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 que excede os limites de poluição atmosférica recomendados. "A qualidade do ar mede a quantidade de material presente no ar, incluindo partículas e gases poluentes", disse 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 no clima e nas nuvens. "É importante entender a qualidade do ar porque ela afeta sua saúde e o quão bem você consegue viver sua vida e seguir seu dia", disse Pistone. Conversamos com Pistone para aprender 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?
Existem seis principais poluentes atmosféricos regulamentados pela Agência de Proteção Ambiental (EPA) nos Estados Unidos: material particulado (MP), óxidos de nitrogênio, ozônio, óxidos de enxofre, monóxido de carbono e chumbo. Esses poluentes provêm de fontes naturais, como o material particulado que sobe para a atmosfera a partir de incêndios e poeira do deserto, ou da atividade humana, como o ozônio gerado pela luz solar que reage às emissões veiculares.

Qual é 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. "Passamos a esperar água limpa porque entendemos que precisamos dela para viver e ser saudáveis, e devemos esperar o mesmo do nosso ar."

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 ao PM2,5 (partículas de 2,5 micrômetros ou menores) 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 da eutrofização. Esses processos matam plantas, esgotam os nutrientes do solo e prejudicam os animais.

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

“Normalmente, quando falamos sobre qualidade do ar, estamos dizendo que há coisas na atmosfera que sabemos que não são boas para os 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 “boa” qualidade do ar, que geralmente dependem de quais poluentes seus sistemas medem. No sistema da EPA, um valor de IQA de 50 ou menos é considerado bom, enquanto 51-100 é considerado moderado. Um valor de IQA entre 100 e 150 é considerado prejudicial à saúde para grupos sensíveis, e valores mais altos são prejudiciais à saúde para todos; um alerta de saúde é emitido quando o IQA atinge 200. Qualquer valor acima de 300 é considerado perigoso e frequentemente associado à poluição por partículas de incêndios florestais.

Produtos de Pesquisa e Dados de Qualidade do Ar da NASA
Sensores de qualidade do ar são um recurso valioso para capturar dados de qualidade do ar em nível local.
Em 2022, o Trace Gas Group (TGGR) do Centro de Pesquisa Ames da NASA implantou a Tecnologia de Sensores de Rede de Baixo Custo para Exploração da Poluição, ou INSTEP: uma nova rede de sensores de qualidade do ar de baixo custo que mede uma variedade de poluentes. Esses sensores estão capturando dados de qualidade do ar em certas 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 de Investigação Aérea e por Satélite da Qualidade do Ar Asiático (ASIA-AQ) de 2024 integrou dados de sensores de aeronaves, satélites e plataformas terrestres para avaliar a qualidade do ar em diversos países asiáticos. Os dados capturados por diversos instrumentos nesses voos, como o Sistema de Medição Meteorológica (MMS) do Ramo de Ciências Atmosféricas Ames da NASA, são usados para refinar modelos de qualidade do ar e prever e avaliar as condições de qualidade do ar.

Em toda a agência, a NASA possui uma gama de satélites de observação da Terra e outras tecnologias para capturar e reportar dados sobre a qualidade do ar. Em 2023, a NASA lançou a missão Emissões Troposféricas: Monitoramento da Poluição (TEMPO), que mede a qualidade do ar e a poluição na América do Norte. A ferramenta Land, Atmosphere Near-time Capability for Earth Observations (LANCE) da NASA fornece aos meteorologistas da qualidade do ar medições compiladas de uma infinidade de instrumentos da NASA, dentro de três horas após a observação.

Para garantir um ambiente com qualidade do ar saudável, podemos monitorar os dados de qualidade do ar em tempo real. A seguir, estão os sensores que podem medir diferentes parâmetros de qualidade do ar.