Química em quatro patas: como os cães mudam o nosso ambiente interior

E embora o impacto dos ocupantes humanos na qualidade do ar tenha sido objeto de investigação durante muito tempo, nunca ninguém analisou de perto o papel dos cães. No entanto, estes amigos de quatro patas há muito que fazem parte da vida quotidiana: mais de meio milhão vivem em lares suíços e 10,5 milhões na Alemanha.

Um estudo conduzido pela École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) vem agora colmatar esta lacuna de investigação. O Instituto Max Planck de Química desempenhou um papel fundamental, contribuindo com a sua experiência de longa data em química atmosférica para a colaboração internacional com a EPFL, o Instituto Finlandês de Saúde e Bem-Estar e a Universidade Técnica da Dinamarca.

Clareza quantitativa do laboratório HOBEL

No novo estudo, uma equipa de investigação do Human-Oriented Built Environment Lab (HOBEL) da EPFL investigou quais os gases, partículas e microrganismos que os cães libertam no seu ambiente. "Queríamos esclarecer cientificamente factores que ainda não eram totalmente compreendidos", afirma Dusan Licina, professor do HOBEL. Os resultados fornecem, pela primeira vez, "factores de emissão" quantitativos que podem ser utilizados para aperfeiçoar modelos de qualidade do ar interior. No futuro, os investigadores poderão simular de forma mais realista a forma como a coexistência de seres humanos e animais de estimação afecta o ar em espaços fechados. Este é um passo importante para compreender melhor as fontes de poluição do ar e tornar o ambiente mais saudável".

Amoníaco e gases respiratórios

Podem ser utilizados indicadores-chave para medir a poluição interior que afecta os seres humanos. Libertamos células da pele, fibras do vestuário e microrganismos para o ar; a nossa respiração gera CO₂; e a nossa pele liberta níveis baixos de gás amoníaco e compostos orgânicos voláteis. Também ocorrem reacções químicas complexas, como quando as moléculas de ar tocam a pele e são transformadas em novos compostos.

Os investigadores analisaram estes mesmos factores ao avaliarem o impacto dos cães no ar que respiramos. Sem surpresa, o estudo mostra que, em termos absolutos, os cães emitem tanto CO₂ quanto os humanos: um cão grande, como um mastim ou um Terra Nova, pode produzir tanto CO₂ quanto um humano adulto em repouso.

E o amoníaco, mais conhecido pelo seu cheiro amargo e pelos seus efeitos cáusticos, é, na verdade, um subproduto comum dos seres humanos e dos animais. Quer seja libertado através da pele ou exalado pela respiração, este gás serve como um indicador discreto da atividade biológica do organismo que o emite. É produzido em quantidades muito pequenas quando as proteínas são digeridas e está envolvido em reacções químicas quando entra em contacto com o ar. Também neste caso, os cães produzem quase tanto como os seus donos. Os investigadores descobriram que o rácio amoníaco/CO₂ é mais elevado nos cães do que nos humanos. "Por outras palavras, um cão que exale a mesma quantidade de CO₂ que um humano estará a produzir significativamente mais amoníaco. Esta diferença é provavelmente uma função da sua alimentação mais rica em proteínas, do seu metabolismo único e da sua respiração rápida, que é uma das formas de controlar a temperatura corporal", diz a engenheira ambiental Licina. Mas os cães passam mais tempo a dormir, com uma respiração mais lenta e por vezes irregular. Em última análise, ao longo de um dia, os cães respiram quase tanto como os humanos e emitem aproximadamente a mesma quantidade de amoníaco.

Pelo de cão, pó e partículas

Quando se trata de poluentes atmosféricos, os cães causam o seu maior impacto através das minúsculas partículas sólidas e líquidas que emitem para o ar. Qual é o dono de um cão que nunca se perguntou o que é que o seu animal de estimação apanhou no pelo enquanto passeava? Também neste caso, os resultados do estudo podem esclarecer-nos. Quando se sacodem, se coçam ou são simplesmente acariciados, os cães libertam quantidades consideráveis de partículas relativamente grandes: pó, pólen, resíduos vegetais e micróbios. Sempre que os cães do estudo se moviam, os sensores captavam "sopros" de poluição interior, sendo que os cães grandes libertam duas a quatro vezes mais microrganismos do que os humanos na mesma divisão. Muitas destas partículas são fluorescentes: quando expostas à luz ultravioleta, brilham ligeiramente, revelando a sua origem biológica. "Este elevado nível de diversidade microbiana não é necessariamente uma má notícia", diz Licina. "Alguns estudos indicam que a exposição a uma grande variedade de micróbios pode favorecer o desenvolvimento do sistema imunitário, nomeadamente nas crianças. Mas o impacto exato na saúde humana ainda é pouco conhecido e pode variar de pessoa para pessoa. Do ponto de vista científico, as medições também ajudam a quantificar a forma como os animais de estimação actuam como 'transportadores' móveis, transportando material biológico para dentro de casa e redistribuindo-o através das actividades diárias".

O efeito dos animais de estimação e do ozono

O estudo também lança luz sobre reacções químicas secundárias. Quando os investigadores introduziram pequenas quantidades de ozono (_O3) na câmara de teste, numa concentração que se encontra normalmente no ar exterior limpo, a composição do ar alterou-se visivelmente. Um espetrómetro de massa TOF altamente sensível do Instituto Max Planck de Química em Mainz registou continuamente reacções químicas minúsculas. O ozono não se mantém inalterado durante muito tempo depois de entrar em espaços interiores. Quando entra em contacto com a pele humana, reage rapidamente com o óleo cutâneo esqualeno e forma novos compostos químicos, incluindo aldeídos e cetonas, bem como partículas ultrafinas.

"Uma vez que a pele dos cães não tem poros, não está coberta de esqualeno e os cães arrefecem-se ofegando em vez de transpirar, pensámos inicialmente que os compostos orgânicos voláteis libertados seriam significativamente diferentes", explica o químico atmosférico Jonathan Williams do Instituto Max Planck de Química. Na realidade, porém, os cães apresentaram reacções ao ozono semelhantes às dos humanos. Uma das razões, segundo Williams: "Quando lhes fazemos festas, transferimos resíduos da pele para o pelo, que depois reagem com o ozono e, por sua vez, produzem subprodutos e partículas ultrafinas".

Apesar de todas as carícias, os cães envolvidos no estudo produziram uma média de 40% menos produtos de degradação do ozono do que os humanos. Esta é uma via de interação que tem sido largamente ignorada nos modelos de química do ar interior até à data. Ainda não é claro se os cães também actuam como "sumidouros de ozono", o que significa que podem decompor o ozono. Estudos futuros também terão como objetivo esclarecer até que ponto a raça, a dieta ou os hábitos de higiene desempenham um papel importante e se outros animais de estimação apresentam efeitos semelhantes.

Uma câmara ambiental e um companheiro humano

Para garantir a fiabilidade dos resultados, os investigadores realizaram as suas experiências numa câmara ambiental altamente controlada - uma instalação única na EPFL de Friburgo, na Suíça. A câmara, equipada com instrumentos de alta precisão, foi concebida para reproduzir um interior normal, eliminando as interferências externas. Uma vez que o ar era filtrado e a temperatura e a humidade se mantinham constantes, todas as alterações na qualidade do ar podiam ser atribuídas especificamente aos cães e não a factores ambientais.

"A parte mais difícil deste projeto foi obter todas as autorizações necessárias e cumprir as normas éticas", afirma Licina. Por exemplo, os animais tinham de estar familiarizados uns com os outros e acompanhados por alguém que conhecessem, de modo a reduzir o stress. No final, a população do estudo era constituída por dois conjuntos - 3 cães grandes num grupo e 4 cães pequenos (chihuahuas) noutro grupo.

Juntamente com os seus companheiros humanos, os cães alternaram entre períodos de repouso e períodos de interação - movimentando-se, jogando jogos suaves e sendo acariciados. Isto permitiu aos investigadores observar a forma como os animais afectam o ar circundante, quase em tempo real e em condições quase reais. A câmara ambiental funcionou como uma sala de estar normal para os cães e como um laboratório de alta precisão para os investigadores.