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O que você está respirando agora
Drew Gentner , professor associado de engenharia química e ambiental e estudos florestais e ambientais, está atualmente trabalhando nisso agora, com um estudo que analisa o interior de casas, locais de trabalho e veículos e as ruas de Baltimore,
Por William Weir - 11/02/2020



Talvez você esteja ciente da qualidade do ar fora de sua casa. Mas esse é um ponto de dados. Qual é o ar dentro de sua casa quando você acorda? Ou nas manhãs quando você queima sua torrada? Talvez você tenha pegado uma rua lateral a caminho do trabalho, em vez da estrada principal de sempre - como isso muda as coisas?

Estes são os microambientes que você encontra ao longo do dia. Obter um relato claro da qualidade de todos esses microambientes - de um cômodo para o outro - nos daria uma visão muito mais profunda do ar que cada um está respirando dia a dia, até de hora em hora.

Drew Gentner , professor associado de engenharia química e ambiental e estudos florestais e ambientais, está atualmente trabalhando nisso agora, com um estudo que analisa o interior de casas, locais de trabalho e veículos e as ruas de Baltimore, Maryland. Em colaboração com pesquisadores da Universidade Johns Hopkins, seu laboratório montou uma rede estacionária de monitoramento da qualidade do ar que medirá mais de 50 locais em toda a cidade e recrutou 100 pessoas para o estudo usarem monitores de ar portáteis, cada um por vários dias.

"Queremos fornecer às pessoas as ferramentas necessárias para tomar decisões informadas e melhores escolhas pessoais".

Drew gentner

" Em qualquer dia, uma pessoa está indo para locais diferentes - em sua casa, seu carro, seu escritório e lojas diferentes", disse Gentner. “Fora dos objetivos científicos de entender a heterogeneidade espacial temporal da exposição a poluentes do ar, queremos fornecer às pessoas as ferramentas necessárias para tomar decisões informadas e melhores escolhas pessoais. Essa é uma das coisas em que estamos interessados: como as escolhas pessoais das pessoas afetam a poluição do ar? ”

As cidades maiores costumam ter alguns sensores estacionários para coletar dados de qualidade do ar. O projeto de Gentner, no entanto, fornecerá algo muito mais completo do que as medições de ponto único que compõem muitos relatórios aéreos. É uma idéia que a tecnologia alcançou, já que o custo de fabricação de sensores diminuiu, à medida que se tornam mais precisos. O projeto faz parte do Centro de Soluções para Energia, Ar, Clima e Saúde (SEARCH), criado pela Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA) com uma concessão de cinco anos e US $ 10 milhões. Apenas um dos três centros financiados pela EPA, foi projetado para estudar as relações entre qualidade do ar, política energética, mudanças climáticas e saúde pública. Michelle Bell, Mary E. Pinchot Professora de Saúde Ambiental da Escola de Yale de Estudos Florestais e Ambientais e Engenharia Química e Ambiental, atua como diretora do centro de pesquisa multidisciplinar. Yale, Johns Hopkins University e outras instituições servem como parceiros.

Uma coisa que os pesquisadores estão particularmente interessados ​​em ver é como os dados coletados pelos sensores de ar vestíveis diferem dos dados estacionários colocados em toda a cidade. Duas pessoas poderiam morar no mesmo prédio e trabalhar no mesmo prédio, mas o ar que elas respiram poderia ser muito diferente, dependendo em parte de como elas começam a trabalhar, seja de carro, bicicleta ou a pé. Baltimore tem um programa que permite que os moradores compartilhem scooters pertencentes à cidade; O laboratório de Gentner espera que alguns voluntários do estudo participem dele - esse é mais um ponto de dados.

" Acho que as variações de pessoa para pessoa serão bastante fascinantes", disse Gentner, acrescentando que isso é especialmente verdadeiro para ambientes internos. “Nós fizemos todos os tipos de testes e regulamentações sobre poluição do ar ao ar livre por anos, e isso reduz a concentração de partículas no exterior. Uma coisa que está fora desses regulamentos é a qualidade do ar interno. Não importa o quão bem façamos as coisas do lado de fora, as concentrações em ambientes fechados podem ser maiores em ordens de magnitude. ”

Em média, as pessoas passam cerca de 80% do seu tempo em ambientes fechados, e tudo, desde o aerossol, desde alimentos cozidos até as emissões de um fogão, desempenha um papel na qualidade do ar. Coisas simples como saber quanto tempo o fogão está ligado ou abrir mais as janelas podem fazer uma grande diferença. Obter a ventilação certa para sua casa, ele disse, está entre as mudanças mais significativas que as pessoas podem fazer para melhorar a qualidade do ar interno.

Gentner começou a trabalhar nos sensores alguns anos atrás, quando seu laboratório e um grupo de estudantes de graduação desenvolveram os primeiros protótipos. Desenvolver uma nova tecnologia raramente é um processo rápido ou fácil. O estudo exige que os monitores desenvolvidos sejam sensíveis o suficiente para detectar gases como monóxido de carbono e dióxido de nitrogênio, além de poeira, fuligem e outros elementos microscópicos que compõem o material particulado da atmosfera. Especificamente, eles querem que eles sejam capazes de detectar matérias tão pequenas quanto 2,5 micrômetros de diâmetro - cerca de 30 vezes menor que o diâmetro do cabelo humano médio, e o tamanho que foi determinado para causar efeitos particularmente graves à saúde.

Além disso, eles também precisavam deixar os sensores portáteis confortáveis ​​o suficiente para os usuários usarem. Colby Buehler, um estudante de pós-graduação no laboratório de Gentner, trabalha no projeto da EPA desde que chegou a Yale há pouco mais de um ano. Ele observa que envolveu a construção de vários protótipos antes de chegar às soluções atuais. Uma empresa, por exemplo, parou de fabricar um sensor, então o laboratório teve que se ajustar às mudanças nos componentes disponíveis.

" Existem muitas soluções de problemas e testes porque o setor de sensores está se desenvolvendo tão rapidamente e o controle de qualidade precisa ser alto", disse Buehler, apontando vários sensores em um balcão no laboratório de Gentner, vários com notas gravadas para identificar monitores em vários estágios no processo de controle de qualidade.

Sensores de ar prontos para implantar. 

Os sensores portáteis são um pouco maiores que um telefone celular e estão conectados a uma bateria que pode ser armazenada em uma bolsa, bolsa ou mochila comum. O sistema montado no ombro é bastante leve, mas os sujeitos os usam por todas as suas horas de vigília quatro dias seguidos (enquanto dormem, os sensores ficam na sala com eles), portanto, eles precisam ser o mais fácil possível de usar.

" Ele passou por algumas mudanças no design", disse Buehler. “Examinamos outras tecnologias vestíveis como modelos e sabíamos que queríamos algo que não precisasse de sua própria mochila” - que tem sido uma reclamação sobre estudos anteriores de monitoramento de exposição pessoal que a equipe de Yale procurou superar.

Eles sabiam que deveria ser montado no ombro para aproximar os sensores da zona de respiração do usuário e dados precisos de sua exposição pessoal, mas projetar algo que se encaixasse confortavelmente levou algum projeto de engenharia cuidadoso. Eventualmente, eles adotaram um design de ajuste de forma com um sistema de acessórios personalizável, o que fez o truque. Houve também um feedback valioso dos primeiros testadores, então Buehler e a equipe reajustaram o design para criar um produto mais amigável.

Misti Zamora, bolsista de pós-doutorado na Johns Hopkins, está ocupada em encontrar lugares para os sensores estacionários e voluntários para os portáteis.

" Passamos muito tempo encontrando bons sites - alguns em bibliotecas, outros em casas de pessoas e outros em parques e coisas assim", disse Zamora, que trabalha no laboratório de Kirstin Koehler, professor associado da Johns Hopkins Bloomberg School. Saúde Pública. "Trabalhamos muito com as comunidades porque elas nos permitem hospedá-las em suas áreas - elas obviamente têm interesse na qualidade do ar em seus bairros".

Zamora observou que Baltimore é uma boa cidade para esse tipo de estudo. Possui uma população e geografia diversas e, como muitas cidades, tem sua parcela de questões relacionadas à qualidade do ar. Ela sempre se pergunta sobre a qualidade de seus próprios microambientes ao longo do dia.

" De onde eu trabalho, fica a três quartos de milha de distância, e penso no que isso significa para a minha exposição real, especialmente porque saio muito", disse ela. “Mas digamos que você não saia muito - você fica lá dentro e joga jogos de computador o dia todo. Quanto ar externo você está realmente respirando? Este estudo nos fornecerá muitas informações sobre exposições pessoais versus exposições regionais - ambas importantes por diferentes razões. E podemos olhar para eles e compará-los lado a lado. ”

Aparentemente, é uma questão que muitas pessoas se perguntam. As comunidades não apenas ajudaram a hospedar os sensores estacionários em sua vizinhança, mas os pesquisadores tiveram que recusar as pessoas que se voluntariam para usar os sensores pessoais devido a um excesso de inscrições.

" Fiquei meio surpreso com o quanto as pessoas estão empolgadas com isso, pensei que seria difícil encontrar pessoas para hospedar essas coisas para nós, mas agora temos mais do que precisamos", disse ela. "Às vezes, penso que apenas fazemos nossa ciência e as pessoas não estão tão empolgadas com isso quanto nós, mas realmente estão."

Os usuários da tecnologia são limitados aos alistados no estudo, mas pode se tornar mais amplamente disponível. O trabalho de Gentner nessa tecnologia de monitoramento da poluição do ar inclui uma parceria com a HKF Technology, uma empresa sediada em Delaware que desenvolve tecnologia para melhorar a qualidade do ar. Ken Hu, CEO da empresa, está trabalhando com Yale e Gentner na comercialização da tecnologia - potencialmente permitindo que os consumidores determinem a qualidade do ar de seus próprios microambientes.

Gentner disse que isso poderia capacitar as pessoas a se empenharem em melhorar o ar que respiram a cada dia.

" Não podemos regular todos os microambientes, e as agências não podem regular a exposição das pessoas à poluição do ar em suas casas além de certas diretrizes", afirmou. "Mas as pessoas podem tomar medidas para reduzir essa exposição fazendo melhores escolhas".

Este artigo foi desenvolvido sob o Contrato de Assistência No.RD835871 concedido pela Agência de Proteção Ambiental dos EUA à Universidade de Yale. Não foi formalmente revisado pela EPA. As opiniões expressas neste documento são exclusivamente do autor e não refletem necessariamente as da Agência. A EPA não endossa nenhum produto ou serviço comercial mencionado nesta publicação.