão sobre a renovação da ampla isenção para lâmpadas de cura UV por mais cinco anos, a restrição da isenção para certas aplicações com alternativas comprovadas ou a eliminação total da isenção.
Independentemente do status de isenção do mercúrio, a RoHS contém uma divisão de escopo que exclui ferramentas industriais estacionárias de grande escala (LSSITs) e instalações fixas de grande escala (LSFIs). Para a indústria de cura UV, a divisão do escopo é amplamente interpretada como incluindo prensas de impressão, câmaras e túneis de cura industrial e linhas de conversão, entre outras instalações industriais e comerciais. Como resultado, o uso de sistemas de cura UV de mercúrio na maioria das aplicações de produção é geralmente considerado isento das restrições RoHS indefinidamente devido ao escopo, independentemente de qualquer proibição específica de lâmpadas de cura UV de mercúrio ou isenções listadas no Anexo III. Peças sobressalentes e atualizações de equipamentos de cura UV existentes instalados antes de quaisquer proibições impostas também são permitidas indefinidamente.
Estados Unidos da América – Agência de Proteção Ambiental
A Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA) recebeu autoridade total do poder legislativo do governo dos EUA para regular substâncias tóxicas e produtos químicos através da Lei Lautenberg de 2016. Hoje, a EPA não proíbe lâmpadas de cura UV. Atualmente, está focado em identificar onde os produtos com adição de mercúrio são usados internamente, bem como o estoque total de mercúrio em produtos produzidos nos EUA e importados para os EUA. Através de avaliação contínua e coleta de dados, a EPA pretende eventualmente fazer recomendações aos fabricantes sobre alternativas viáveis sem mercúrio, a fim de facilitar o abandono do mercúrio.
Convenção de Minamata sobre Mercúrio
Outro órgão de formulação de políticas é a Convenção de Minamata sobre Mercúrio. Este é um tratado internacional que entrou em vigor em 16 de agosto de 2017 e foi ratificado por 139 países, incluindo o Reino Unido, países pertencentes à União Europeia e os Estados Unidos. O objetivo do Minamata é eliminar todo o mercúrio dos produtos e processos manufaturados.
Nas próximas décadas, a política regulatória será cada vez mais impulsionada por este tratado. É importante notar que o cumprimento de tratados internacionais como o de Minamata só pode ser implementado e aplicado dentro das fronteiras territoriais pelo respectivo governo governante. Como resultado, a legislação sobre mercúrio tem o potencial de variar de país para país e pode nem sempre ser clara. Embora Minamata não exija atualmente a proibição de lâmpadas de cura UV com vapor de mercúrio, exige que todas as Partes eliminem gradualmente ou tomem medidas para reduzir o mercúrio quando possível. Na UE, a conformidade com Minamata será legislada através de alterações RoHS. Nos EUA, a conformidade será implementada através de regras publicadas pela EPA.
A 4ª reunião da Conferência das Partes (COP) da Convenção de Minamata sobre Mercúrio foi realizada de 21 a 25 de março de 2022 na Indonésia. Durante a reunião, não foram anunciados novos regulamentos ou prazos de eliminação progressiva para lâmpadas de cura UV com vapor de mercúrio. No entanto, foi aprovada uma alteração para acabar com a utilização de amálgama dentária de mercúrio em dentes decíduos de crianças com menos de 15 anos e em mulheres grávidas e lactantes até dezembro de 2023. A implementação e aplicação desta alteração são da responsabilidade individual de cada uma das 139 partes ratificantes. A 5ª reunião da COP está agendada para 30 de outubro a 3 de novembro de 2023 na Suíça.
Descarte de lâmpada de mercúrio
Como as emissões para o ar e as liberações para a água provenientes de produtos com adição de mercúrio ocorrem principalmente durante o descarte de resíduos, as lâmpadas de vapor de mercúrio nunca devem ser descartadas junto com a coleta de lixo a granel. Quando descartado no lixo comum, o mercúrio entra na biosfera quando as lâmpadas são esmagadas e depois incineradas ou enterradas. Felizmente, a poluição por mercúrio proveniente de lâmpadas de cura UV pode ser evitada através da reciclagem de lâmpadas através de instalações que garantam que os componentes das lâmpadas sejam separados e que o mercúrio gasto seja capturado de forma segura. O mercúrio recuperado de lâmpadas recicladas vai para armazenamento seguro de longo prazo ou descarte permanente ou é processado por meio de protocolos estabelecidos que reintroduzem com segurança o mercúrio elementar em canais de fabricação permitidos.
Sistemas de cura UV LED
Uma alternativa promissora sem mercúrio às lâmpadas de cura por arco e microondas são os sistemas de cura UV LED. Exemplos de cabeçotes de cura LED UV resfriados a ar e água GEW são mostrados na Figura 2. Enquanto as lâmpadas convencionais emitem UVC, UVB, UVA, comprimentos de onda visíveis e infravermelhos, os sistemas de cura UV LED emitem uma saída mais intensa em uma faixa muito estreita de comprimentos de onda UVA.
A tecnologia UV LED foi introduzida na indústria de cura em meados dos anos 2000. Tanto os sistemas de cura por LED quanto a química aplicável têm evoluído desde então. As aplicações de cura UV atualmente capazes de utilizar sistemas LED incluem muitos, mas não todos, aspectos de impressão digital a jato de tinta, tela, tela rotativa, flexografia, tipografia, gravura, bloco, litografia e impressão offset seca, bem como impressão 3D e fabricação aditiva. Outras aplicações viáveis para LED incluem adesivos de folha fria, adesivos de laminação, revestimentos fundidos e curados e alguns vernizes. Deve-se notar que em meados de 2023, ainda não havia formulações de LED utilizadas comercialmente para revestimentos de liberação de silicone, adesivos termofusíveis e revestimentos duros, acabamentos e vernizes industriais.
À medida que a confiança e a experiência aumentam e mais aplicações se tornam viáveis para LED UV, mais usuários e mercados serão convertidos. A crescente mudança para LED está a ocorrer independentemente do envolvimento regulamentar devido ao forte argumento comercial e à crescente preferência dos utilizadores finais pela tecnologia. Um impulsionador mais recente da adoção da cura UV LED é a capacidade da tecnologia de mitigar o aumento dos custos de energia para fabricantes que colocam tintas, revestimentos, adesivos e extrusões em processos de produção.
Conclusão
Embora não existam leis no Reino Unido, na UE, nos EUA ou em qualquer outro país do mundo que proíbam especificamente a produção, utilização, exportação, importação ou envio geral de lâmpadas de cura UV de mercúrio, a ameaça da regulamentação está a criar consciência e pressão para acelerar a mudança. Quando a mudança for técnica, económica e praticamente viável para a grande maioria das aplicações de cura UV, a política regulamentar responsabilizará o mercado e impulsionará mudanças legislativas. Até então, os usuários de cura UV são incentivados a se educarem sobre a tecnologia LED, instalar sistemas LED UV onde for viável, envolver-se ativamente no desenvolvimento de processos e reciclar todas as lâmpadas de vapor de mercúrio no final da vida útil.
1Pepitone, J. (2007, June 11). Compact Fluorescent Bulbs and Mercury: Reality Check. Popular Mechanics. www.popularmechanics.com/home/reviews/a1733/4217864/
2Restriction of Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment (RoHS). https://environment.ec.europa.eu/topics/waste-and-recycling/rohs-directive_en
3Frank R. Lautenberg Chemical Safety Act for the 21st Century Act, Public Law 114–182. (2016). Retrieved 2020 December 17, from www.congress.gov/114/plaws/publ182/PLAW-114publ182.pdf
4United States Environmental Protection Agency (U.S. EPA). www.epa.gov/assessing-and-managing-chemicals-under-tsca/frank-r-lautenberg-chemical-safety-21st-century-act
5UN Environment Programme (UNEP). www.unep.org/explore-topics/chemicals-waste/what-we-do/mercury
6Minamata Convention on Mercury. www.mercuryconvention.org
