Rodney Weber, profesor en la Escuela de Ciencias de la Tierra y Atmosféricas de Georgia Tech, se encuentra en su laboratorio junto a varias impresoras 3D de consumo. Crédito:Allison Carter
Las impresoras 3-D para consumidores han ganado popularidad en los últimos años, pero las partículas emitidas por dichos dispositivos pueden afectar negativamente la calidad del aire interior y tienen el potencial de dañar la salud respiratoria, según un estudio de investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia y Seguridad Química de UL.
Para el estudio, que fue publicado el 12 de septiembre en la revista Ciencia y tecnología ambiental y patrocinado por Underwriters Laboratories, Inc. (UL)., los investigadores recolectaron partículas emitidas por impresoras 3-D y realizaron varias pruebas para medir su impacto en los cultivos de células respiratorias.
"Todas estas pruebas, que se realizaron en dosis altas, demostró que existe una respuesta tóxica a las partículas de varios tipos de filamentos utilizados por estas impresoras 3-D, "dijo Rodney Weber, profesor en la Escuela de Ciencias de la Tierra y Atmosféricas de Georgia Tech, quien dirigió la investigación.
El estudio fue parte de un proyecto de investigación de varios años destinado a caracterizar las emisiones de partículas de las impresoras en un entorno controlado e identificar las medidas que podrían tomar tanto los fabricantes de impresoras 3D como los usuarios para reducir el potencial de daño. Si bien los estudios anteriores se habían centrado en cuantificar las partículas emitidas, esta vez los investigadores observaron más de cerca la composición química de las partículas y su potencial de toxicidad.
Las impresoras 3-D normalmente funcionan fundiendo filamentos de plástico y luego depositando la masa fundida capa sobre capa para formar un objeto. Calentar el plástico para que se derrita libera compuestos volátiles, algunos de los cuales provienen de partículas ultrafinas que se emiten al aire cerca de la impresora y del objeto.
En investigaciones anteriores, El equipo descubrió que, en general, cuanto más alta es la temperatura necesaria para fundir el filamento, más emisiones se produjeron. Como resultado, filamentos de plástico de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), que requieren una temperatura más alta para derretirse, produjo más emisiones que los filamentos hechos de ácido poliláctico (PLA), que se derriten a una temperatura más baja.
Para probar el impacto de las emisiones en células vivas, los investigadores se asociaron con el Instituto de Ciencias Weizmann en Israel, que expuso células respiratorias humanas y células del sistema inmunológico de ratas a concentraciones de partículas de las impresoras. Descubrieron que tanto las partículas de ABS como las de PLA impactaban negativamente en la viabilidad celular, con este último provocando una respuesta más tóxica. Pero estas pruebas no reflejaron exposiciones reales.
Los investigadores también realizaron un análisis químico de partículas para obtener más información sobre su toxicidad y permitir comparaciones con la toxicidad de las partículas que se encuentran en entornos urbanos al aire libre. El análisis, llamado potencial oxidativo, simula la respuesta tóxica que tendría un aerosol sobre los organismos celulares.
"Las pruebas de toxicidad mostraron que las partículas de PLA eran más tóxicas que las partículas de ABS en una comparación por partícula, pero debido a que las impresoras emitieron mucho más ABS, son las emisiones de ABS las que terminan siendo más preocupantes, ", Dijo Weber." Tomados en conjunto, estas pruebas indican que la exposición a estas partículas de filamentos con el tiempo podría ser tan tóxica como el aire en un entorno urbano contaminado con emisiones vehiculares o de otro tipo ".
Otro hallazgo del estudio fue que las partículas de ABS emitidas por las impresoras 3-D tenían características químicas diferentes a las del filamento ABS.
"Cuando las empresas de filamentos fabrican un determinado tipo de filamento, pueden agregar pequeños porcentajes de masa de otros compuestos para lograr ciertas características, pero en su mayoría no revelan cuáles son esos aditivos, ", Dijo Weber." Debido a que estos aditivos parecen afectar la cantidad de emisiones de ABS, y puede haber una gran variabilidad en el tipo y la cantidad de aditivos que se agregan al ABS, un consumidor puede comprar un determinado filamento de ABS, y podría producir muchas más emisiones que una de otro proveedor ".
El estudio también analizó qué tipos de escenarios ambientales interiores tendrían un mayor impacto las emisiones de una impresora 3D. Estimaron que en un entorno de edificio comercial, como una escuela o una oficina, una mejor ventilación limitaría la cantidad de exposición a las emisiones. Sin embargo, en un entorno residencial típico con ventilación menos efectiva, la exposición podría ser mucho mayor, ellos informaron.
"Estos estudios sobre cómo las emisiones químicas y de partículas de las impresoras 3-D pueden resultar en peligros de exposición no intencional a contaminantes, y nos complace compartir esta investigación para que se puedan tomar medidas para reducir los riesgos para la salud, "dijo Marilyn Black, asesor técnico senior de UL.
Mientras tanto, Los operadores de impresoras 3D pueden tomar algunas medidas para reducir su impacto en la calidad del aire.
