Fundamentos da qualidade do ar - Um mergulho profundo na purificação do ar e nos seus benefícios para a saúde

A qualidade do ar é um aspeto crítico da nossa vida quotidiana, com impacto direto na nossa saúde e bem-estar. Este artigo centra-se nos sistemas de purificação do ar, revelando o seu papel essencial na melhoria dos ambientes de ar interior. Ao examinar os últimos avanços na tecnologia de filtragem do ar e os seus benefícios para a saúde, fornecemos informações sobre a forma como estes sistemas contribuem para espaços de vida e de trabalho mais limpos e saudáveis. Compreender a ligação entre o ar purificado e a melhoria da saúde é vital para criar um ambiente mais seguro e mais confortável em casa ou no trabalho.

Introdução

A qualidade do ar é definida como o estado do ar à nossa volta, que desempenha um papel fundamental no nosso bem-estar e no equilíbrio ambiental. 

O sistema respiratório humano é um mecanismo biológico complexo para a troca de gases - principalmente a entrada de oxigénio e a expulsão de dióxido de carbono. Em repouso, um adulto inspira e expira cerca de 7 ou 8 litros de ar por minuto, o que equivale a 10.000 a 12.000 litros por dia.(1) Este facto, por si só, sublinha a necessidade de ar puro para um funcionamento fisiológico ótimo. A qualidade do ar inalado influencia diretamente a eficiência respiratória e a saúde em geral. Leia mais sobre o sistema respiratório no sítio Web Capítulo de Exercício do Biohacker's Handbook.

Globalmente, a qualidade do ar varia significativamente e é influenciada por fenómenos naturais e actividades humanas. As emissões industriais, os gases de escape dos veículos e as actividades agrícolas são os principais contribuintes antropogénicos para a poluição do ar.(2) Em contrapartida, as zonas rurais têm frequentemente uma melhor qualidade do ar, embora não sejam imunes a poluentes como o ozono e as partículas. Esta variação sublinha os diversos desafios enfrentados nas diferentes regiões no que respeita à gestão da qualidade do ar. 

De acordo com a Organização Mundial de Saúde, a Finlândia tem o ar mais limpo do mundo (Tampere, uma cidade no sul da Finlândia, em particular). O nível de partículas transportadas pelo ar na Finlândia é, em média, de seis microgramas por metro cúbico - o nível mais baixo de qualquer país. As vastas florestas da Finlândia desempenham um papel essencial, bem como os inúmeros lagos. As florestas cobrem mais de 75% da superfície terrestre da Finlândia.(3-4)

A qualidade do ar e os seus efeitos na saúde 

A inalação de ar puro é fundamental para uma saúde e um bem-estar óptimos. A ausência de poluentes no ar desempenha um papel significativo na prevenção e atenuação de problemas de saúde, particularmente os relacionados com o sistema respiratório.(5) De acordo com a Organização Mundial de Saúde (OMS), o acesso a ar puro é fundamental para um ambiente saudável e influencia diretamente o bem-estar geral.(6)

Fonte: Activesustainability.com (2019)

Poluição do ar exterior

A poluição do ar afecta principalmente o sistema respiratório, conduzindo a várias doenças, especialmente quando as partículas são inferiores a 2,5 micrómetros (PM2,5), presentes, por exemplo, no smog. Estas partículas entram nos pulmões e provocam inflamações que agravam doenças como a asma, a bronquite crónica e o enfisema.(7-8)  

A exposição a longo prazo a alguns poluentes atmosféricos, como o benzeno e os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, também tem sido associada a taxas mais elevadas de cancro do pulmão. Os dados epidemiológicos sobre a poluição do ar exterior e o risco de outros tipos de cancro, como o cancro da mama, são mais limitados.(9)

O ar puro reduz significativamente o risco de doenças respiratórias crónicas. A exposição a longo prazo a um ar mais limpo reduz substancialmente a incidência de doença pulmonar obstrutiva crónica (DPOC) e bronquite.(10-11) A ausência de partículas e produtos químicos nocivos no ar permite que os pulmões funcionem sem o esforço de filtrar os poluentes, reduzindo assim a inflamação e o desgaste dos tecidos respiratórios.

Numerosos estudos associaram a melhoria da qualidade do ar a uma diminuição das taxas de asma e de alergias.(12-13) O ar limpo não contém alergénios como o pólen, os esporos de bolor e os poluentes que desencadeiam ataques de asma e reacções alérgicas, reduzindo a frequência e a gravidade destas condições.(14)

O ar puro tem amplos benefícios para a saúde a longo prazo, incluindo a redução das doenças cardíacas, do cancro do pulmão e do risco de acidente vascular cerebral. Com base em investigação abrangente em todo o mundo, a melhoria da qualidade do ar contribui para uma maior esperança de vida devido à diminuição da carga de doença nos sistemas vitais do corpo.(15) Estima-se que o aumento da mortalidade provocado por toda a poluição do ar ambiente seja de 8,8 (7,11-10,41) milhões/ano a nível mundial, com uma perda de esperança de vida de 2,9 (2,3-3,5) anos e, surpreendentemente, superior à do tabagismo.(16) 

Os benefícios psicológicos de respirar ar puro são geralmente negligenciados. Os resultados da investigação em psicologia ambiental provam que o ar puro pode reduzir os níveis de stress, aliviar a ansiedade e reduzir os sintomas de depressão. A avaliação do bem-estar das pessoas que vivem nas zonas com melhor qualidade do ar foi uma melhor saúde mental e uma maior satisfação com a vida.(17-18)

A investigação também demonstrou uma correlação direta entre a qualidade do ar e as capacidades cognitivas. A exposição a uma maior qualidade do ar melhora a função cognitiva, melhora a retenção da memória e aumenta a concentração. Vários poluentes podem afetar a função cerebral, ao passo que um ar mais limpo pode melhorar os resultados cognitivos.(19) Com base em estudos epidemiológicos, a exposição à poluição atmosférica está também associada à demência.(20)

Poluição do ar em recintos fechados

A poluição do ar em recintos fechados é um problema tão grave como a poluição do ar exterior. A nível mundial, mais de quatro milhões de mortes são atribuídas à poluição do ar em recintos fechados. São inúmeros os factores que influenciam a exposição individual aos poluentes atmosféricos domésticos. Estes incluem elementos domésticos, combustão de combustíveis sólidos, práticas de cozinha, alergénios de pragas domésticas, humidade e bolores de interior.(21-22) A elevada poluição do ar em recintos fechados é influenciada pelas caraterísticas do agregado familiar, pelas actividades dos ocupantes e por factores como o consumo de cigarros, os aparelhos a gás e os produtos domésticos, estando as taxas de renovação do ar negativamente associadas.(23) 

Toxicidade dos bolores parece ser uma questão e um problema crescente em muitos agregados familiares, habitações sociais e estruturas públicas.(24-26) A exposição ao bolor pode causar várias doenças humanas, incluindo asma, rinite alérgica e pneumonite de hipersensibilidade, através de mecanismos fisiológicos bem definidos.(27)

Compostos orgânicos voláteis (COVs) são substâncias químicas à base de carbono que se evaporam rapidamente à temperatura ambiente. Encontram-se habitualmente em artigos do quotidiano, como tintas, produtos de limpeza e combustíveis, bem como em madeira e painéis à base de madeira.(28-29)  

Os COV entram no corpo por inalação, contacto com a pele ou ingestão, causando danos celulares e perturbações fisiológicas. Os COVs apresentam riscos para a saúde que variam consoante o tipo e o nível de exposição. Os efeitos a curto prazo incluem irritação dos olhos, nariz e garganta, dores de cabeça e tonturas.(30) A exposição a longo prazo pode levar a problemas mais graves, como cancro, danos no fígado e nos rins e perturbações do sistema nervoso central.(31-32) A exposição a COV pode também contribuir para o aparecimento e progressão de doenças auto-imunes, promovendo a inflamação crónica e o colapso imunitário.(33) 

Materiais de construção	Produtos para casa e cuidados pessoais	Actividades
Tintas, vernizes, calafetagens, adesivos	Ambientadores, produtos de limpeza	Fumo
Alcatifas, pavimentos de vinil	Cosméticos	Limpeza a seco, fotocopiadoras
Produtos de madeira composta	Óleo combustível, gasolina	Cozinha, passatempos
Estofos e espuma		Queimar madeira

Tabela: Fontes de COVs

• Os COV são encontrados em níveis mais elevados no ar interior (10 a 100 μg/m3) do que no ar exterior
• Para além de carcinogénicos, os COV são potentes tóxicos para o sistema nervoso central.
• Os COV são metabolizados rapidamente e produzem vários metabolitos tóxicos excretados na urina
• Até 38 metabolitos de COV podem ser medidos na urina em concentrações de centenas a milhares de ng/mL
• Os metabolitos urinários dos COV são biomarcadores valiosos para associar os efeitos destes químicos na saúde

Fonte: Li, A. & Pal, V. & Kannan, K. (2021). Uma revisão da ocorrência ambiental, toxicidade, biotransformação e biomonitorização de compostos orgânicos voláteis. Química Ambiental e Ecotoxicologia 3: 91–116.

Compostos orgânicos voláteistambém têm sido associados a um possível aumento do risco de asma e alergias.(34) Os locais de trabalho com elevadas concentrações de COV, como oficinas de pintura automóvel, lavandarias, restaurantes e centros de fotocópias, apresentam riscos significativos para a saúde, com riscos de cancro até 310 vezes superiores aos limites aceitáveis.(35) Entre os COV, o tricloroetileno e o cloreto de vinilo são os compostos mais tóxicos e cancerígenos.(36) 

A utilização de produtos com baixo teor de COV e a melhoria da ventilação são cruciais para minimizar a exposição e proteger contra efeitos adversos para a saúde.

Tecnologias para filtragem e purificação do ar

A remoção efectiva de químicos no ambiente interior é fundamental para a saúde humana. O desenvolvimento de novas tecnologias de filtragem do ar trouxe várias formas de reduzir a poluição do ar. Os filtros HEPA são muito eficazes na captura de poluentes transportados pelo ar. Os filtros de carvão ativo têm uma elevada capacidade de absorção de gases e odores, enquanto a luz UV é eficaz na neutralização de contaminantes microbianos. Os ionizadores baseiam-se na atração e neutralização de poluentes por iões eletricamente carregados. Individualmente, estas tecnologias têm mecanismos únicos que melhoram consideravelmente a qualidade do ar interior.(37-39)

Imagem: Poluentes do ar interior e tecnologias de limpeza do ar.

Fonte: Mata, T. et al. (2022). Qualidade do ar interior: uma revisão das tecnologias de limpeza. Ambientes 9 (9): 118.

Leia abaixo descrições mais pormenorizadas das diferentes tecnologias de purificação e filtragem do ar:

Imagem: Uma visão artística e visionária de um futuro purificador de ar.

Filtros de ar com partículas de alta eficiência (HEPA)

Os filtros HEPA funcionam com base em mecanismos de interceção, impactação e difusão. Foram concebidos para reter partículas tão pequenas como 0,3 microns com uma eficiência de 99,97%.(40) As fibras do filtro estão dispostas numa rede complexa que retém as partículas através de processos físicos à medida que o ar passa pelo filtro.(41) Os filtros HEPA são amplamente utilizados em purificadores de ar domésticos. São altamente eficazes na captura de partículas transportadas pelo ar, incluindo pó, pólen e pêlos de animais - por isso, os filtros HEPA são frequentemente recomendados para pessoas com alergias ou asma.

Filtros de carvão ativado (ACF)

Estes filtros utilizam uma forma de carbono processado para ter poros minúsculos e de baixo volume que aumentam a área de superfície para adsorção ou reacções químicas. Os ACF são particularmente eficazes na remoção de compostos orgânicos voláteis (COV), odores e gases do ar através da adsorção, em que os poluentes aderem à superfície das partículas de carbono. São especialmente eficazes na redução dos odores domésticos, do fumo e dos vapores químicos.(42-43)

Purificadores de luz ultravioleta (UV)

Os purificadores UV utilizam luz ultravioleta de comprimento de onda curto (luz UV-C) para matar ou inativar os microrganismos, destruindo os ácidos nucleicos e perturbando o seu ADN, impedindo-os de desempenhar funções celulares vitais. Os purificadores UV inactivam os agentes patogénicos e os microrganismos transportados pelo ar, como as bactérias e os vírus. Esta tecnologia é frequentemente combinada com outros métodos de filtragem para garantir uma purificação abrangente do ar.(44)

Ionizadores (purificadores de ar iónicos)

Os ionizadores emitem iões carregados (negativos) no ar que se ligam a partículas e micróbios. As partículas carregadas são então atraídas para superfícies com cargas opostas (como paredes ou pavimentos) ou umas para as outras, formando partículas maiores que os filtros podem apanhar mais facilmente. As provas científicas mais recentes demonstram que os iões negativos do ar, incluindo o PM ultrafino, podem remover eficazmente as partículas (PM). As últimas inovações na tecnologia de ionização têm-se concentrado na redução das emissões de ozono para níveis seguros (o ozono é um subproduto do processo de ionização).(45-46)

Oxidação fotocatalítica (PCO)

A tecnologia PCO combina a luz UV com um fotocatalisador, normalmente dióxido de titânio, para produzir radicais hidroxilo. Estes radicais altamente reactivos oxidam as bactérias, os vírus e os COV em substâncias inofensivas como a água e o dióxido de carbono. Alguns purificadores de ar avançados disponíveis para os consumidores incorporam a tecnologia PCO.(47)

Precipitadores electrostáticos

Estes dispositivos utilizam uma carga eléctrica para recolher as partículas do ar. O ar é aspirado através de uma secção de ionização onde as partículas recebem uma carga. As partículas carregadas são então atraídas para uma série de placas com uma carga oposta, removendo-as efetivamente do fluxo de ar. Os precipitadores electrostáticos são menos comuns do que os filtros HEPA, mas também estão disponíveis para uso doméstico.(48)

Alguns estudos encontraram efeitos adversos para a saúde quando se utilizam precipitadores electrostáticos, como a modificação da função cardiorrespiratória associada a iões de ar negativos - este facto pode ultrapassar os potenciais benefícios da redução das partículas. Os filtros electrónicos podem também gerar partículas carregadas perigosas ou outros poluentes.(49-50)

Purificadores de ar inteligentes

Os purificadores de ar inteligentes utilizam a tecnologia IoT (Internet of Things) e podem ser controlados remotamente. As definições podem ser ajustadas com base nas leituras da qualidade do ar em tempo real. Muitas vezes, incluem sensores e algoritmos avançados para otimizar a eficiência da purificação e a utilização de energia. Com o aumento da tecnologia de casa inteligente, os purificadores de ar inteligentes tornaram-se populares.(51) 

Geradores de ozono

O ozono é um oxidante poderoso e, como tal, uma substância perigosa para os seres humanos. Embora os geradores de ozono sejam controversos devido aos potenciais riscos para a saúde, produzem intencionalmente ozono para eliminar bactérias, vírus e odores. Devido aos potenciais riscos respiratórios do ozono, são geralmente recomendados para utilização em espaços desocupados e não se destinam ao consumo.(52)

Conclusão

A importância crítica da qualidade do ar para a saúde humana não pode ser exagerada, e o papel dos sistemas de filtragem do ar na sua melhoria é igualmente significativo. Ao analisar as várias tecnologias de purificação do ar, torna-se evidente a eficácia de cada sistema e os seus benefícios únicos na melhoria dos ambientes interiores. A forte correlação entre ar puro e melhores resultados de saúde, incluindo o bem-estar respiratório e a qualidade de vida em geral, realça a urgência de abordar as questões da qualidade do ar. Como os desafios ambientais persistem, a adoção de métodos eficazes de purificação do ar é uma conveniência e uma necessidade para manter a saúde e criar espaços de vida sustentáveis e saudáveis. 

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