La química del espacio personal suprimida por el perfume y la loción corporal en interiores
Un nuevo estudio demuestra que los productos de cuidado personal influyen considerablemente en el campo de oxidación humano generado por las personas en interiores
En 2022, un equipo dirigido por el Instituto Max Planck de Química descubrió que se pueden generar altos niveles de radicales OH en interiores, simplemente por la presencia de personas y ozono. Es decir: Las personas generan su propio campo de oxidación y cambian la química del aire interior a su alrededor dentro de su propio espacio personal. Ahora, en un estudio de seguimiento realizado de nuevo en cooperación con un equipo de investigación internacional, descubrieron que los productos de cuidado personal aplicados habitualmente suprimen sustancialmente la producción de radicales OH por parte de un ser humano. Estos hallazgos tienen implicaciones para la química de interiores, la calidad del aire de los espacios ocupados y la salud humana, ya que muchas de las sustancias químicas de nuestro entorno inmediato se transforman en este campo.
El ambiente interior contiene múltiples fuentes de compuestos químicos. Entre ellas se encuentran las emisiones continuas de materiales de la vivienda como muebles, suelos y enseres, pero también las emisiones intensas periódicas de actividades humanas como cocinar, fumar y limpiar. Los compuestos químicos del aire exterior también pueden entrar en los ambientes interiores a través de la infiltración y la ventilación. El ozono (O3) del exterior puede reaccionar con los compuestos del interior para crear un cóctel químico complejo dentro del espacio vital interior. Dado que las personas pasan hasta el 90% de su tiempo en espacios cerrados, la exposición a esta diversidad de compuestos químicos durante periodos prolongados es motivo de preocupación, sobre todo porque aún no se conocen bien las repercusiones de muchas de estas sustancias en la salud humana.
A partir de sus hallazgos en 2022, el grupo de investigación de Jonathan Williams, del Instituto Max Planck de Química, estudió más detenidamente cómo los productos de cuidado personal podrían influir en el campo de oxidación humano. "Dado que el campo de oxidación humano influye en la composición química del aire en la zona de respiración y cerca de la piel, afecta a nuestra ingesta de sustancias químicas, lo que a su vez repercute en la salud humana. Por lo tanto, es interesante examinar cómo los productos de cuidado personal pueden influir en la fuerza y la extensión espacial del campo OH autogenerado", explica Jonathan Williams.
Las mediciones experimentales realizadas por el equipo Max Planck contaron con el apoyo de Manabu Shiraiwa y su equipo de la Universidad de California (Irvine, EE.UU.) y del grupo de Donghyun Rim, de la Universidad Estatal de Pensilvania.
"Nuestro equipo adoptó un enfoque único para simular las concentraciones de compuestos químicos cerca de los seres humanos en el ambiente interior", explica Shiraiwa. "Desarrollamos un modelo químico de última generación capaz de simular las reacciones del ozono con la piel humana y la ropa que pueden dar lugar a la formación de compuestos orgánicos semivolátiles".
"Aplicamos un modelo tridimensional de dinámica de fluidos computacional para simular la evolución del campo de oxidación alrededor de los ocupantes humanos", dijo Rim. "Este enfoque de modelado integrado pone de relieve el impacto de los productos de cuidado personal en el campo de oxidación humano".
Los productos de cuidado personal afectan al campo de oxidación humano
En primer lugar, los investigadores examinaron cómo afecta la aplicación de loción corporal a la química en la periferia de las personas analizadas. Después investigaron cómo afecta el perfume aplicado sobre la piel a la composición química del aire interior. En ambos casos, Williams y su equipo observaron que la concentración de OH alrededor de los voluntarios disminuía. Es decir: Disminuyó en comparación con el caso estándar sin cosméticos, en el que el ozono reacciona sobre la piel humana para formar productos en fase gaseosa que vuelven a reaccionar en el aire con el ozono para formar OH.
En cuanto al perfume, los investigadores explican la disminución del OH con el etanol, componente primario del perfume: reacciona con el OH, consumiéndolo, ya que el etanol no produce OH al reaccionar con el ozono.
"En cuanto a la loción corporal, podemos explicar el descenso de dos maneras. Una es que el fenoxietanol -una sustancia química de la loción corporal- reacciona con el OH pero no genera OH con el ozono. Esto es lo mismo que ocurre con el perfume con etanol. La segunda explicación es simplemente que la loción corporal se interpone en el camino del ozono que reacciona con el escualeno de la piel", afirma el químico atmosférico Jonathan Williams.
"La aplicación conjunta de una fragancia y una loción demostró que las fragancias inciden en la reactividad y concentración de OH durante periodos de tiempo más cortos, mientras que las lociones muestran efectos más persistentes, en consonancia con la tasa de emisiones de compuestos orgánicos de estos productos de cuidado personal", resume Nora Zannoni, primera autora del estudio publicado en la revista de investigación Science Advances. Actualmente trabaja en el Instituto de Ciencias Atmosféricas y del Clima de Bolonia (Italia).
Implicaciones para la química de interiores
Aunque existen miles de fragancias y lociones diferentes en el mercado, hay algunas conclusiones generales válidas para cualquier producto que el equipo internacional de investigación extrae a partir de sus pruebas:
Siguiendo los nuevos hallazgos de este estudio, se esperaría que una fragancia aplicada en interiores suprimiera el campo de oxidación personal humano. A diferencia de las fragancias, las lociones tienen composiciones más variables. A pesar de su composición variable, esperan que la mayoría de las lociones supriman el campo de oxidación humano debido a una combinación de dilución de los componentes del aceite de la piel y una menor interacción entre el O3 y la piel. Además, las lociones comercializadas contienen conservantes que actúan como agentes antimicrobianos. Muy utilizado es el fenoxietanol, que contribuye aún más a suprimir el campo de oxidación humano al reaccionar con los radicales OH, como se ha demostrado experimentalmente en este estudio.
"Si compramos un sofá a una gran empresa de muebles, se comprueba que no emite sustancias nocivas antes de ponerlo a la venta. Sin embargo, cuando nos sentamos en el sofá, transformamos de forma natural algunas de estas emisiones debido al campo de oxidación que generamos. Esto puede crear muchos compuestos adicionales en nuestra zona de respiración cuyas propiedades no se conocen bien ni se han estudiado. Curiosamente, tanto la loción corporal como el perfume parecen amortiguar este efecto", afirma Jonathan Williams.
Estos resultados forman parte del proyecto ICHEAR (Indoor Chemical Human Emissions and Reactivity Project), que ha reunido a un grupo de científicos internacionales de Dinamarca (DTU), Estados Unidos (Universidad de Rutgers) y Alemania (MPI). La modelización formaba parte del proyecto MOCCIE, con sede en la Universidad de California Irvine y la Universidad Estatal de Pensilvania. Ambos proyectos se financiaron con subvenciones de la fundación A. P. Sloan.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Nora Zannoni, Pascale S. J. Lakey, Youngbo Won, Manabu Shiraiwa, Donghyun Rim, Charles J. Weschler, Nijing Wang, Tatjana Arnoldi-Meadows, Lisa Ernle, Anywhere Tsokankunku, Gabriel Bekö, Pawel Wargocki, Jonathan Williams; "Personal care products disrupt the human oxidation field"; Science Advances, Volume 11
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