Aeroporto de Zurique: estudo revela partículas ultrafinas emitidas por aeronaves

Morar perto de um aeroporto acaba trazendo um risco de poluição diferente do ar urbano - não necessariamente pior em tudo, mas distinto em aspectos que importam para a saúde.

Um estudo recente que monitorou a qualidade do ar no entorno do Aeroporto de Zurique mostrou que as aeronaves geram partículas ultrafinas em níveis superiores a dez vezes o nível de fundo habitual.

Os cientistas observaram que cada avião que passa sobre a área provoca um pico abrupto dessas partículas, com uma parcela delas chegando rapidamente ao nível do solo.

O trabalho foi conduzido por Benjamin Brem e Sarah Tinorua, do Centro de Ciências de Energia e Meio Ambiente do Instituto Paul Scherrer (PSI).

Para isso, a equipa realizou medições nas proximidades do Aeroporto de Zurique no inverno de 2022 e no verão de 2024, instalando instrumentos a cerca de 1 quilômetro a sotavento da pista mais movimentada do aeroporto.

O que torna este estudo diferente

Em pesquisas anteriores sobre qualidade do ar perto de aeroportos, o procedimento mais comum era recolher amostras ao longo do dia e só depois analisá-las, chegando sobretudo a médias diárias.

Neste caso, a análise foi feita quase em tempo real - logo após a captura - com o uso de espectrômetros capazes de identificar tanto o tamanho quanto a composição química das partículas à medida que as condições variavam.

Com essa estratégia, foi possível acompanhar o que ocorria a cada sobrevoo, incorporando mudanças na direção do vento e nos padrões de aproximação.

Assim, as fontes puderam ser localizadas e associadas com muito mais precisão do que antes.

O que a análise revelou

Os motores das aeronaves, sobretudo nas fases de descolagem e aterragem, libertam partículas ultrafinas com menos de 100 nanômetros.

Essas partículas minúsculas combinam fuligem sólida com compostos voláteis de sulfato, formados durante a combustão do combustível nas turbinas e no arrefecimento subsequente do gás de escape.

Os investigadores registaram até 300,000 partículas ultrafinas por centímetro cúbico de ar.

Durante a noite, quando não havia operações de aeronaves, o nível de fundo no aeroporto ficou mais de dez vezes abaixo do observado nos períodos com voos.

Como isso se compara ao ar da cidade

Para referência, o ar típico em áreas urbanas costuma ter entre 5,000 e 40,000 partículas por centímetro cúbico - bem menos do que o medido junto à pista.

Isso não significa, porém, que o ar da cidade seja “mais limpo” em todos os sentidos. Em ambientes urbanos, há uma fração maior de partículas mais grossas - nas faixas abaixo de 2.5 e 10 micrômetros - provenientes do tráfego rodoviário, de sistemas de aquecimento e da indústria.

“Então, em termos de massa de partículas, a poluição por material particulado no aeroporto é menor do que na cidade”, disse Tinorua. “Mas o número de partículas no aeroporto é significativamente maior.”

Essa diferença é relevante porque o tamanho define até onde as partículas conseguem avançar no sistema respiratório.

Por serem menores, as partículas ultrafinas penetram mais profundamente nos ramos mais finos dos pulmões do que as partículas mais grossas.

Por isso, tornam-se uma preocupação específica para trabalhadores do aeroporto e para quem vive nas proximidades, mesmo quando a massa total de poluentes é inferior à de um centro urbano.

O papel do óleo lubrificante

Concentrações elevadas de partículas ultrafinas perto de aeroportos não eram uma surpresa - estudos anteriores em Amesterdão e Frankfurt já tinham mostrado esse padrão.

A novidade aqui é algo que ainda não tinha sido observado em tempo real: a presença de óleo lubrificante associado às partículas ultrafinas.

No Aeroporto de Frankfurt, o óleo lubrificante já havia sido encontrado em amostras recolhidas, mas apenas com base em médias diárias. Nesta investigação, o composto foi identificado em tempo real, imediatamente após a passagem de aeronaves individuais.

“Os potenciais efeitos na saúde de tais lubrificantes serem inalados profundamente nos pulmões ainda não foram totalmente investigados”, disse Tinorua.

Nem todos os modelos de aeronaves parecem gerar esse tipo de emissão - a ocorrência pode depender do desenho do motor ou do estado de manutenção -, mas a lógica de precaução para eliminá-las é evidente.

Ventos mais fortes, mais contagem de partículas

Sempre que uma aeronave passava sobre a estação de medição a cerca de 80 a 100 metros de altitude, os equipamentos registavam um pico acentuado na concentração de partículas ultrafinas.

A explicação é física: a corrente descendente formada atrás das asas empurra os gases de escape das turbinas para baixo, direcionando-os para níveis próximos ao solo.

Acima de cerca de 300 metros, esses picos deixam de aparecer, porque as partículas se dispersam rapidamente demais para serem detetadas ao nível do chão.

O vento também se mostrou decisivo. Os picos foram mais fortes durante as aterragens do que nas descolagens e, nas descolagens, só surgiram quando o vento transportava a nuvem de partículas da pista até a estação de medição.

Com ventos mais intensos, a contagem de partículas aumentou, já que ventos fracos favorecem a aglomeração em conjuntos maiores, que são registados de maneira diferente.

Diferenças em relação a outras fontes de poluição

Os motores de aeronaves são concebidos para operar em altitude, e não para funcionamento ao nível do solo.

Em grandes altitudes, a combustão do combustível nas turbinas de gás a altas temperaturas tende a ser relativamente completa. Por isso, os aviões geram sobretudo partículas ultrafinas, em vez da fuligem mais grossa típica de motores a diesel ou de certos processos industriais.

No solo, porém, durante descolagem e aterragem, a combustão é menos completa e, como resultado, forma-se mais material particulado.

O querosene também se destaca por ser um dos poucos combustíveis de transporte sem limites rigorosos para enxofre.

O teor de enxofre influencia a formação de poluentes voláteis; assim, combustíveis com muito enxofre levam a mais material particulado no total.

O que pode ser feito

O Escritório Federal de Aviação Civil da Suíça, que financiou o estudo, já está a discutir os resultados em grupos de trabalho internacionais. Várias medidas práticas estão em avaliação.

Uma medida inicial evidente é a substituição por querosene com baixo teor de enxofre, dada a ligação direta entre teor de enxofre e geração de partículas.

Outra alternativa é usar tratores elétricos para deslocar as aeronaves entre a via de táxi e a pista, em vez de manter os motores a baixa potência nessa etapa, reduzindo a quantidade de querosene queimado de forma incompleta no solo.

O Aeroporto de Zurique já proibiu o funcionamento das unidades auxiliares de potência (APU) após o desligamento dos motores na posição, exigindo que as aeronaves usem a energia fornecida pelo próprio aeroporto.

Mudanças no longo prazo

Pensando mais à frente, o combustível sustentável de aviação - SAF, ou querosene sintético - oferece uma melhoria mais expressiva.

O SAF não contém enxofre e traz menos precursores de fuligem, o que implica uma combustão mais limpa e menor produção total de material particulado.

Como produzi-lo com eficiência e em grande escala é uma questão em que pesquisadores do PSI estão a trabalhar ativamente.

Nada disso se concretiza de um dia para o outro, e parte depende de acordos internacionais, não apenas de políticas de um aeroporto isolado.

Ainda assim, as medições em Zurique deram à discussão um elemento essencial: dados precisos, em tempo quase real, sobre o que está a ser emitido, por quais aeronaves, em que condições e para onde isso se desloca.

A pesquisa foi publicada na revista científica Environmental Science & Technology.