O que é qualidade do ar?

Ar limpo é essencial para uma vida saudável, mas, de acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), quase 99% da população mundial respira ar com níveis de poluição que excedem os limites recomendados. “A qualidade do ar mede a quantidade de substâncias presentes no ar, incluindo partículas e poluentes gasosos”, explica Kristina Pistone, pesquisadora do Centro de Pesquisa Ames da NASA. A pesquisa de Pistone abrange as áreas atmosférica e climática, com foco no efeito das partículas atmosféricas sobre o clima e as nuvens. “É importante entender a qualidade do ar porque ela afeta a sua saúde e a qualidade da sua vida”, afirma Pistone. Conversamos com Pistone para saber mais sobre a qualidade do ar e como ela pode ter um impacto significativo na saúde humana e no meio ambiente.

O que compõe a qualidade do ar?
Nos Estados Unidos, a Agência de Proteção Ambiental (EPA) regulamenta seis principais poluentes atmosféricos: material particulado (MP), óxidos de nitrogênio, ozônio, óxidos de enxofre, monóxido de carbono e chumbo. Esses poluentes têm origem em fontes naturais, como o material particulado que se eleva na atmosfera devido a incêndios e poeira do deserto, ou em atividades humanas, como o ozônio gerado pela reação da luz solar com as emissões de veículos.

Qual a importância da qualidade do ar?
A qualidade do ar influencia a saúde e a qualidade de vida. "Assim como precisamos ingerir água, precisamos respirar ar", disse Pistone. "Esperamos ter água limpa porque entendemos que precisamos dela para viver e ser saudáveis, e devemos esperar o mesmo do ar que respiramos."

A má qualidade do ar tem sido associada a efeitos cardiovasculares e respiratórios em humanos. A exposição de curto prazo ao dióxido de nitrogênio (NO2), por exemplo, pode causar sintomas respiratórios como tosse e chiado no peito, e a exposição de longo prazo aumenta o risco de desenvolver doenças respiratórias como asma ou infecções respiratórias. A exposição ao ozônio pode agravar os pulmões e danificar as vias aéreas. A exposição a PM2,5 (partículas com 2,5 micrômetros ou menos) causa irritação pulmonar e tem sido associada a doenças cardíacas e pulmonares.

Além dos impactos na saúde humana, a má qualidade do ar pode prejudicar o meio ambiente, poluindo corpos d'água por meio da acidificação e eutrofização. Esses processos matam plantas, esgotam os nutrientes do solo e prejudicam os animais.

Medindo a Qualidade do Ar: o Índice de Qualidade do Ar (AQI)
A qualidade do ar é semelhante ao clima; pode mudar rapidamente, até mesmo em questão de horas. Para medir e divulgar a qualidade do ar, a EPA utiliza o Índice de Qualidade do Ar dos Estados Unidos (AQI). O AQI é calculado medindo-se cada um dos seis principais poluentes atmosféricos em uma escala de "Bom" a "Perigoso", resultando em um valor numérico combinado de 0 a 500.

“Normalmente, quando falamos de qualidade do ar, estamos dizendo que existem substâncias na atmosfera que sabemos que não são boas para os seres humanos respirarem o tempo todo”, disse Pistone. “Portanto, para ter uma boa qualidade do ar, é preciso estar abaixo de um certo limite de poluição.” Localidades ao redor do mundo usam diferentes limites para uma “boa” qualidade do ar, o que geralmente depende de quais poluentes seus sistemas medem. No sistema da EPA (Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos), um valor de AQI (Índice de Qualidade do Ar) de 50 ou menos é considerado bom, enquanto de 51 a 100 é considerado moderado. Um valor de AQI entre 100 e 150 é considerado prejudicial à saúde de grupos sensíveis, e valores mais altos são prejudiciais à saúde de todos; um alerta de saúde é emitido quando o AQI atinge 200. Qualquer valor acima de 300 é considerado perigoso e está frequentemente associado à poluição por partículas provenientes de incêndios florestais.

Produtos de pesquisa e dados sobre qualidade do ar da NASA
Os sensores de qualidade do ar são um recurso valioso para a coleta de dados sobre a qualidade do ar em nível local.
Em 2022, o Trace Gas Group (TGGR) do Centro de Pesquisa Ames da NASA implantou a Tecnologia de Rede de Sensores de Baixo Custo para Exploração da Poluição (INSTEP): uma nova rede de sensores de baixo custo para a qualidade do ar que mede diversos poluentes. Esses sensores estão coletando dados sobre a qualidade do ar em determinadas áreas da Califórnia, Colorado e Mongólia, e têm se mostrado vantajosos para o monitoramento da qualidade do ar durante a temporada de incêndios na Califórnia.

A missão ASIA-AQ (Investigação Aérea e por Satélite da Qualidade do Ar na Ásia), de 2024, integrou dados de sensores de aeronaves, satélites e plataformas terrestres para avaliar a qualidade do ar em diversos países da Ásia. Os dados coletados por múltiplos instrumentos nesses voos, como o Sistema de Medição Meteorológica (MMS) da Divisão de Ciências Atmosféricas do Centro de Pesquisa Ames da NASA, são usados ​​para aprimorar modelos de qualidade do ar, permitindo prever e avaliar as condições atmosféricas.

A NASA, em toda a sua extensão, possui uma variedade de satélites de observação da Terra e outras tecnologias para capturar e divulgar dados sobre a qualidade do ar. Em 2023, a NASA lançou a missão TEMPO (Tropospheric Emissions: Monitoring of Pollution), que mede a qualidade do ar e a poluição na América do Norte. A ferramenta LANCE (Land, Atmosphere Near real-time Capability for Earth Observations) da NASA fornece aos meteorologistas responsáveis ​​pela previsão da qualidade do ar medições compiladas a partir de diversos instrumentos da NASA, em até três horas após a observação.

Para garantir um ambiente com boa qualidade do ar, podemos monitorar os dados em tempo real. A seguir, apresentamos sensores capazes de medir diferentes parâmetros da qualidade do ar.