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
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?
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P1
P12
P2
2
1
P10
P3
0
P9
P5
P8
P6
P7
Tânia Cristina Pires
3
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química de atividades laboratoriais
O QUE É A ESTRELA VERDE?
“ESTRELA VERDE” (EV)
3
• MÉTRICA HOLÍSTICA DE NATUREZA
P1
P12
P2
GRÁFICA
2
1
P10
P3
• TODOS OS PRINCÍPIOS DA QUÍMICA
0
VERDE (QV)
P9
P5
P8
P6
• PERMITE COMPARAÇÕES VISUAIS
FÁCEIS
P7
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
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química de atividades laboratoriais
O QUE É A ESTRELA VERDE?
“ESTRELA VERDE” (EV)
3
P1
P12
GRÁFICO RADIAL:
P2
2
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P10
P3
Nº de PONTAS
0
P9
=
P5
PRINCÍPIOS DA QV APLICÁVEIS
P8
P6
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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
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química de atividades laboratoriais
O QUE É A ESTRELA VERDE?
“ESTRELA VERDE” (EV)
3
P1
P12
GRÁFICO RADIAL:
P2
2
1
P10
P3
COMPRIMENTO DE CADA PONTA
0
P9
=
P5
CUMPRIMENTO DO PRINCÍPIO
P8
P6
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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.
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química de atividades laboratoriais
O QUE É A ESTRELA VERDE?
“ESTRELA VERDE” (EV)
3
P1
P12
GRÁFICO RADIAL:
P2
2
1
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P3
0
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AVALIAÇÃO POR CRITÉRIOS
PRÉ-DEFINIDOS
P5
ESCALA 1-3 (MÁXIMO)
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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.
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química de atividades laboratoriais
O QUE É A ESTRELA VERDE?
“ESTRELA VERDE” (EV)
3
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P12
GRÁFICO RADIAL:
P2
2
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P10
P3
VISÃO SEMI-QUANTITATIVA DA
0
P9
P5
VERDURA GLOBAL DA
ATIVIDADE
P8
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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.
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O QUE É A ESTRELA VERDE?
ÁREA VERDE FORNECE UMA VISÃO GLOBAL DA VERDURA
3
P1
P12
3
P2
P12
2
3
P2
P3
0
P3
P5
P8
P6
P7
P2
P12
P3
P5
P8
P6
P7
P2
1
P10
0
P9
P1
2
1
P10
0
P9
3
2
1
P10
P1
P12
2
1
P10
P1
P3
0
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P6
P7
P5
P8
P6
P7
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
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química de atividades laboratoriais
3
O QUE É A ESTRELA VERDE?
P1
P12
3
P2
2
P12
1
P10
P3
P1
2
P5
1
0
0
P9
P5
P10
P8
P6
P6
P7
P7
ATIVIDADE DE SÍNTESE
ATIVIDADE SEM SÍNTESE


10 PRINCÍPIOS APLICÁVEIS
6 PRINCÍPIOS APLICÁVEIS


EV DE 10 PONTAS
EV DE 6 PONTAS
Tânia Cristina Pires
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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 SUBSTÂNCIAS INTERVENIENTES:
• REAGENTES
• PRODUTOS
• COPRODUTOS
• CATALISADORES
• SOLVENTES
• AGENTES DE PURIFICAÇÃO
• SECANTES
• RESÍDUOS FORMADOS
Tânia Cristina Pires
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química de atividades laboratoriais
2.
COMO SE CONSTRÓI A EV?
RECOLHER INFORMAÇÃO SOBRE AS
SUBSTÂNCIAS
• PERIGOS PARA A SAÚDE HUMANA
• PERIGOS PARA O AMBIENTE
• PERIGOS DE POTENCIAL ACIDENTE QUÍMICO
• DEGRADABILIDADE
• RENOVABILIDADE
Tânia Cristina Pires
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3.
COMO SE CONSTRÓI A EV?
PONTUAR AS SUBSTÂNCIAS QUANTO AOS
PERIGOS
PONTUAÇÃO 1
PONTUAÇÃO 3


BENIGNIDADE MÁXIMA
PERIGO MÁXIMO
CONSULTAR TABELA 1 DO DOC. 2.
Tânia Cristina Pires
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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
Renováveis
Renovabilidade
Pontuação
(p)
Estrela verde
3
2
1
3
1
TABELA 2
TABELA 1
Tânia Cristina Pires
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ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura
química de atividades laboratoriais
3.
COMO SE CONSTRÓI A EV?
PONTUAR AS SUBSTÂNCIAS QUANTO AOS
PERIGOS
AUSÊNCIA DE INFORMAÇÃO

PONTUAÇÃO 3

PONTUAÇÃO COM
PENALIZAÇÃO MÁXIMA
Tânia Cristina Pires
PERIGO MÁXIMO
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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
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COMO SE CONSTRÓI A EV?
P1 - 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
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ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura
química de atividades laboratoriais
Princípio da QV
P1 – Prevenção
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
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
P2 – Economia atómica
P3 – Sínteses menos
perigosas
P5 – Solventes e outras
substâncias auxiliares mais
seguras
Tânia Cristina Pires
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ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura
química de atividades laboratoriais
COMO SE CONSTRÓI A EV?
Princípio da QV
Critérios
p
P6 – Planificação para
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
P8 – Redução de
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
P7 – Uso de matérias
primas renováveis
Tânia Cristina Pires
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química de atividades laboratoriais
Princípio da QV
P9 – Catalizadores
P10 – Planificação para a
degradação
P12 – 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
3
COMO SE CONSTRÓI A EV?
P1
P12
3
P2
P12
2
P2
2
1
P10
P1
P3
1
P10
0
P3
0
P9
P5
P8
P6
P9
P5
P8
P6
P7
P7
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
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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?
3
P1
P12
3
P2
P12
2
P2
2
1
P10
P1
P3
1
P10
0
P3
0
P9
P5
P8
P6
P9
P5
P8
P6
P7
P7
ATIVIDADE 1
ATIVIDADE 2
Tânia Cristina Pires
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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?
3
P1
P12
3
P2
P12
2
P2
2
1
P10
P1
P3
1
P10
0
P3
0
P9
P5
P8
P6
P9
P5
P8
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P7
ATIVIDADE 1
ATIVIDADE 2
IPE = 55,00
IPE = 55,00
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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.
3
P1
P12
3
P2
P12
2
P2
2
1
P10
P1
P3
1
P10
0
P3
0
P9
P5
P8
P6
P9
P5
P8
P6
P7
P7
ATIVIDADE 1
ATIVIDADE 2
IPE = 55,00
IPE = 55,00
Tânia Cristina Pires
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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 (%)
IPE  100 
AEV
AEV máx.
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
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ESTRELA VERDE: uma métrica holística para avaliação da verdura
química de atividades laboratoriais
Tânia Cristina Pires
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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
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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
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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
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