Odores em embalagens de plástico: causas e soluções

O cheiro dos plásticos pode ter origem em vários pontos da cadeia de valor. Em primeiro lugar, a matéria-prima virgem pode reagir ou degradar-se durante a polimerização gerando compostos voláteis com odores indesejados. Pode também provir de aditivos, substâncias de peso molecular inferior, que podem volatilizar-se a baixas temperaturas. Contudo, os aditivos também têm podem ser usados para impedir a formação de odores. É o caso dos que protegem a embalagem da fotodegradação. Os compostos voláteis também podem surgir a fase de processamento dos materiais ou numa safes posterior, mediante incorporação de contaminantes.

Outro aspeto a ser considerado são os odores que podem ser gerados durante a utilização do plástico. Por exemplo, nas embalagens alimentares podem aparecer odores indesejados provocados por tratamentos agressivos necessários para preservar os alimentos, ou por reações químicas que libertam compostos que geradores de odores desagradáveis.

No caso dos plásticos reciclados, o odor pode provir não só de compostos que possam ter sido gerados pela degradação ambiental ou térmica após a utilização, mas também daqueles produzidos durante o processo de reciclagem, tais como a degradação do próprio polímero, aditivos plásticos ou substâncias com as quais o material tenha estado em contacto. Além disso, uma vez que os polímeros podem absorver compostos voláteis da sua utilização anterior, substâncias como as fragrâncias podem ser encontradas.

Outra causa menos comum pode ser o armazenamento inadequado das embalagens. Nestes casos, tanto as condições ambientais (humidade, temperatura) como a presença de outras embalagens que emitam substâncias, podem causar odores indesejados.

Os problemas de odor são geralmente causados por substâncias com alta volatilidade, ou seja, moléculas que passam para um estado de vapor a temperaturas relativamente baixas (< 100°C). Algumas destas substâncias podem ser encontradas em concentrações inferiores a mg/kg, pelo que é necessário utilizar técnicas cromatográficas com sistemas universais de deteção, tais como espectrometria de massa (EM) ou ionização de chama (FID), a fim de as detetar. Uma vantagem destas técnicas sobre a análise sensorial é que permitem a quantificação individual dos componentes.

Dadas as características deste tipo de teste, a técnica consiste em introduzir a amostra em frascos selados que passam por uma fase de aquecimento onde os voláteis são libertados no ‘headspace’ e são introduzidos no cromatógrafo convertendo estas substâncias num sinal mensurável que será representado graficamente num cromatograma. Um aspeto das técnicas cromatográficas que deve ser considerado é que elas não distinguem entre compostos voláteis que produzem odor e aqueles que não o produzem.

Nos últimos anos, a cromatografia de gás com deteção olfactométrica (GC-O) complementou os resultados das técnicas acima referidas, permitindo a quantificação de compostos voláteis, mas também a identificação dos que contribuem para o odor. Isto é possível porque os compostos voláteis presentes na amostra examinada, além de serem analisados por um detetor químico, fluem individualmente para um porto olfactométrico onde são percebidos por um técnico que é responsável pela avaliação e atribuição de um descritor olfativo a cada pico cromatográfico que produz odor. No entanto, esta técnica tem algumas desvantagens, uma vez que requer formação especializada do analista, que só pode avaliar um número limitado de substâncias por dia.

Uma metodologia adicional para processar odores de materiais plásticos é o ‘nariz eletrónico’. Consiste num sistema eletrónico com capacidade analítica cujo objetivo é detetar os compostos voláteis que fazem parte de uma amostra, sendo assim capaz de a reconhecer ou discriminar dentro de um grupo de substâncias odoríferas. Entre as vantagens da utilização do nariz eletrónico está a velocidade, precisão e maior capacidade de processamento de amostras. Além disso, previne a exposição humana a substâncias perigosas ou de cheiro desagradável. Uma das principais desvantagens desta técnica é a necessidade de programar o nariz eletrónico para relacionar as respostas obtidas com os diferentes aromas, o que requer muito tempo e o processamento de um elevado número de amostras. Mais recentemente, começou a ser utilizado um tipo de nariz eletrónico baseado na espectrometria de massa, que também fornece informações sobre a composição da fração volátil da amostra.

Existem numerosas técnicas para resolver potenciais problemas de odores que surgem nos plásticos virgens ou reciclados. A técnica mais difundida para eliminar os odores formados durante o processamento de materiais é a lavagem.

Outra estratégia passa pela utilização de produtos neutralizadores de odor conhecidos como absorvedores ou ‘scavengers’. Estes produtos podem variar desde simples dissimuladores de odores até àqueles que capturam irreversivelmente as moléculas de baixo peso molecular que causam maus cheiros. No primeiro caso, trata-se de uma solução a curto prazo porque, se o dissimulador for removido, o odor reaparece enquanto no segundo caso a remoção é permanente. Os mais comummente utilizados são materiais inorgânicos altamente porosos com uma elevada capacidade de absorção de compostos voláteis. Esta técnica é compatível com diferentes materiais, pode ser facilmente realizada ao longo da cadeia de fabrico (compounding, extrusão ou injeção) e permite adicionar absorvedores específicos, dependendo do tipo de substância que está a gerar o problema. Exemplos de materiais amplamente utilizados incluem o carvão ativado ou as ciclodextrinas.

O aquecimento por vácuo é um tratamento comum para remover os voláteis (por exemplo, certos aldeídos tais como hexanal, decanal, etc.). O aquecimento consiste em colocar o material em contacto com gás aquecido para produzir um material sem odores. Outra técnica que utiliza o vácuo é a desgaseificação durante a extrusão. Neste caso, os voláteis que emanam durante o processo de fusão são extraídos diretamente na zona do parafuso. Neste tipo de técnica, os possíveis efeitos da degradação térmica do material devem ser tidos em conta e compensados.

A ozonização é também uma técnica amplamente utilizada na eliminação de odores. No caso dos plásticos, a sua utilização pode remover um elevado número de substâncias voláteis (por exemplo, até 95% no caso da borracha). A oxidação com peróxido de hidrogénio é uma técnica semelhante à ozonização, que consiste na decomposição de H2O2 na presença de catalisadores metálicos imobilizados em suportes de areia, sílica, alumina ou zeólito. Os compostos orgânicos voláteis são eliminados por oxidação química causada pelos radicais livres formados.

Como se pode ver, tanto a origem dos odores indesejados como o tipo de análise instrumental e as técnicas para resolver problemas de odores são muito variadas. Por conseguinte, é essencial fazer uma avaliação individual em cada caso, a fim de estabelecer as medidas mais adequadas para resolver estes desafios.