El olor a limpieza podría estar llenando tu hogar de nanopartículas invisibles

Un ambiente que desprende aromas a cítricos, pinos o flores suele asociarse con la limpieza. Sin embargo, esos olores pueden ocultar reacciones químicas que generan contaminación en el aire.

Un estudio liderado por Brandon Boor en la Universidad de Purdue reveló que los compuestos aromatizantes de limpiadores convencionales y productos a base de aceites esenciales pueden reaccionar rápidamente en interiores, formando nanopartículas. Si se inhalan, algunas de estas partículas extremadamente pequeñas pueden llegar a los pulmones.

Los investigadores indicaron que la exposición a estas partículas podría reducirse eligiendo productos sin fragancia, mejorando la ventilación mediante el uso de ventiladores de extracción o abriendo ventanas, y evitando dispositivos que generen ozono mientras se utilizan productos de limpieza aromatizados.

Los resultados del estudio fueron presentados en la reunión de otoño de la American Chemical Society (ACS) durante el simposio "Healthy Indoor Spaces: Bridging the Microbiome and Chemistry" en McCormick Place.

"Es importante señalar que la limpieza elimina virus y bacterias de las superficies, pero también puede generar contaminación del aire invisible. No hay polvo o humo visible en el aire, pero estas partículas se están formando." -- Brandon Boor

La limpieza puede crear nanopartículas invisibles

"Demostramos que las reacciones de ozono en interiores con fragancias de productos de limpieza producen nanopartículas que pueden llevar una dosis respiratoria comparable o mayor a la que se experimentaría al estar parado junto a una carretera concurrida", afirmó Boor, profesor asistente de Ingeniería Civil y de Construcción en la Universidad de Purdue, quien investiga la calidad del aire interior. "Las partículas son diferentes en términos de su composición, pero la dosis total puede ser más alta. No se ve humo, polvo o neblina en el aire. En cambio, se piensa que el aire huele bien, por lo que debe estar limpio."

Boor comenzó a investigar cómo los agentes de limpieza y desinfectantes químicos afectan los ambientes interiores durante la pandemia de COVID-19 junto a su colega Nusrat Jung, también profesor asistente de Ingeniería Civil y de Construcción en Purdue. Una característica que destacó rápidamente fue que muchos de los productos utilizados para limpiar y desinfectar espacios interiores contienen fragancias fuertes.

"Eso a menudo se hace para crear un paisaje olfativo agradable en el espacio interior", explicó Boor. "Pero el aire limpio no debería oler a frutas cítricas altamente concentradas. No debería realmente oler a nada."

Los científicos que estudian la atmósfera han sabido durante mucho tiempo que los compuestos liberados por las plantas pueden reaccionar con el ozono. Los terpenos, como el pineno de los pinos, pueden participar en reacciones que generan partículas diminutas en el aire. Con el tiempo, esas partículas pueden combinarse y crecer hasta volverse lo suficientemente grandes como para ayudar a formar nubes.

Esa química avanza relativamente lento en los bosques porque la cantidad de terpenos en el aire exterior es generalmente baja.

Los productos de limpieza liberan altos niveles de terpenos

En interiores, la situación puede ser muy diferente. Los limpiadores aromatizados liberan terpenos cuando los compuestos aromatizantes se evaporan de las gotas rociadas o de las superficies limpiadas.

Los líquidos de limpieza comúnmente contienen compuestos como el pineno, limoneno (limón), timol (tomillo) y linalool (lavanda). Sus concentraciones durante la limpieza pueden ser mucho más altas que los niveles medidos típicamente al aire libre. Boor indicó que las concentraciones de terpenos en el aire dentro de una habitación durante la limpieza pueden aumentar a decenas o incluso cientos de veces más que las encontradas en un bosque.

Para examinar lo que sucede en condiciones realistas, los investigadores probaron productos líquidos convencionales aromatizados, así como aerosoles y toallitas desinfectantes que contenían botánicos dentro de una casa modelo en el campus de Purdue.

La pequeña casa incluye una cocina funcional, pisos de madera y un baño, lo que permitió a los investigadores recrear actividades de limpieza doméstica ordinarias. Sus experimentos demostraron que la misma química básica responsable de la formación de nanopartículas al aire libre puede ocurrir en interiores de manera mucho más rápida y a concentraciones mucho más altas, con consecuencias potencialmente importantes para la exposición humana.

Se pueden formar miles de millones o trillones de partículas

Tareas rutinarias como trapear pisos, rociar mostradores y limpiar superficies con productos aromatizados generan miles de millones o trillones de partículas, dependiendo del producto utilizado.

La mayoría eran nanopartículas o partículas ultrafinas que medían solo de 1 a 30 nanómetros de ancho. Debido a que las partículas de este tamaño a menudo caen fuera del rango de detección de los monitores de calidad del aire en casa, las personas pueden no tener indicios de que las concentraciones de partículas han aumentado.

Los investigadores encontraron que la limpieza ordinaria puede empujar temporalmente los niveles de partículas ultrafinas por encima de los medidos al aire libre.

Su pequeño tamaño es importante desde una perspectiva de salud. Las partículas ultrafinas pueden asentarse en todo el tracto respiratorio y alcanzar regiones profundas de los pulmones. Una vez allí, pueden contribuir a la irritación y la inflamación en el sistema respiratorio. Algunas también podrían tener el potencial de entrar en el torrente sanguíneo.

Una de las mayores sorpresas fue la velocidad del proceso. La formación y el crecimiento de partículas ocurrieron en solo minutos.

"Para cuando terminas de limpiar un espacio interior, ya has formado muchas nanopartículas y las has inhalado", dijo Boor.

El ozono puede intensificar la formación de partículas en interiores

Más recientemente, Boor y Ernest Blatchley, profesor en Purdue, estudiaron lo que sucede cuando se utilizan limpiadores de superficies aromatizados al mismo tiempo que lámparas germicidas de UV-C diseñadas para desinfectar el aire interior.

La combinación creó condiciones particularmente favorables para la formación de nanopartículas.

Las lámparas interactúan con el oxígeno en el aire y producen ozono. Durante los experimentos en la pequeña casa, las concentraciones de ozono aumentaron a aproximadamente 20 a 40 partes por billón. Esos niveles fueron comparables, aunque algo inferiores, a las concentraciones de ozono al aire libre medidas durante la realización de los experimentos.

Con tanto ozono elevado como altas concentraciones de terpenos presentes, la producción de nanopartículas se volvió aún más intensa. Esa combinación generó preocupaciones adicionales sobre la cantidad de materia particulada que los ocupantes podrían inhalar.

Cómo reducir la exposición mientras se limpia

Boor enfatizó que el objetivo es ayudar a los consumidores a tomar decisiones informadas en lugar de desincentivar la limpieza. La limpieza sigue siendo importante para eliminar virus y bacterias de las superficies, pero varias medidas simples pueden reducir la exposición a la contaminación secundaria producida durante el proceso.

Los investigadores recomiendan:

"Elegir productos de bajo aroma o sin fragancia."

"Evitar aplicar varios productos aromatizados en la misma sesión de limpieza."

"Utilizar ventiladores de extracción o abrir ventanas para ventilar el espacio."

"No limpiar superficies con productos aromatizados mientras se utilizan dispositivos que generan ozono, como lámparas UV-C."

"Es importante que la limpieza elimine virus y bacterias de las superficies, pero también puede generar contaminación del aire invisible", afirmó Boor. "No hay polvo o humo visible en el aire, pero estas partículas se están formando."

Boor agradeció a todos los estudiantes de posgrado que han trabajado con él en los experimentos de la pequeña casa, junto con el apoyo de estudiantes de pregrado.

La investigación fue financiada por una subvención del Programa de Desarrollo Profesional Temprano (CAREER) de la National Science Foundation y la Alfred P. Sloan Foundation.

Título Formación de nanopartículas atmosféricas interiores a partir de productos de limpieza aromatizados

Resumen Los productos químicos volátiles aromatizados, incluidos los agentes de limpieza de superficies y desinfectantes botánicos, se utilizan ampliamente en interiores y representan una fuente importante de emisiones orgánicas reactivas. Estos productos se aplican rutinariamente en hogares y lugares de trabajo para la limpieza y desinfección de superficies para reducir la presencia de virus y bacterias. Sin embargo, su papel en la química atmosférica interior y la formación de nanopartículas sigue siendo poco comprendido. Esta presentación investiga el impacto del uso de productos de limpieza aromatizados en la nucleación de nanopartículas en el aire, el crecimiento y la exposición humana a contaminantes secundarios en entornos interiores. Se realizaron experimentos de campo y de laboratorio en entornos residenciales y de oficina controlados utilizando mediciones en tiempo real y de alta resolución de compuestos orgánicos volátiles y distribuciones de tamaño de nanopartículas que se extienden hasta el régimen de aerosol de nanocluster (1-3 nm). Las actividades de limpieza y desinfección de superficies produjeron aumentos rápidos en las relaciones de mezcla de terpenos y terpenoides (10-1,000 ppb), a menudo superando los niveles observados en entornos forestales al aire libre. Estos compuestos reaccionaron con oxidantes interiores, particularmente ozono, para iniciar intensos eventos de nucleación y crecimiento de nanopartículas. Las tasas de nucleación observadas (~105 cm^-3 s^-1) y las tasas de crecimiento por condensación (hasta 300 nm h^-1) superaron los valores exteriores típicos por órdenes de magnitud, resultando en concentraciones transitorias de nanopartículas interiores de 10⁵-10⁸ cm^-3. El rápido crecimiento de nanopartículas permitió la supervivencia a tamaños que se depositan eficientemente en todo el sistema respiratorio humano, lo que produce tasas de dosis de inhalación comparables o superiores a las de fuentes de combustión primaria como las emisiones de tráfico. Tanto los productos de limpieza convencionales como los botánicos generaron escenarios de exposición multifásicos complejos que involucraban gases reactivos y aerosol orgánico secundario. Estos hallazgos identifican la limpieza de superficies interiores y la desinfección como motores clave de la formación de nanopartículas atmosféricas interiores y destacan la necesidad de mejorar la ventilación de los edificios, la limpieza del aire y la formulación de productos para mitigar la exposición a contaminantes secundarios.