Micrografía electrónica de barrido coloreada de una célula (azul) muy infectada con partículas del virus SARS-CoV-2 (rojo), aislado de una muestra de un paciente. Imagen capturada en la Instalación de Investigación Integrada (IRF) del NIAID en Fort Detrick, Maryland. Crédito:NIAID
Los investigadores han cuantificado el papel vital de la ventilación en la propagación de COVID-19, que han descubierto que en espacios mal ventilados, el virus se propaga a más de dos metros en segundos, y es mucho más probable que se propague a través de conversaciones prolongadas que a través de la tos.
Los resultados, reportado en la revista Actas de la Royal Society A , muestran que las medidas de distanciamiento social por sí solas no brindan una protección adecuada contra el virus, y enfatizar aún más la importancia vital de la ventilación y las mascarillas para frenar la propagación del COVID-19.
Los investigadores, de la Universidad de Cambridge y el Imperial College de Londres, utilizó modelos matemáticos para mostrar cómo el SARS-CoV-2, el virus que causa COVID-19, se propaga en diferentes espacios interiores, dependiendo del tamaño, ocupación, ventilación y si se usan máscaras. Estos modelos también son la base de una herramienta online gratuita, Airborne.cam, que ayuda a los usuarios a comprender cómo la ventilación y otras medidas afectan el riesgo de transmisión en interiores, y cómo ese riesgo cambia con el tiempo.
Los investigadores encontraron que cuando dos personas están en un espacio mal ventilado y ninguna lleva una máscara, Es mucho más probable que una conversación prolongada propague el virus que una tos breve. Al hablar, exhalamos gotitas más pequeñas, o aerosoles, que se esparcen fácilmente por una habitación, y se acumulan si la ventilación no es adecuada. A diferencia de, toser expulsa gotas más grandes, que es más probable que se asienten en las superficies después de su emisión.
Solo se necesitan unos segundos para que los aerosoles se extiendan a lo largo de dos metros cuando no se usan máscaras. lo que implica que el distanciamiento físico en ausencia de ventilación no es suficiente para brindar seguridad durante largos períodos de exposición. Sin embargo, cuando se usan máscaras de cualquier tipo, reducen el impulso de la respiración y filtran una parte de las gotitas exhaladas, reduciendo a su vez la cantidad de virus en aerosoles que pueden propagarse por el espacio.
El consenso científico es que la gran mayoría de los casos de COVID-19 se propagan a través de la transmisión en interiores, ya sea a través de aerosoles o gotitas. Y como se predijo en verano y otoño, ahora que ha llegado el invierno al hemisferio norte y la gente pasa más tiempo en interiores, ha habido un aumento correspondiente en el número de casos de COVID-19.
"Nuestro conocimiento de la transmisión aérea del SARS-CoV-2 ha evolucionado a un ritmo increíble, cuando se considera que solo ha pasado un año desde que se identificó el virus, "dijo el Dr. Pedro de Oliveira del Departamento de Ingeniería de Cambridge, y el primer autor del artículo. "Hay diferentes formas de abordar este problema. En nuestro trabajo, Consideramos la amplia gama de gotitas respiratorias que exhalan los humanos para demostrar diferentes escenarios de transmisión viral en el aire; el primero es la rápida propagación de pequeñas gotitas infecciosas a lo largo de varios metros en cuestión de segundos. que puede suceder tanto en interiores como en exteriores. Luego, mostramos cómo estas pequeñas gotas pueden acumularse en espacios interiores a largo plazo, y cómo se puede mitigar con una ventilación adecuada ".
Los investigadores utilizaron modelos matemáticos para calcular la cantidad de virus contenida en las partículas exhaladas. y determinar cómo se evaporan y se asientan en las superficies. Además, utilizaron características del virus, como su tasa de descomposición y carga viral en individuos infectados, para estimar el riesgo de transmisión en un entorno interior debido al habla normal o una tos breve de una persona infecciosa. Por ejemplo, muestran que el riesgo de infección después de hablar durante una hora en una sala de conferencias típica era alto, pero el riesgo podría reducirse significativamente con una ventilación adecuada.
Según sus modelos, los investigadores ahora han construido Airborne.cam, un libre, herramienta de código abierto que pueden utilizar quienes gestionan los espacios públicos, como tiendas, lugares de trabajo y aulas, para determinar si la ventilación es adecuada. La herramienta ya se utiliza en varios departamentos académicos de la Universidad de Cambridge. La herramienta es ahora un requisito para los espacios de mayor riesgo en la Universidad, permitiendo a los departamentos identificar fácilmente los peligros y controlar los cambios en las medidas necesarias para garantizar que no se permita que los aerosoles se conviertan en un riesgo para la salud.
"La herramienta puede ayudar a las personas a utilizar la mecánica de fluidos para tomar mejores decisiones, y adaptar sus actividades y entornos cotidianos con el fin de suprimir el riesgo, tanto para ellos como para los demás, "dijo el coautor Savvas Gkantonas, quien lideró el desarrollo de la aplicación con el Dr. de Oliveira.
"Estamos analizando todos los aspectos de la transmisión de aerosoles y gotas para comprender, por ejemplo, la mecánica de fluidos involucrada en toser y hablar, "dijo el autor principal, el profesor Epaminondas Mastorakos, también del Departamento de Ingeniería. "El papel de la turbulencia y cómo afecta qué gotas se depositan por gravedad y cuáles permanecen a flote en el aire es, en particular, no bien entendido. Esperamos que estos y otros resultados nuevos se implementen como factores de seguridad en la aplicación a medida que continuamos investigando ".
El continuo desarrollo de Airborne.cam, que pronto estará disponible para plataformas móviles, es apoyado en parte por Cambridge Enterprise y Churchill College.