25 abril 2006

Cogitar (15 cogitações anteriores)

O ninja das casas

Há, por vezes, infelizmente notícias de vítimas dos esquentadores a gás.
Quando ocorrem fala-se no gás que as vítimas inalaram e que as asfixiou. Não tendo outra ideia do que poderia ter provocado as mortes, muitas pessoas acabam por considerar que o gás a que os bombeiros se referem é o gás que alimenta os esquentadores. Mas qualquer um sabe que o gás doméstico tem um cheiro característico e difícil de ignorar, quer o metano (CH4) do gás natural quer o butano (C4H10) das botijas. O gás usado em casa, quer nos esquentadores quer nos fogões não tem um cheiro característico no seu estado puro, mas no processo de extracção e engarrafamento são misturados com compostos sulfurosos de cheiro intenso.

O metano não é de forma alguma tóxico e não se morre por se o respirar. No entanto é um poderoso agente de efeito de estufa, 23 vezes mais poderoso do que o dióxido de carbono (CO2). Já o butano comercial é tóxico quando respirado (os sintomas incluem sonolência, batimentos irregulares do coração e asfixia).

Mas então, se o metano não é tóxico e o butano tem um cheiro tão característico que qualquer um sente facilmente a sua presença e escapa para um local mais ventilado, que gás é esse que provoca essas mortes?
O gás em causa é o monóxido de carbono (CO) e este não é um gás que se liberte das botijas ou dos canos de gás natural. O monóxido de carbono é um gás que se forma quando há combustões de qualquer tipo em que o fornecimento de oxigénio é reduzido. Todos(?) sabemos que os animais inspiram oxigénio e expiram dióxido de carbono. O dióxido de carbono é constituído por um átomo de oxigénio e dois de carbono.

Como já visto brevemente no artigo Adipi carbo, uma vez que o carbono tem geralmente 4 átomos de valência e o oxigénio tem geralmente 6 átomos de valência (e como a forma estável de qualquer átomo é ter 8 átomos de valência) numa combustão normal os 4 electrões do carbono são divididos, dois para um átomo de oxigénio (ficando este com oito) e os outros dois para o outro átomo de oxigénio (assim o carbono recebe dois electrões de um oxigénio e outros dois do outro oxigénio). Forma-se assim o dióxido de carbono (CO2).

Isso em condições normais. Em combustões com pouco oxigénio presente (ou muito carbono presente), um átomo de carbono liga-se a apenas um átomo de oxigénio, formando assim o monóxido de carbono. Mas como pode a ausência de um simples átomo tornar uma molécula que o nosso próprio corpo produz numa substância tão tóxica?

Para responder a isso é necessário compreender como o sangue transporta oxigénio e dióxido de carbono para e das células.

O sangue é composto de vários tipos de células, genericamente englobadas em 3 categorias:

~ os glóbulos brancos (que incluem os monócitos, neutrófilos, eosinófilos, basófilos, linfócitos, monócitos, entre outros) conhecidos também como leucócitos (do grego «leukos» branco), encarregues de proteger o corpo de agentes perigosos;
Há cerca de 7 biliões, 7x1012 (entre 4 biliões e 11 biliões) de glóbulos brancos por litro de sangue.

~ as plaquetas sanguíneas ou trombócitos, responsáveis pela coagulação do sangue;
Há cerca de 300 biliões, 3x1014 (entre 150 biliões e 400 biliões) de plaquetas sanguínea por litro de sangue.

~ os glóbulos vermelhos ou eritrócitos (do grego «erythros» vermelho) responsáveis pelo transporte do oxigénio dos pulmões para as células e do dióxido de carbono produzido pelas células para os pulmões;
Há cerca de 5 mil biliões, 5x1015, de glóbulos vermelhos por litro de sangue;

Uma chamada de atenção para o facto de os biliões aqui usados serem os biliões europeus (1012) e não os biliões estado-unidenses (109).
5 000 000 000 000 é 5 biliões na Europa mas 5 triliões nos EUA.
(ver o artigo
Cardinando sobre a questão dos biliões-Europa e dos biliões-EUA)

E são os eritrócitos a razão pela qual o monóxido de carbono é venenoso.
Cada glóbulo vermelho é principalmente constituído por hemoglobina, uma substância que contém átomos de ferro (no total de todos os eritrócitos do corpo humano, há aproximadamente 4 gramas de ferro dos 5 gramas que tem todo o corpo). São esses átomos que conseguem capturar os átomos de oxigénio e libertá-los depois nas células e conseguem em seguida capturar o dióxido de carbono e libertá-lo nos pulmões. As ligações que prendem quer o oxigénio quer o dióxido de carbono aos átomos de ferro são fracas, permitindo a sua fácil libertação.

Mas o monóxido de carbono interage de forma diferente com a hemoglobina do sangue: liga-se de forma permanente (graças ao comentário de «Nox», é na verdade 220 vezes superior à ligação do oxigénio). Quando os glóbulos vermelhos entram em contacto com monóxido de carbono nos pulmões, não conseguem libertá-lo. Enquanto esses glóbulos vermelhos existirem não têm mais a capacidade de transportar oxigénio às células e cada glóbulo vermelho vive aproximadamente 120 dias (cerca de 4 meses)...

As principais fontes de monóxido de carbono na vida diária das pessoas são os veículos automóveis de combustãos interna (os movidos a gasolina, gasóleo, diesel,...); os esquentadores das casas (quando há uma insuficiente ventilação interna do aparelho) e também do fumo do cigarros (ver Fumare salutem para mais sobre esta peste social).

Uma única molécula de monóxido de carbono não é perigosa (apenas incapacita um glóbulo vermelho); 100 moléculas de monóxido de carbono não são perigosas (apenas incapacitam 100 glóbulos vermelhos). Mas cada eritrócito incapacitado é menos um transportador do oxigénio vital para as células e a quantidade de eritrócitos que podem estar bloqueados na corrente sanguínea sem risco de saúde é bastante pequena.

Se o ar que alguém respirar tiver uma percentagem de monóxio de carbono de:
~ 0,0035% - dores de cabeça e tonturas após 6 a 8 horas de exposição continuada;
~ 0,01% - dores de cabeça e tonturas após 2 a 3 horas de exposição continuada;
~ 0,04% - dores de cabeça mais fortes após 1 a 2 horas de exposição continuada;
~ 0,08% - tonturas, náuseas e convulsões em 45 minutos e perda de consciência em 2 horas;
~ 0,16% - tonturas, náuseas e convulsões em 20 minutos e morte em 2 horas contínuas;
~ 0,32% - tonturas, náuseas e dores de cabeça entre 5 e 10 minutos e morte em 30 minutos;
~ 0,64% - tonturas e dores de cabeça entre 1 e 2 minutos e morte em 20 minutos;
~ 1,28% - morte em menos de 3 minutos;

Além disso estudos recentes apontam para que a exposição ao monóxido de carbono reduza a esperança média de vida, por destruir o músculo cardíaco.
(Mais más notícias para quem é fumador, mas também para os mecânicos...)

Um adulto inspira, em média e em cada respiração, meio litro de ar (500 cm3), apesar dos pulmões conseguirem conter perto de 5 litros (500 cm3) de ar.
Bastam 1,28% x 0,5 = 0,0128 x 0,5 = 0,0064 litros (6,4 cm3) de monóxido de carbono para nos matar em menos de 3 minutos!

Ora o monóxido de carbono tem outras características que, a par com a sua extrema toxicidade, o tornam um terrível assassino doméstico.
(a palavra assassino surgiu primeiramente associado a um grupo muçulmano que, na altura das cruzadas, jurou expulsar os invasores cristãos. Para adquirirem uma coragem cega e uma violência suicida consomiam grandes quantidades de haxixe. Eram por isso conhecidos como os «hashashin», os consumidores de haxixe. A palavra foi depois incorporada na Inglaterra do século XVII como «assassin», significando alguém que mata outra pessoa, por qualquer razão).

A razão porque as pessoas morrem nas suas casas devido ao monóxido de carbono, ou dentro de veículos com as janelas fechadas, não é porque estejam desatentas e não sintam o cheiro a gás. É simplesmente porque:
O monóxido de carbono não tem cheiro e não tem cor!

Não se vê, nem se sente. A única coisa que se pode fazer é, quando se sente alguma tontura ou dor de cabeça, num carro a trabalhar parado dentro de um espaço fechado ou dentro de casa (onde, como bem lembrado por «Maria Papoila», há também «as lareiras e os fogões a lenha em cozinhas fechadas») imediatamente abrir uma janela ou a porta da rua e em seguida verificar se alguma fonte de combustão em casa que possa estar a originar a libertação de monóxido de carbono. Essa simples cautela pode salvar a vida a quem morre vítima deste assassino silencioso, um verdadeiro ninja na «arte» da invisibilidade e mortalidade.
Segundo a Direcção-Geral de Geologia e Energia, «em Portugal, entre 1995 e 2003, ocorreram 268 mortes por efeito tóxico do monóxido de carbono, o que corresponde a quase 30 mortes por ano

Em baixo, a fotografia da concentração de monóxido de carbono na atmosfera terrestre, tirada pelo satélite da NASA Terra, em dois momentos do ano 2000.
Chama-se a atenção para o facto de que, nas imagens, o azul é a ausência de monóxido de carbono detectável de órbita, vermelho é valores intermédios e quanto mais claro maior a concentração de monóxido de carbono.

Cogitado por Mauro Maia às 16:28 | Cogitar (15)
Cogitações anteriores
Excelente artigo! Cogitado por: PN a abril 26, 2006 08:03 PM
Um artigo deveras interessante. Mas faço duas observações. Uma: a ligação do monóxido de carbono (CO) à hemoglobina não é exactamente permanente. O que acontece é que o CO tem uma afinidade para a hemoglobina 220 vezes superior à do oxigénio. O produto que se forma, a carboxihemoglobina, não consegue transportar oxigénio. Como se não bastasse, a carboxihemoglobina interfere com a dissociação do oxigénio da hemoglobina normal, aumentando ainda mais o grau de hipóxia. A segunda observação prende-se com a terapia: é feita com oxigénio puro (100%), com as restrições devidas, já que este, ao contrário do que o senso comum poderia indicar, é tóxico em altas concentrações; e, se possível, esta terapia é realizada em condições hiperbáricas, de 2 a 3 atmosferas, o que facilita a eliminação do CO. Cogitado por: Nox a abril 26, 2006 10:39 PM
Em primeiro lugar os meus parabéns, «nox». O teu comentário a este artigo foi o milésimo comentário do Cognosco. Agradeço-te a tua correcção à questão da não-absoluta-permanência da ligação do monóxido de carbono à hemoglobina. Apesar de a questão não se revelar infelizmente, em muitos casos, pertinente, pois geralmente as pessoas acabam por morrer intoxicadas com o monóxido de carbono bem antes de lhes chegar auxílio. Uma morte em 3 minutos não dá tempo para coisa alguma... Sem dúvida a terapia de oxigénio puro só será utilizável nos casos menos graves de intoxicação, os que permitem socorros atempados. Mas obviamente acrescentarei essa correcção ao artigo. (E tenho bem noção dos perigos do oxigénio puro. Basta lembrar o que o oxigénio faz ao ferro...) E obrigado, «PxN», pelo apreço e constante apoio. Cogitado por: Mauro a abril 26, 2006 11:01 PM
É uma honra :) Os números redondos exercem um fascínio tremendo sobre a humanidade. A questão da intoxicação é realmente um problema, pelo início insidioso e sintomas inespecíficos, de tonturas e sonolência, para além de que muitas vítimas são-no quando estão a dormir. Esperemos que a campanha posta em prática no ano passado dê frutos... Cogitado por: Nox a abril 26, 2006 11:58 PM
Excelente este artigo, e de importância fundamental. Seria importante lembrar também as lareiras e os fogões a lenha em cozinhas fechadas, ainda muito utilizados no Douro Litoral interior. É necessário manter acções permanentes d educação para a saúde das populações que nessas zonas na sua grande maioria possuem baixos indíces de instrução Excelente este artigo. Beijo Cogitado por: Maria Papoila a abril 28, 2006 11:42 AM
É sempre um prazer receber a tua orvalhada visita, «Maria Papoila». Tens razão em referir também as as lareiras e os fogões a lenha em cozinhas fechadas como fontes de monóxido de carbono domésticas. Assim que puder (nomeadamente assim que não estiver num computador público) colocá-las-ei no artigo. Obrigado e um beijo para ti também. Cogitado por: Mauro a abril 28, 2006 12:09 PM
Mais um artigo Fascinante, leio-os sempre todos. :D No entanto, acho que está aqui um erro de "copy/paste" se não me engano: Quando fala da quantidade de glóbulos vermelhos diz: "...cerca de 5 mil biliões... de glóbulos brancos. Cogitado por: skmig a maio 2, 2006 02:32 PM
É bom sempre receber um «feedback» tão positivo de quem por cá passa e aprecia o que lê, «skmig». Muito obrigado pela visita e pelo teu comentário. No entanto chamo a atenção para o facto de que são mesmo 5 mil biliões (a mesma quantidade que nos EUA seria chamada de 5 triliões): o valor é 5 seguido de quinze zeros (5x10^15). Repara que as quantidades existentes são progressivamente maiores: 7x10^12 leucócitos, 3x10^14 trombócitos e 5x10^15. Os glóbulos vermelhos são mesmo os constituintes do sangue mais numerosos. De qualquer forma dificilmente seria um erro de «copy-paste» pois não o faço... Obrigado pela atenção (é sempre bom haver vários pares de olhos a verificarem os artigos) e espero que continues a vir e a comentar com olhos atentos. Cogitado por: Mauro a maio 2, 2006 07:25 PM
Mauro, corrija-me se estou errado, mas a origem da palavra assassino, que realmente deriva do haxixe, não se refere apenas aos tais muçulmanos que queriam expulsar os cruzados. Existia uma irmandade, guilda -na falta de melhor palavra- de assassinos que eram "contratados" para assassinar alguém e que antes de o fazerem participavam em determinados rituais em que ingeriam preparados à base de haxixe e sob o seu efeito, realizavam o seu macabro propósito? Cogitado por: O Alcovital a junho 28, 2007 12:17 AM
Mauro,corrija-me se estou errado,mas a origem da palavra assassino,que realmente deriva do haxixe,não se refere apenas aos tais muçulmanos que queriam expulsar os cruzados.Existia uma irmandade,guilda-na falta de melhor palavra- de assassinos que eram "contratados" para assassinar alguém e que antes de o fazerem participavam em determinados rituais em que ingeriam preparados à base de haxixe e sob o seu efeito,realizavam o seu macabro propósito? Cogitado por: O Alcovital a junho 28, 2007 12:18 AM
Não duvido, «O Alcovital», que o haxixe tenha sido usado por mais de que um grupo ao longo da História para empreender semelhantes actos. A origem nas cruzadas parece ser consensual... Pelo que pude investigar, a origem da palavra é mesmo arábica (ḥashīsh=haxixe) e a planta «cannabis sativa» da qual é extraída terá surgido na Ásia Central e levada para o Médio Oriente pelos Otomanos (povo de origem nessa região e que eventualmente conquistou o império bizantino e fundou o vasto império otomano, de que a Turquia é o moderno e pigmeu directo descendente). Parece que a história dos assassinos droagados com haxixe é mesmo muçulmana: a seita shiita fundada por Hassan-i-Sabah (1034-1124) cujos membros eram os «Hashshashin». Marco Polo mencionou brevemente os assassínio cm base no haxixe nos seus relatos. Cogitado por: Mauro a junho 28, 2007 10:00 AM
Gostava de dar os parabéns pelo texto que está excelente, pois o tema sobre o perigo que o CO2, monóxido de carbono representa é deveras um assunto que todos devem ter atenção. O monóxido de carbono não tem cheiro nem cor e quando inalado dependendo do tempo que é respirado pode representar um grande perigo. É necessário ter sempre muita atenção à ventilação do esquentador e da lareira não esquecendo que estar numa garagem fechada com o carro a funcionar também vai produzir gás monóxido de carbono ( CO2 ) que pode ser inalado. Cogitado por: Monóxido De Carbono a maio 26, 2008 01:32 AM
Sim, «Monóxido de Carbono», é um assunto muito sério, como refiro no artigo, infelizmente coberto pela incompreensão e pela desinformação sobre o que acontece exactamente com o gás que é libertado por combustões lentas. E esssa desinformação não esclarece quanto aos cuidados simples que se podem ter para evitar tragédias. Ainda bem que gostas do artigo, obrigado pelas palavras. Cogitado por: Mauro a maio 26, 2008 11:11 AM
Gostaria de saber se existem estudos que apontem sobre o que é mais correto, andar de carro no trânsito intenso das grandes metrópoles, (engarrafamentos e excesso de concentrações de gases devido a emissão dos automóveis) com ar condiconado ligado e os vidros fechados e com a recirculação interna ligada para não admitir / receber a fumaça do escapamentos dos outros veículos se expondo ao risco de consumir o oxigênio interno do veículo ou não usar a recirculação e ficar respirando o ar com forte cheiro de gasolina, álcool e diesel??? Existem pesquisas comparativas??? Quanto tempo uma pessoa respirando consome o oxigênio disponível dentro de um veículo fechado?? E duas pessoas ou mais??? Abraços, parabéns pelo artigo que está excelente. Eduardo Dantas. Cogitado por: Eduardo Dantas a maio 29, 2008 12:15 PM
Olá, «Eduardo Dantas». Não tenho conhecimento desse tipo de estudos (apesar do interesse óbvio da questão para a vida metropolitana moderna), o que em nada significa que não os haja. Não serei a melhor pessoa para responder a essa questão. É possível, no entanto, pensar um pouco na questão do que será mais correcto em termos de utilização num automóvel. É uma questão que depende também das características do ar condiconado usado. Mas, à partida, um ar condicionado filtrará o ar dos poluentes externos sem eliminar o oxigénio, o que torna o ar que liberta mais saudável para a nossa respiração do que respirar o ar carregado de poluentes do exterior. Não consome, de forma alguma, o oxigénio no interior do veículo. Esse consumo está ligado a sistemas de aquecimento, que não fazem trocas gasosas com o exterior. Não é bem o aquecimento que consome o oxigénio, é a respiração das pessoas que o faz. Um ar condicionado funciona permanentemente com trocas gasosas com o exterior. O aquecimento não. Por isso, terei de dizer que o melhor para o passageiro (mas, dependendo do ar condiocnado, não necessariamente para o ambiente), nas condições referidas, é circular de janelas fechadas com o ar condiconado ligado. O tempo que uma pessoa demora a consumir o oxigénio no interior de um veículo depende, como é óbvio da pessoa (uma criança consumirá menos do que um adulto) e do veículo (carros com um espaço interior maior terão mais oxigénio). Não sei se será relevante falar em médias de habitáculos num carro, sendo as suas dimensões tão díspares. A atmosfera terrestre é composta por vários gases (a maior percentagem sendo de Azoto, com 78,08%). O oxigénio representa 20,95% da atmosfera. Use-se este valor para um média da percentagem do oxigénio no interior do habitáculo de um carro. Usem-se estes valores, dependentes de cada carro: altura 1,5m; comprimento 2m; largura 1,7m. O volume será, sensivelmente, se for visto como um paralelipípedo, de 1,5x2x1,8 = 5,4 m3. Então, neste veículo, há 5,4x20,95% = 1,1313 m3 de oxigénio presentes no interior do carro. Uma respiração normal durará perto de 2 segundos e consome perto de 500 cm3. Se em dois segundos se inspirar 0,0005 m3 de oxigénio, então consome-se 1,1313 m3 em 1,1313*2/0,0005 = 4525,2 segundos = 4525,2/3600 = 1,257 horas = 1 hora, 15 minutos e 25 segundos. Isto tudo, claro em valores MÉDIOS e presseupondo serem estas as dimensões do carro e que a respiração da pessoa seja tranquila e normal. Duas pessoas será metade deste valor, 3 pessoas um terço e assim por diante. Cogitado por: Mauro a maio 31, 2008 06:10 PM