Conferência Ambiente e Saúde: investigação e
desenvolvimento para o futuro ”
Fundação Calouste Gulbenkian, 7 de Abril de 2009
SAÚDE AMBIENTAL EM AMBIENTE ESCOLAR
- QUALIDADE DO AR INTERIOR 2004-2006
Gabriela Ventura Silva
Laboratório da Qualidade do Ar Interior
IDMEC-FEUP
O Projecto
Com o apoio da Fundação Calouste Gulbenkian - Serviço de Saúde e Desenvolvimento
Humano, no âmbito do programa de Apoio a Projectos de Saúde Pública
Coordenação
Eduardo de Oliveira Fernandes,
Professor Catedrático, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
Coordenação Científica
Henrique Barros,
Professor Catedrático, Faculdade de Medicina da Universidade do Porto
Direcção Técnica:
Gabriela Ventura Alves da Silva (IDMEC-FEUP)
Técnicos Responsáveis:
Anabela Outeiro Martins (IDMEC-FEUP)
Joaquim Guedes (FCUP)
Maria João Samúdio (IDMEC-FEUP)
Sílvia Fraga (FMUP)
Colaboração: Edifícios Saudáveis Consultores
Índice
• Os Objectivos do Projecto
• Os Métodos, as Estratégias e os Meios
• Os Resultados
• As Conclusões
• Futuras Linhas de Investigação
Os Objectivos do Projecto
O principal objectivo do presente projecto foi caracterizar a
qualidade do ar interior de salas de aula de escolas na cidade do
Porto e procurar relacionar os resultados do estudo Epiteen com a
qualidade do ar interior, alargando este estudo a mais alunos.
Epiteen (Epidemiological Health Investigation of Teenagers in Porto)
Neste estudo uma coorte de adolescentes, alunos de escolas EB2,3 da
cidade do Porto, foi acompanhada com vista a estudar determinantes
sociais e biológicos de risco cardiovascular e, também, a avaliar os
sintomas e factores associados à doença respiratória.
Os Métodos, as Estratégias e os Meios
Estudo EPIDEMIOLÓGICO
O projecto ‘Epiteen – A COORTE DE 1990’ (FMUP) visava constituir uma
coorte de adolescentes:
- alunos nascidos num mesmo ano (1990), inscritos numa área geográfica
bem definida e durante um período de tempo específico;
- recolha de informação prospectiva e padronizada sobre o período
perinatal e múltiplas variáveis comportamentais, nomeadamente, ingestão
alimentar, prática de exercício físico, hábitos tabágicos dos adolescentes e
exposição a fumo passivo;
- avaliação das influências intergeracionais recorrendo à colheita de dados
sobre os progenitores para conhecer a história familiar de doença; e a
- realização de medições antropométricas, espirometria para avaliação de
função respiratória e colheita de uma amostra de sangue venoso.
Os Métodos, as Estratégias e os Meios
Estudo EPIDEMIOLÓGICO
Os inquéritos e avaliações referentes à primeira observação foram efectuados no
período de Outubro de 2003 a Junho de 2004.
As informações foram recolhidas através de um questionário do estudo International
Study of Asthma and Allergies in Childhood (ISAAC).
Pela diferença temporal entre a primeira avaliação da coorte Epiteen e a avaliação da
qualidade do ar interior, optou-se por reavaliar a prevalência de doença respiratória e
alérgica e os sintomas associados nos participantes da coorte Epiteen, e
adicionalmente a três turmas de cada um dos 7º, 8º e 9º ano de escolaridade das
escolas onde se procedeu à avaliação do ar interior. Em cada escola, os
questionários foram distribuídos a 9 turmas e obteve-se resposta de 1607
adolescentes.
Os exames físicos e as avaliações complementares (função respiratória, massa
óssea, etc.) foram realizados nas escolas, em dia previamente agendado.
A um número mais reduzido de adolescentes foram realizados testes cutâneos de
hipersensibilidade imediata, estes exames decorreram no Departamento de Higiene e
Epidemiologia da Faculdade de Medicina da Universidade do Porto.
Os Métodos, as Estratégias e os Meios
Estudo da QUALIDADE DO AR INTERIOR
1ª Fase: decorreu entre Fevereiro e Junho de 2005
estudo exaustivo numa escola dos vários parâmetros que afectam a QAI:
condições térmicas (temperatura e humidade relativa)
taxa de renovação do ar interior
partículas em suspensão (PM10)
dióxido de carbono
monóxido de carbono
compostos orgânicos voláteis
formaldeído
micro-organismos no ar: fungos e bactérias
alergenos no pó
todos os parâmetros relevantes foram também medidos no exterior
foi escolhida a escola Francisco Torrinha por dois motivos:
- o elevado número de alunos que participaram no projecto Epiteen
- o facto dos alunos terem a maioria das aulas nas mesmas salas
foram estudadas três salas correspondendo às três turmas do 9º ano com mais alunos
previamente estudados
Os Métodos, as Estratégias e os Meios
Estudo da QUALIDADE DO AR INTERIOR
2ª Fase: decorreu entre Outubro de 2005 e Janeiro de 2006
o estudo foi alargado a nove escolas
em cada escola foram auditadas duas salas
foram medidos apenas os parâmetros considerados críticos na 1ª fase:
condições térmicas (temperatura e humidade relativa),
dióxido de carbono,
compostos orgânicos voláteis.
todos os parâmetros relevantes foram também medidos no exterior
Os Métodos, as Estratégias e os Meios
Valores limite de exposição
Parâmetro
Valores limite de exposição
Referências
12,5 mg/m3
RSECE, 2006
1800 mg/m3 (1000 ppm)
RSECE, 2006
Poluentes químicos
CO (monóxido de carbono)
CO2 (dióxido de carbono)
Benzeno
0,005 mg/m3
Proposta de Directiva
Cinterior < Cexterior
Europeia, 2000
0,1 mg/m3
RSECE, 2006
0,600 mg/m3
RSECE, 2006
Alcanos
0,100 mg/m3
Seifert, 1990
Hidrocarbonetos aromáticos
0,050 mg/m3
Seifert, 1990
Terpenos
0,030 mg/m3
Seifert, 1990
Hidrocarbonetos halogenados
0,030 mg/m3
Seifert, 1990
Ésteres
0,020 mg/m3
Seifert, 1990
Aldeídos
0,020 mg/m3
Seifert, 1990
Outros
0,050 mg/m3
Seifert, 1990
0,150 mg/m3
RSECE, 2006
30 m3/h.pessoa
RSECE, 2006
Formaldeído
COVsT
Partículas em suspensão
Inaláveis (PM10)
Ventilação
Conforto térmico
Os Métodos, as Estratégias e os Meios
Valores limite de exposição
Parâmetro
Valores limite de exposição
Referências
Conforto térmico
Temperatura
Humidade Relativa
Variável
30 – 70 %
ASHRAE, 55-2004
CEN ISO 7730, 1995
Microbiológicos
Fungos
500 (UFC/m3)
RSECE, 2006
Bactérias
500 (UFC/m3)
RSECE, 2006
Alergenos
Platts-Mills, 1989
Der p I
2 (μg/g pó)
Der f I
2 (μg/g pó)
Der II
2 (μg/g pó)
Feld I
2 (μg/g pó)
Relativamente ao conforto térmico seguiu-se a norma 55-2004 da ASHRAE (Thermal
Environmental Conditions for Human Occupancy) para espaços sem ar condicionado,
considerando limites de aceitabilidade de 80%.
Os Métodos, as Estratégias e os Meios
Valores limite de exposição
Esta norma relaciona directamente a resposta térmica destes espaços com a
temperatura do exterior no mês em questão e tem em conta também as mudanças
no vestuário usado, que acompanha as estações do ano (conceito de ‘conforto
adaptativo’).
Os limites de conforto são calculados para cada mês, segundo o gráfico
representado na Figura:
Temperatura interior (ºC)
34
32
30
28
26
24
22
20
Limites de aceitabilidade de 90%
18
Limites de aceitabilidade de 80%
16
14
5
10
15
20
25
Temperatura exterior média mensal (ºC)
30
35
Os Resultados – Fase 1
35
Inverno-2ªfeira
Inverno-5ªfeira
Primavera-2ªfeira
Primavera-5ªfeira
Verão-2ªfeira
Verão-5ªfeira
30
25
T (ºC)
20
15
10
5
0
Sala 19
Sala 21
Sala 22
Exterior
As temperaturas médias observadas em todas as salas de aula estavam fora do
intervalo aceite como conforto para espaços sem climatização e ventilação
mecânicas (ASHRAE, 2004), tanto no Inverno (época fria) com valores mínimos
registados de 13ºC, como no Verão (época quente) com valores máximos registados
de 30ºC. Os valores médios de humidade relativa estavam dentro da escala do
conforto de 30-70%, sendo os valores mais elevados observados no Inverno.
Os Resultados – Fase 1
16
Inverno-2ªfeira
Inverno-5ªfeira
Primavera-2ªfeira
Primavera-5ªfeira
Verão-2ªfeira
Verão-5ªfeira
14
taxa de ventilação (m 3/h.pessoa)
12
10
8
6
4
2
0
Sala 19
Sala 21
Sala 22
As taxas de renovação de ar observadas, com excepção da sala de aula 19, são
muito baixas (valor médio de 3 m3/(h.ocupante)), claramente abaixo do nível
recomendado de 30 m3/(h.ocupante) (RSECE, 2006).
Na sala de aula 19 a taxa de renovação de ar medida foi afectada positivamente por
um vidro quebrado na janela que enfrenta o corredor e pelo mau funcionamento do
sistema de abertura dos envidraçados (valor médio de 10 m3/(h.ocupante)).
Os Resultados – Fase 1
4000
Inverno-2ªfeira
Inverno-5ªfeira
Primavera-2ªfeira
Primavera-5ªfeira
Verão-2ªfeira
Verão-5ªfeira
3500
3000
C (CO 2) (ppm)
2500
2000
1500
1000
500
0
Sala 19
Sala 21
Sala 22
Exterior
Foram observadas concentrações particularmente elevadas de dióxido de carbono (CO2)
principalmente no Inverno (~2100 ppm). Os níveis médios de CO2 no interior de todas as salas de
aula no Inverno excederam o valor recomendado de 1000 ppm (RSECE, 2006). Durante a
Primavera os valores de concentração de CO2 rondaram os 1000 ppm e no Verão foram bastante
mais baixos.
A fraca ventilação associada a uma sala de aula ‘sobrelotada’ pode explicar os níveis elevados de
CO2 encontrados no Inverno. Na verdade, a ocupação máxima nas salas de aula recomendada
pela ASHRAE é de 50 pessoas/100 m2 enquanto nesta escola a ocupação média é de 66
pessoas/100 m2.
Os Resultados – Fase 1
600
Inverno-2ªfeira
Inverno-5ªfeira
Primavera-2ªfeira
Primavera-5ªfeira
Verão-2ªfeira
Verão-5ªfeira
500
C (COVsT) (mg/m3)
400
300
200
100
0
Sala 19
Sala 21
Sala 22
Exterior
As concentrações de COVs observadas estão abaixo do limite recomendado de 600
µg/m3 (RSECE, 2006) verificando-se que a sala de aula 22 apresentou valores
próximos, por ter sido pintada cinco meses antes da avaliação de Inverno.
Os Resultados – Fase 1
Relativamente ao nível de partículas em suspensão, em todas as salas de
aula avaliadas o nível de partículas observado foi mais elevado na
Primavera (valor médio de 154 µg/m3) e no Verão (valor médio de 128
µg/m3) do que no Inverno (valor médio de 88 µg/m3).
Os níveis na Primavera foram elevados em comparação com o nível
recomendado de 150 µg/m3 (RSECE, 2006).
O ar exterior parece ser uma fonte importante das partículas, dado que a
razão entre as PM10 no interior e no exterior foi inferior à unidade em todas
as estações (valor médio de 0,73, 0,79 e 0,81 para a Primavera, Verão e
Inverno, respectivamente).
Valores dos vários parâmetros medidos na estação moderada (9 e 12 de Maio):
Valores medidos
Interior
Parâmetro
Exterior
Sala 19
Sala 21
Sala 22
Dia 9
Dia 12
Dia 9
Dia 12
Dia 9
Dia 12
Dia 9
Dia 12
133
79
230
201
212
69
210
<1
Contaminação física
Partículas em suspensão (PM 10) mg/m3
Os Resultados – Fase 1
40
Inverno-2ªfeira
Inverno-5ªfeira
Primavera-2ªfeira
Primavera-5ªfeira
Verão-2ªfeira
Verão-5ªfeira
35
C (formaldeído) (mg/m3)
30
25
20
15
10
5
0
Sala 19
Sala 21
Sala 22
Exterior
As concentrações de formaldeído observadas foram sempre inferiores ao
nível recomendado de 100 µg/m3 (RSECE, 2006). Foi observado um
aumento da concentração de formaldeído com a temperatura, sendo os
níveis medidos no Verão (valor médio 27,6 µg/m3) bastante mais elevados
do que os observados no Inverno (valor médio 13,9 µg/m3).
Não foi detectado monóxido de carbono em nenhuma das salas.
Os Resultados – Fase 1
A presença de alergenos foi baixa, sempre inferior ao nível recomendado de
2 µg/g pó (Platts-Mills, 1989).
Apesar disso observou-se que o alergeno Fel d1 (‘alergeno do gato’) foi
dominante.
A sua presença foi mais elevada no Verão (valor médio de 0,23 µg/g pó) do
que no Inverno (valor médio de 0,12 µg/g pó).
2000
1800
Inverno-2ªfeira
Inverno-5ªfeira
Primavera-2ªfeira
Primavera-5ªfeira
Verão-2ªfeira
Verão-5ªfeira
1600
1400
bactérias (UFC/m3) 
Os níveis de bactérias observados
foram relativamente elevados
durante o período de Inverno e de
Verão
mas
isto
acontece
facilmente se dois ou três alunos
estiverem constipados.
1200
1000
800
600
400
Os níveis de fungos observados
foram sempre inferiores ao nível
recomendado de 500 CFU/m3.
200
0
Sala 19
Sala 21
Sala 22
Exterior
Os Resultados – Fase 2
26,0
Outubro
24,0
Novembro
Dezembro
22,0
Janeiro
T(ºC)
20,0
18,0
16,0
14,0
12,0
10,0
A
B
C
D
E
F
G
H
I
A temperatura média avaliada em duas das escolas estudadas (G e H) não
estava compreendida no intervalo de conforto calculado de acordo com a
norma ASHRAE 55-2004.
Os valores médios da humidade relativa estavam dentro da escala de
conforto de 30-70%, com excepção da escola B com 77% de HR.
Os Resultados – Fase 2
Dióxido de carbono
3500
sala x
sala y
C (CO2) (ppm)
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
A
B
C
D
E
F
G
H
I
Escola
Foram observadas elevadas concentrações de CO2 em todas as escolas com valores
médios que excedem o limite de 1000 ppm.
A fraca ventilação deve-se à baixa temperatura exterior que leva a manter as janelas
e portas fechadas. O que, associado com salas de aula ‘sobrelotadas’, justifica os
elevados níveis de CO2 registados. A ocupação máxima em salas de aula que a
ASHRAE recomenda é de 50 ocupantes/100m2. Nestas escolas foi observado um
valor médio de 59 ocupantes/100m2.
Os Resultados – Fase 2
Compostos Orgânicos Voláteis
sala x
2000
sala y
1800
exterior
C(COVsT) (mg/m3)
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
A
B
C
D
E
F
G
H
I
Escola
As concentrações de COVs no interior geralmente excederam os níveis no exterior.
O valor médio de COVsT medido no exterior (excluindo a escola C) foi de 112 µg/m3
com um mínimo de 54 µg/m3 e um máximo de 263 µg/m3.
O nível de COVsT medido no interior de 4 salas de aula excedeu o limite
recomendado de 600 µg/m3.
O interior das outras 14 salas de aula registou uma média aritmética de 226 µg/m3
com um mínimo de 66 µg/m3 e um máximo de 481 µg/m3.
Os Resultados – Fase 2
Compostos Orgânicos Voláteis
COVsT
294 66 96
COVsT
226 724 110
COVsT
646 224 408
COVsT
200 143 95
COVsT
86 72 62
COVsT
197 305 263
COVsT
481 1178 54
COVsT
1805 222 105
COVsT
224 197 110
Outros
100%
80%
Hidrocarbonetos
halogenados
Ésteres
60%
Terpenos
40%
Hidrocarbonetos
aromáticos
Éteres e glicóis
20%
Aldeídos e Cetonas
Escola A
Escola B
Escola C
Escola D
Escola E
Escola F
Escola G
Escola H
exterior
sala 28
sala 14
exterior
sala 8
sala 7
exterior
sala 22
sala 21
exterior
sala 3
sala 2
exterior
sala 1
sala 25
exterior
sala 9
sala 11
exterior
sala 13
sala 10
exterior
sala 17
sala 11
exterior
sala 26
sala 23
0%
Alcanos
Escola I
Os terpenos, glicóis e éteres foram detectados principalmente no interior, sendo
certamente as suas fontes exclusivamente do interior.
As classes químicas que contribuem mais para o total de COVs no interior variam de
escola para escola e mesmo entre salas de aula da mesma escola.
Os Resultados – Fase 2
Compostos Orgânicos Voláteis
COVsT
294 66 96
COVsT
226 724 110
COVsT
646 224 408
COVsT
200 143 95
COVsT
86 72 62
COVsT
197 305 263
COVsT
481 1178 54
COVsT
1805 222 105
COVsT
224 197 110
Outros
100%
80%
Hidrocarbonetos
halogenados
Ésteres
60%
Terpenos
40%
Hidrocarbonetos
aromáticos
Éteres e glicóis
20%
Aldeídos e Cetonas
Escola A
Escola B
Escola C
Escola D
Escola E
Escola F
Escola G
Escola H
exterior
sala 28
sala 14
exterior
sala 8
sala 7
exterior
sala 22
sala 21
exterior
sala 3
sala 2
exterior
sala 1
sala 25
exterior
sala 9
sala 11
exterior
sala 13
sala 10
exterior
sala 17
sala 11
exterior
sala 26
sala 23
0%
Alcanos
Escola I
Por ex., na escola G, uma sala de aula apresentou valores de COVsT na ordem de 1200
µg/m3, 49% correspondendo a hidrocarbonetos aromáticos e 26% a alcanos, enquanto que
a outra apresentou somente 500 µg/m3 de COVsT, sendo 42% de alcanos e 28% de
hidrocarbonetos aromáticos.
A fonte dessa contaminação pareceu ser uma sala anexa onde são usados muitos
solventes e cola em trabalhos manuais, e também no facto desta sala ter sido pintada
recentemente.
Conclusões do estudo QAI
 duas das salas de aula avaliadas estavam fora do intervalo de conforto
térmico calculado de acordo com a norma da ASHRAE (ASHRAE, 55-2004)
para espaços sem climatização e ventilação mecânicas.
 foram observadas concentrações elevadas de CO2 em todas as escolas.
Um conforto térmico deficiente favorece a falta de ventilação, pois,
principalmente, para impedir a entrada de ar frio mantêm-se janelas e
portas fechadas. O facto das salas de aula estarem normalmente
‘sobrelotadas’ vem também contribuir para os elevados níveis de CO2
registados.
 as concentrações de COVs no interior normalmente excederam os níveis
no exterior. O nível de COVsT medido no interior de 4 salas de aula
excedeu o nível recomendado de 600 µg/m3 proposto na Regulamentação
Portuguesa (RSECE, 2006).
 terpenos, éteres e glicóis foram detectados principalmente no interior,
sendo provavelmente emitidos por fontes internas.
Resultados do estudo Epidemiológico
Na tentativa de correlacionar as informações recolhidas associadas a sintomas e doença
respiratória e a avaliação da qualidade do ar interior, as escolas foram classificadas de acordo
com os valores de conforto térmico, CO2 e COVs.
Classificação
Escolas
Confortáveis
C, D, E, F e I
Húmidas
AeB
Quanto
grupos,
durante
Não foi
grupos.
às condições térmicas foram considerados dois
de acordo com as características que prevaleceram
mais tempo no período de funcionamento das salas.
possível incluir a escola G e H em nenhum destes
Quanto ao nível de CO2 as escolas foram classificadas em Boas (correspondem às ‘menos más’),
Intermédias, e Más.
Classificação
Escolas
‘Boas’
[CO2] ~1400 ppm
DeE
Intermédias
[CO2] ~1850 ppm
A, B, C e H
Más
[CO2] >2100 ppm
F, G e I
Quanto às concentrações de compostos orgânicos voláteis as escolas foram também
classificadas em Boas, Intermédias, e Más.
Classificação
Escolas
Boas
[COVs] <250 μg/m3 A, D, E, F e I
Intermédias
[COVs] ~450 μg/m3 B e C
Más
[COVs] >800 μg/m3 G e H
Resultados do estudo Epidemiológico
A descrição dos resultados é realizada por cada escola avaliada e as proporções
foram comparadas pelo teste de qui-quadrado.
Para a comparação de médias foi utilizada a análise de variância (ANOVA) ou seu
equivalente não paramétrico teste Kruskal Wallis.
A estimativa de risco relativo foi calculada através do cálculo de odds ratio e
respectivos intervalos de confiança a 95% usando a regressão logística não
condicional.
A análise estatística realizou-se com o programa EPI6 e o programa SPSS ®
(Statistical Package for the Social Sciences).
Resultados do estudo Epidemiológico
Nos doze meses que antecederam a avaliação, referiram ter tido asma
5,8% dos adolescentes, pieira 9,2%, crises de espirros 22,0% e alterações
na pele 6,6%.
Após ajuste para a escolaridade dos pais, valores de CO2 > 2100 ppm
associaram-se a pieira durante o exercício [OR=1,86 (IC95% 1,20 2,89)] e tosse nocturna [OR=1,40 (0,95 - 2,06)].
Observou-se um aumento da estimativa de risco de sintomas de pieira
nos últimos 12 meses, asma alguma vez na vida e nos últimos 12 meses e
tosse nocturna nas escolas com valores mais elevados de COVs,
embora a associação não seja estatisticamente significativa.
Embora no geral sem associações estatisticamente significativas, as
escolas com piores indicadores apresentaram maior prevalência de
sintomas respiratórios.
Recomendações
 um aumento da taxa de ventilação parece ser necessário.
 no caso da poluição do ar exterior, a ventilação mecânica poderá ser
necessária para permitir a utilização de filtros escolhidos de acordo com
cada caso em particular.
 as principais intervenções de manutenção como pinturas deverão ter
lugar após o termo das aulas, em Julho, a fim de evitar o impacto directo
das altas concentrações de COVs sobre os alunos e para tirar partido das
temperaturas mais elevadas no Verão e maior ventilação para aumentar a
emissão das substâncias poluentes com a consequente diminuição mais
rápida das emissões de COVs.
 a ventilação necessária durante e após a instalação deve ser também
um factor de vigilância.
 devem existir espaços especiais com extracção forçada para actividades
poluentes, como o uso de colas e solventes. A escolha destes produtos
para as aulas de trabalhos manuais deve ser feita com cuidado, sendo
escolhidos produtos de baixa emissão.
 devem ser usados materiais de construção de baixa emissão.
Disseminação do Projecto
Futuras linhas de investigação
Aumentar o número de Projectos Interdisciplinares
- evidências de uma má QAI na saúde
Projectos com diferentes Universidades de modo a alargar as áreas geográficas
Alargar este tipo de estudo a outras populações que não a escolar
Realização de acções de informação à comunidade em geral
Divulgar e sensibilizar para a problemática da QAI
Alertar para a necessidade de garantir uma boa QAI nos edifícios, quer aquando da
sua construção, quer durante o seu tempo de utilização
Contribuir para minimizar os riscos para a saúde, minimizar o consumo de energia e
garantir o conforto dos utilizadores dos espaços interiores, através da sua
formação e educação cívica
Incentivar e promover a adopção de boas práticas conducentes a comportamentos
activos (individuais e colectivos) e atitudes saudáveis por parte da comunidade
Construir uma cadeia de informação online que reforce o conhecimento existente
sobre as fontes/causas da poluição interior e as inter-relações daquelas com a
saúde
Alertar de forma sumária e adequada para o papel da regulamentação aplicável
sempre que se constrói, reabilita ou muda para uma nova casa ou uma nova
escola
Conferência Ambiente e Saúde: investigação e
desenvolvimento para o futuro ”
Fundação Calouste Gulbenkian, 7 de Abril de 2009
SAÚDE AMBIENTAL EM AMBIENTE ESCOLAR
- QUALIDADE DO AR INTERIOR 2004-2006
Obrigada pela atenção!