Novos Aditivos Ipel: Funcionalidade Que Agrega Valor

ABRAFATI 2013 - Congresso Científico
NOVOS ADITIVOS IPEL : FUNCIONALIDADE QUE AGREGA VALOR
Apresentador / Autor: Giovanni C. Junior
Empresa: IPEL – Itibanyl Produtos Especiais LTDA
Julho -2013
1. Introdução
Cada vez mais a indústria busca aditivos que agreguem novas funcionalidades às
tintas e revestimentos, já que os consumidores também estão mais exigentes e
preocupados com a qualidade de vida e produtos inovadores.
Atenta a essa tendência a IPEL desenvolveu um aditivo, que utilizado em conjunto
com os microbicidas tradicionais, proporciona ação repelente de insetos aos
revestimentos conferindo um importante diferencial para aplicações em áreas internas
de residências, hotéis, hospitais, restaurantes entre outros.
Este trabalho tem como objetivo apresentar breve descrição do processo de
desenvolvimento do aditivo, bem como resultados de teste de laboratório para
avaliação da ação repelente contra insetos voadores e rastejantes. Cumpre destacar
que de acordo com a aplicação pode haver a opção de utilizar ativos de origem
natural, dando continuidade ao conceito já apresentado com a linha OLUS de aditivos
naturais em 2011.
2. Histórico
2.1 - Aditivos que agregam valor
Tinta é o nome normalmente dado a uma família de produtos (líquidos, viscosos ou
sólidos em pó) que, após aplicação sob a forma de uma fina camada, reveste o
substrato se converte num filme sólido e flexível, opaco ou brilhante de acordo com a
composição do revestimento. As primeiras utilizações de tintas datam de há 40.000
anos quando os primeiros Homo Sapiens pintaram figuras nas paredes das cavernas
recorrendo a pigmentos de Ocre, Hematite, Óxido de Manganésio e Carvão Vegetal.
Atualmente, as tintas e são usadas para proteger e dar cor a objetos ou superfícies.
Cada vez mais, além da função decorativa e protetiva os revestimentos têm
incorporado novas funcionalidades com o objetivo de agregar diferenciais tecnológicos
e de mercado. Além disso, há uma tendência de que os revestimentos sejam cada vez
menos inertes e mais ativos / dinâmicos justamente devido à incorporação de novas
funcionalidades. Esse tipo de diferencial pode ser obtido através do uso de novos
aditivos. Como exemplos podemos citar:
•
Revestimentos que mudam de cor de acordo com a temperatura/luminosidade:
as formulações de tintas fotocrômicas que contêm material que muda de cor se for
aplicada temperatura. Cristais líquidos têm sido usados em tais tintas, tal como em
termómetros colorimétricos. O efeito também pode ser obtido através de pigmentos
que mudam de conformação quando são expostas à Radiação Ultravioleta.
•
Tintas eletrocrômicas: revestimentos que podem mudam a cor em resposta a
uma corrente eléctrica aplicada.
•
Tintas com apelo olfativo: através do uso de aditivos pode-se proporcionar ao
revestimento aromas diferenciados. Estes aditivos podem inclusive ser
microenacpsulados de modo a controlar sua liberação ou permitir sua liberação
conforme necessidade.
•
Tintas com propriedades antibactérias: revestimentos que contem formulações
antimicrobianas podem proporcionar superfícies mais limpas e higiênicas minimizando
a contaminação/transmissão de doenças e assegurando ambientes mais limpos e
saudáveis
Outra funcionalidade relevante é a incorporação de um aditivo que proporcione ação
repelente de insetos. Desta forma o revestimento além das funções decorativas e
protetivas também proporcionaria uma ação profilática na transmissão de doenças e
ambientes mais saudáveis para as pessoas. Especialmente em países tropicais essa
funcionalidade constitui um importante diferencial agregando valor ao revestimento.
Atenta a essa tendência a IPEL desenvolveu uma linha de aditivos que proporciona
ação repelente em revestimentos
2.2 - O problema dos insetos
“A maior parte das doenças febris no homem é causada por microorganismos
veiculados por insetos”, diz a Enciclopédia Britânica. O termo “inseto” designa não só
insetos propriamente ditos — animais de três pares de patas, como mosca, pulga,
mosquito, piolho e besouro — mas também criaturas de oito patas, como ácaro e
carrapato. Segundo a classificação científica, todos esses se enquadram na categoria
mais abrangente dos artrópodes — a maior divisão do reino animal — que inclui pelo
menos um milhão de espécies conhecidas.
A grande maioria dos insetos é inofensiva ao homem e alguns são muito úteis como,
por exemplo, os insetos polinizadores e outros que ajudam inclusive a decompor o
lixo. Um grande número se alimenta exclusivamente de plantas, ao passo que alguns
comem outros insetos.
É claro que há insetos que incomodam o homem e os animais com uma picada
dolorosa ou simplesmente pelo seu grande número. Alguns também danificam
plantações. Mas os piores são os que causam doenças e morte. As doenças
transmitidas por insetos “provocaram mais mortes desde o século 17 até a parte inicial
do século 20 do que todas as outras causas somadas”, diz Duane Gubler, dos Centros
de Controle e Prevenção de Doenças, dos Estados Unidos.
Atualmente, cerca de 1 em cada 6 pessoas está infectada com uma doença
transmitida por insetos. Além de causar sofrimento, essas doenças representam um
grande ônus financeiro, sobretudo nos países em desenvolvimento, que são
justamente os que menos dispõem de recursos. Mesmo um único surto pode ser
oneroso. Consta que uma epidemia na parte ocidental da Índia, em 1994, custou
bilhões de dólares à economia local e mundial.
Os insetos podem atuar como vetores — ou seja, agentes transmissores de doenças
— de duas formas principais conforme segue:
•
Transmissão mecânica: assim como as pessoas podem trazer para dentro de
casa sujeira impregnadas no sapato, a mosca-doméstica pode carregar nas patas
milhões de microorganismos que, dependendo da quantidade, causam
doenças.Moscas que pousaram em fezes, por exemplo, contaminam alimentos e
bebidas
•
Vetores: a transmissão ocorre quando insetos hospedeiros de vírus, bactérias
ou parasitas infectam as vítimas pela picada ou por outros meios. Apenas uma
pequena porcentagem de insetos transmite doenças ao homem dessa forma. Por
exemplo, embora haja milhares de espécies de mosquitos, apenas os do gênero
Anopheles transmitem a malária — a doença contagiosa que mais mata no mundo,
depois da tuberculose.
Alguns cientistas prevêem que o aquecimento global fará com que os insetos
transmissores de doenças se propaguem em climas atualmente mais frios. Pelo visto,
isso já está ocorrendo. O Dr. Paul R. Epstein, do Centro de Saúde e Meio Ambiente
Global da Faculdade de Medicina de Harvard, diz: “Atualmente, há relatos da
incidência de insetos e de doenças transmitidas por insetos (incluindo malária e
dengue) em regiões mais elevadas da África, da Ásia e da América Latina.” Na Costa
Rica, a dengue ultrapassou as barreiras montanhosas que até há pouco tempo
restringiam a doença à costa do Pacífico, e agora afeta todo o país.
Mediante o quadro brevemente descrito acima, revestimentos com ação repelente
podem contribuir no controle dos insetos e assim tornar-se uma ferramenta adicional
no controle de doenças e na melhoria da qualidade de vida das pessoas. Além disso,
um revestimento com essa funcionalidade tem um diferencial que agrega valor e
tecnologia ao produto.
3. Aditivo com ação repelente
A IPEL foi a primeira empresa a desenvolver uma linha de aditivos com ação
preservante no estado úmido baseado em ativos naturais. A linha OLUS apresentada
em 2011 foi desenvolvida desde 2008.
Durante este trabalho foram avaliados alguns ativos naturais que também possuem
ação repelente de insetos. Podemos citar, por exemplo, o Óleo de Neem, Óleo de
Eucalipto, Citronella (óleo essencial) entre outros.
Posteriormente, aproveitando parte do trabalho realizado, foram preparadas
formulações com esses ativos e formulações com ativos sintéticos como derivados de
piretrinas e piretroides e iniciou-se um trabalho de avaliação de compatibilidade e
estabilidade com revestimentos base aquosa (tinta acrílica e látex-PVA)
Após a etapa de teste de estabilidade e compatibilidade, foram preparadas amostras
de tinta e submetidas a ensaios de laboratório para comprovação da eficácia do
aditivo.
Segundo a ANVISA repelentes “São produtos com ação repelente para insetos, para
aplicação em superfícies inanimadas e para volatilização em ambientes com liberação
lenta e contínua do (s) ingrediente (s) ativo (s) por aquecimento elétrico ou outra forma
de energia ou espontaneamente”, e o conceito de repelência a insetos difere de ação
inseticida pelo fato de não causar a morte do inseto, mas apenas desencoraja ou
afasta o inseto de determinada superfície.
O repelente age atuando nos neurorecepetores olfativos e gustatórios dos insetos
(ORN e GRN) bloqueando a percepção atrativa do inseto impedindo que os neurônios
responsáveis pela atração sejam acionados. A N,N-diethyl-3-methylbenzamide, por
exemplo, bloqueia a percepção do acido lático (componente do suor humano)
minimizando o ataque dos mosquitos na pele.
A figura abaixo ilustra possíveis exemplos da atuação de alguns repelentes:
Fig 1 – Possíveis pontos de interação de ativos repelentes com neurorreceptores de insetos. Retirado de J.C.
Dickens, J.D. Bohbot, Mini review: Mode of action of mosquito repellents, Pestic. Biochem. Physiol. (2013),
http://dx.doi.org/10.1016/j.pestbp.2013.02.006
4. Metodologia Básica, Resultados e discussão
Foram preparadas amostras de tinta acrílica aditivadas com os seguintes produtos
•
•
•
•
IPEL 6000 – Formulação sintética baseada em derivados de piretrina e
piretróides
IPEL 6001 – Formulação baseada em derivados de piretrina e óleo essencial
IPEL 6002 - Formulação baseada em derivados de piretrina e óleo essencial
Amostra sem aditivo
As amostras foram avaliadas no Laboratório Bioagri através de teste de repelência
para os organismos Periplaneta Americana (barata domestica) e Aedes Aegypti
(mosquito transmissor da Dengue).
O protocolo inclui a aplicação do revestimento em substratos (que possuem áreas
idênticas) com a introdução de populações de insetos de origem controlada para
avaliação da ação de repelência.
Os gráficos abaixo indicam os resultados de repelência, expressos em % de insetos
sobre a superfície no tempo 0 considerando esse tempo como a referencia
imediatamente após a cura do revestimento. As amostras foram avaliadas durante 3
dias (24, 48 e 72 horas) de modo a confirmar os resultados:
Fig. 2 - Repelência no Tempo 0 contra Periplaneta Americana (barata doméstica) – IPEL 6000
Fig. 3 - Repelência no Tempo 0 contra Periplaneta Americana (barata doméstica) – IPEL 6001.
Fig. 4 - Repelência no Tempo 0 contra Periplaneta Americana (barata doméstica) – IPEL 6002
No caso da barata doméstica as amostras de tinta sem aditivo apresentaram cerca de
100% da população sobre o revestimento ao passo que o IPEL 6000 e 6001 tiveram
praticamente 0% da população sobre a superfície indicando boa ação repelente. O
produto IPEL 6002 apresentou redução de cerca de 95% da população de insetos
avaliada.
Fig. 5 - Repelência no Tempo 0 contra Aedes aegypti (mosquito da dengue) – IPEL 6000.
Fig. 6 - Repelência no Tempo 0 contra Aedes aegypti (mosquito da dengue) – IPEL 6001.
Fig. 7 - Repelência no Tempo 0 contra Aedes aegypti (mosquito da dengue) – IPEL 6002.
No caso do mosquito, os resultados indicam que as reduções foram da ordem de 80 a
90% na presença dos mosquitos sobre a superfície com o IPEL 6001 e 6002.
É importante ressaltar que se procurou eliminar o efeito repelente devido à presença
de voláteis no revestimento aguardado a cura completa do filme para teste dos
insetos.
Os gráficos abaixo indicam os resultados de repelência, expressos em % de insetos
sobre a mesma superfície avaliada no tempo 0 no tempo 30 dias. Novamente foram
avaliados os resultados nos tempos 24, 48 e 72 horas:
Fig. 8 - Repelência no Tempo 30 dias contra Periplaneta Americana (barata doméstica) – IPEL 6000.
Fig. 9 - Repelência no Tempo 30 dias contra Periplaneta Americana (barata doméstica) – IPEL 6001.
Fig. 10 - Repelência no Tempo 30 dias contra Periplaneta Americana (barata doméstica) – IPEL 6002.
Os resultados indicam excelente desempenho na repelência de insetos rastejantes
(barata) após 30 dias indicando a permanência do aditivo no revestimento.
Abaixo seguem os resultados para Aedes aegypti.
Fig. 11 - Repelência no Tempo 30 dias contra Aedes aegypti (mosquito da dengue) – IPEL 6000.
Fig. 12 - Repelência no Tempo 30 dias contra Aedes aegypti (mosquito da dengue) – IPEL 6001.
Fig. 13 - Repelência no Tempo 30 dias contra Aedes aegypti (mosquito da dengue) – IPEL 6002.
Observa-se que os resultados para .A aegypti apresentam redução da população
sobre a superfície tratada entre 80 e 90% e mediante a estes resultados observa-se
que os produtos IPEL 6000 e 6002 apresentaram a melhor performance após 30 dias.
5. Considerações finais
Os resultados indicam que o uso dos aditivos da linha 6000 proporcionam uma nova
funcionalidade ao revestimento agregando ação repelente. Os revestimentos passam
ter uma função ação ativa no controle de vetores causadores de doenças permitindo
ambientes mais limpos e controlados. As dosagens utilizadas variam de 1,0 a 2,0% e
não impactam nas propriedades avaliadas dos revestimentos (cor, brilho, aparência,
etc). O uso do aditivo além de agregar qualidade ao revestimento pode ser um fator de
diferenciação mercadológico.
Alem dos aditivos apresentados há a possibilidade de desenvolver produtos com
liberação controlada através de microcápsulas.
Os trabalhos conduzidos com composições totalmente a base de ingredientes ativos
naturais seguem em andamento para determinar as combinações com melhor efeito
sinergético uma vez que os níveis de dosagens necessários para resultados eficazes
são mais altos que as formulações IPEL 6001 e 6002 que são híbridos de ativos
sintéticos e naturais.
A IPEL já tem as tratativas de registro junto aos órgãos regulatórios e pode dar todo o
suporte para as devidas aprovações em cada aplicação.
6. Agradecimentos
A IPEL agradece o apoio da Sinergia Química Consultoria na pessoa do sr Ricardo
Pedro pelo apoio e suporte técnico na condução deste trabalho.
7. Bibilografia
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MIL-HDBK-111: Handbook for paints and protective coatings (em en). 2ª ed.
Estados Unidos da América: Department of Defense, 2005. 249 p. 1 vol.
J.C. Dickens, J.D. Bohbot, Mini review: Mode of action of mosquito repellents,
Pestic. Biochem. Physiol. (2013), http://dx.doi.org/10.1016/j.pestbp.2013.02.006
M. S. Fradin and J. F. Day (2002). "Comparative Efficacy of Insect Repellents
against
Mosquito
Bites".
N
Engl
J
Med
347
(1):
13–18.
doi:10.1056/NEJMoa011699. PMID 12097535.