Freios de veículos produzem partículas carregadas que podem prejudicar a saúde pública, diz estudo
Condições de frenagem do dinamômetro e distribuições de tamanho de BWP durante experimentos com pastilhas de freio cerâmicas (esquerda) e semimetálicas (direita). As distribuições de tamanho de BWP foram coletadas de (A) um APS, medindo ao longo da faixa de diâmetro aerodinâmico (Dp
aéreo
) 500 a 22.000 nm e (B) de um SMPS, medindo na faixa de diâmetro de mobilidade elétrica (Dp
mobilidade
) 10 a 900nm. Variáveis de estado de frenagem (C) temperatura do rotor do freio e (D) torque de frenagem. Crédito:Anais da Academia Nacional de Ciências (2024). DOI:10.1073/pnas.2313897121 Os cientistas sabem relativamente pouco sobre as partículas libertadas no ar quando o condutor de um veículo trava, embora as evidências sugiram que essas partículas podem ser mais prejudiciais para a saúde do que as partículas que saem do tubo de escape.
Em um novo estudo publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences , Pesquisadores da Universidade da Califórnia, Irvine mostram como a maioria dessas partículas emitidas durante frenagens leves carregam uma carga elétrica – algo que poderia ser potencialmente explorado para ajudar a reduzir a poluição do ar causada pelos veículos.
"Descobrimos que até 80% das partículas de aerossol emitidas durante a frenagem são eletricamente carregadas, e que muitas delas são, na verdade, altamente carregadas", disse Adam Thomas, doutorando no laboratório de Jim Smith, professor de química, que liderou o estudo ao lado do pesquisador de pós-doutorado da UCI Paulus Bauer.
Para fazer o trabalho, a equipe usou um torno grande para girar um rotor e uma pinça de freio separados. Eles então mediram a carga elétrica dos aerossóis emitidos no ar e descobriram o valor de 80%.
“Fiquei muito surpreso”, disse Smith. “Também ficamos surpresos que isso não tenha sido realmente estudado, dada a forma como os carros são comuns nas sociedades humanas”.
A pesquisa faz parte de um esforço mais amplo da equipe da UCI para compreender os impactos na saúde pública das emissões não provenientes do escapamento em áreas afetadas pelo tráfego de automóveis, incluindo muitas áreas no sul da Califórnia.
“A toxicidade e os efeitos sobre a saúde das partículas de desgaste dos freios são em grande parte desconhecidos”, disse Manabu Shiraiwa, professor de química de aerossóis na UCI e um dos pesquisadores por trás do projeto universitário. “Resultados recentes do meu laboratório indicam que podem induzir estresse oxidativo, mas são necessárias mais pesquisas”.
O novo estudo revela um problema que pode crescer à medida que os carros elétricos se tornarem cada vez mais comuns nas próximas décadas. Os carros eléctricos, explicou Smith, não são verdadeiramente veículos com emissões zero, por isso os municípios precisam de pensar em estratégias para reduzir as emissões provenientes da utilização dos travões, bem como dos tubos de escape.
A equipe descobriu que a porcentagem de partículas carregadas emitidas dependia em grande parte da composição do material das pastilhas de freio. Como as partículas carregam uma carga elétrica, isso deve facilitar sua remoção do ar.
“Se forem carregados, podem ser facilmente removidos do ar antes que tenham a chance de causar algum impacto na saúde”, disse Smith. "Tudo o que você precisa fazer é coletá-los com um precipitador eletrostático - um dispositivo que expõe as partículas carregadas a um campo elétrico e as varre com eficiência."
O risco para a saúde pública representado pelas emissões dos travões não é suportado igualmente pela população – partes das cidades com rendimentos mais baixos tendem a ter mais tráfego intenso do que outras, o que cria uma questão de justiça ambiental em que certas classes socioeconómicas estão mais expostas às emissões dos travões do que outras .
De acordo com a professora Barbara Finlayson-Pitts, ilustre professora emérita de química e investigadora principal do projeto na UCI, as emissões provenientes da frenagem não estão bem caracterizadas, mas são potencialmente significativas em áreas de tráfego intenso. “Essas áreas estão frequentemente em comunidades mais pobres e destacam um aspecto importante da justiça ambiental que tem sido amplamente negligenciado”, disse Finlayson-Pitts.
A equipe da UCI está trabalhando com organizações comunitárias locais, como a Madison Park Neighborhood Association, em Santa Ana, que está ajudando a divulgar as descobertas científicas da UCI ao público.
