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Ácidos ajudam contra vírus transmitidos pelo ar

Fonte

ETH Zurique | Instituto Federal de Tecnologia de Zurique

Data

segunda-feira, 2 janeiro 2023 06:15

Áreas

Arquitetura. Biologia. Engenharia Civil. Microbiologia. Qualidade do Ar. Química. Saúde. Sociedade.

Vírus como o SARS-CoV-2, vírus influenza e outros viajam de pessoa para pessoa essencialmente ‘pegando carona’ em aerossóis. São partículas finas dispersas contendo líquido suspenso no ar que uma pessoa infectada expele ao tossir, espirrar ou simplesmente expirar, e que podem ser inaladas por outra pessoa.

É por isso que é considerado importante ventilar os ambientes e filtrar o ar interno: isso reduz as concentrações de partículas de aerossol em residências, escritórios e veículos de transporte público e pode reduzir o risco de infecções.

Como as partículas suspensas se tornam ácidas?

Não está claro por quanto tempo os vírus permanecem infecciosos em aerossóis. Alguns estudos sugerem que a umidade e a temperatura do ar podem desempenhar um papel na persistência do vírus. Um fator até agora subestimado é a composição química dos aerossóis exalados, em particular sua acidez e suas interações com o ar interno. Muitos vírus, como o vírus influenza A, são sensíveis a ácidos; as partículas de aerossol exaladas podem absorver ácidos voláteis e outras substâncias transportadas pelo ar, entre elas ácido acético, ácido nítrico ou amônia, do ar interno, o que, por sua vez, afeta os níveis de acidez (pH) das partículas.

Nenhuma pesquisa havia sido realizada sobre o efeito da acidificação dos aerossóis após a expiração na carga viral que eles carregam. Agora, uma equipe de pesquisadores do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (ETH Zurique), da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL) e da Universidade de Zurique investigou exatamente isso.

Em um novo estudo, os pesquisadores mostraram, pela primeira vez, como o pH das partículas de aerossol muda nos segundos e horas após a expiração em diferentes condições ambientais. Além disso, eles mostraram como isso afeta os vírus contidos nas partículas. O estudo acaba de ser publicado na revista científica Environmental Science & Technology.

Pequenas partículas de aerossol exaladas tornam-se ácidas rapidamente

Segundo os pesquisadores, os aerossóis exalados acidificam muito rapidamente, mais rápido do que alguns poderiam esperar. A rapidez com que fazem isso depende da concentração de moléculas de ácido no ar ambiente e do tamanho das partículas do aerossol. A equipe examinou pequenas gotículas – com alguns micrômetros de diâmetro – de muco nasal e de fluido pulmonar sintetizado especificamente para o estudo. No ar interno típico, essas gotículas levaram apenas cerca de 100 segundos para atingir um pH de 4, que é aproximadamente equivalente à acidez de um suco de laranja.

O valor do pH é uma medida de acidez: uma solução neutra tem um pH de 7; o pH das soluções ácidas é inferior a 7; o das soluções básicas é maior que 7.

Os pesquisadores afirmaram que a acidificação dos aerossóis se deve em grande parte ao ácido nítrico que entra do ar externo. Ele entra em espaços internos através de janelas abertas ou quando os sistemas de ventilação extraem o ar de fora. O ácido nítrico é formado pela transformação química de óxidos de nitrogênio (NOx), que são liberados no meio ambiente principalmente como produto de processos de combustão junto com os gases de escape de motores a diesel e fornos domésticos. Assim, há um abastecimento permanente de óxidos de nitrogênio e, portanto, de ácido nítrico nas cidades e áreas metropolitanas.

O ácido nítrico adere rapidamente a superfícies, móveis, roupas e pele – mas também é absorvido pelas minúsculas partículas de aerossol exaladas. Isso aumenta a acidez e diminui o pH.

O pH do aerossol é a chave para a inativação do vírus

A equipe de pesquisa mostrou ainda que o ambiente ácido pode ter um impacto decisivo na rapidez com que os vírus presos nas partículas de muco exaladas são inativadas. Verificou-se que dois tipos de vírus têm diferentes sensibilidades a ácidos: o SARS-CoV-2 é tão resistente a ácidos que, a princípio, os especialistas não acreditaram em suas medições. Foi necessário um pH abaixo de 2, ou seja, condições muito ácidas, como as de um suco de limão não diluído, para inativar o coronavírus. Tais condições não podem ser alcançadas no ar interno típico.

Os vírus influenza A, por outro lado, são inativados após apenas um minuto em condições ácidas de pH 4. As partículas de muco exaladas recentemente atingem esse nível em menos de dois minutos em ambientes internos típicos. Adicionando o tempo necessário para acidificar o aerossol ao tempo necessário para inativar os vírus da gripe em pH 4 ou inferior, rapidamente fica claro que 99% dos vírus influenza A serão inativados no aerossol após aproximadamente três minutos. Esse curto intervalo de tempo surpreendeu os pesquisadores.

O SARS-CoV-2 tem uma história diferente: como o pH do aerossol quase nunca cai abaixo de 3,5 em espaços internos típicos, leva dias para que 99% dos coronavírus sejam inativados.

O estudo mostrou que em salas bem ventiladas, a inativação do vírus influenza A em aerossóis funciona de forma eficiente, e a ameaça de SARS-CoV-2 também pode ser reduzida. Em salas mal ventiladas, no entanto, o risco de os aerossóis conterem vírus ativos é 100 vezes maior do que em salas com forte suprimento de ar fresco.

Filtração remove os ácidos do ar

Mesmo sistemas de ar condicionado normais com filtros de ar podem levar a uma redução de ácidos voláteis. “A remoção ácida é provavelmente ainda mais pronunciada em museus, bibliotecas ou hospitais com filtros de carvão ativado. Nesses prédios públicos, o risco relativo de transmissão da gripe pode aumentar significativamente em comparação com prédios abastecidos com ar externo não filtrado”, escreveu a equipe no artigo.

Um longo caminho para um clima interno mais saudável

No entanto, os pesquisadores também estão cientes de que tal medida será altamente controversa, pois não está claro quais consequências tais níveis de ácido podem ter. Museus ou bibliotecas filtram muito bem o ar para evitar danos a obras de arte e livros. Os engenheiros civis também ficariam insatisfeitos, pois a adição de ácidos pode danificar materiais. Os pesquisadores envolvidos no estudo concordam, portanto, que estudos de longo prazo são necessários para avaliar os riscos para pessoas e estruturas.

Portanto, o uso de ácidos voláteis para inativar vírus de forma eficiente em partículas de aerossol pode não ser facilmente estabelecido como uma medida de controle de vírus, enquanto a remoção de amônia – um composto prontamente emitido por pessoas e que estabiliza vírus à medida que eleva o pH – não deve ser polêmica.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (em inglês).

Fonte: Peter Rüegg, ETH Zurique. Imagem: Drazen Zigic via Freepik.