Es posible que los intercambios de aire vigorosos y rápidos no siempre sean algo bueno cuando se trata de abordar los niveles de partículas de coronavirus en un edificio de varias habitaciones. según un nuevo estudio de modelado.

El estudio sugiere que, en un edificio de varias habitaciones, Los intercambios rápidos de aire pueden propagar el virus rápidamente desde la sala de origen a otras salas en concentraciones elevadas. Los niveles de partículas aumentan en las habitaciones adyacentes en 30 minutos y pueden permanecer elevados hasta aproximadamente 90 minutos.

Los resultados, publicado en línea en forma final el 15 de abril en la revista Edificación y Medio Ambiente , provienen de un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía de EE. UU. El equipo incluye expertos en construcción y HVAC, así como expertos en partículas de aerosoles y materiales virales.

"La mayoría de los estudios han analizado los niveles de partículas en una sola habitación, y para un edificio de una habitación, una mayor ventilación siempre es útil para reducir su concentración, "dijo Leonard Pease, autor principal del estudio. "Pero para un edificio con más de una habitación, Los intercambios de aire pueden representar un riesgo en las habitaciones adyacentes al elevar las concentraciones de virus más rápidamente de lo que ocurriría de otra manera.

"Para comprender lo que está sucediendo, considere cómo se distribuye el humo de segunda mano en un edificio. Cerca de la fuente, El intercambio de aire reduce el humo cerca de la persona, pero puede distribuir el humo en niveles más bajos hacia las habitaciones cercanas. "Pease agregó." El riesgo no es cero, para cualquier enfermedad respiratoria ".

El equipo modeló la propagación de partículas similares al SARS-CoV-2, el virus que causa COVID-19, a través de sistemas de tratamiento de aire. Los científicos modelaron lo que sucede después de que una persona tiene un ataque de tos de cinco minutos en una habitación de un pequeño edificio de oficinas de tres habitaciones. ejecutando simulaciones con partículas de cinco micrones.

Los investigadores observaron los efectos de tres factores:diferentes niveles de filtración, diferentes tasas de incorporación de aire exterior en el suministro de aire del edificio, y diferentes tasas de ventilación o cambios de aire por hora. Para habitaciones aguas abajo, encontraron un beneficio claro esperado al aumentar el aire exterior y mejorar el filtrado, pero el efecto del aumento de la tasa de ventilación fue menos obvio.

Un aire exterior más limpio reduce la transmisión.

Los científicos estudiaron los efectos de agregar cantidades variables de aire exterior al suministro de aire del edificio, desde la ausencia de aire exterior hasta el 33 por ciento del suministro de aire del edificio por hora. Como se esperaba, La incorporación de aire exterior más limpio redujo el riesgo de transmisión en las habitaciones conectadas. El reemplazo de un tercio del aire de un edificio por hora con aire exterior limpio en las habitaciones aguas abajo redujo el riesgo de infección en aproximadamente un 20 por ciento en comparación con los niveles más bajos de aire exterior que se incluyen comúnmente en los edificios. El equipo notó que el modelo asumía que el aire exterior estaba limpio y libre de virus.

"Más aire exterior es claramente algo bueno para el riesgo de transmisión, siempre que el aire esté libre de virus, "dijo Pease.

La filtración fuerte reduce la transmisión

El segundo factor estudiado, la filtración fuerte, también fue muy eficaz para reducir la transmisión del coronavirus.

El equipo estudió los efectos de tres niveles de filtración:MERV-8, MERV-11, y MERV-13, donde MERV significa valor de informe de eficiencia mínima, una medida común de filtración. Un número más alto se traduce en un filtro más fuerte.

La filtración redujo notablemente las probabilidades de infección en las habitaciones conectadas. Un filtro MERV-8 redujo el nivel máximo de partículas virales en habitaciones conectadas a solo un 20 por ciento de lo que era sin filtración. Un filtro MERV-13 eliminó la concentración máxima de partículas virales en una habitación conectada en un 93 por ciento, a menos de una décima parte de lo que era con un filtro MERV-8. Los investigadores señalan que los filtros más fuertes se han vuelto más comunes desde que comenzó la pandemia.

Aumento de la ventilación:una imagen más compleja

El hallazgo más sorprendente del estudio involucró la ventilación, el efecto de lo que los investigadores llaman cambios de aire por hora. Lo que es bueno para la sala de origen (reducir el riesgo de transmisión dentro de la sala en un 75 por ciento) no es tan bueno para las salas conectadas. El equipo descubrió que una rápida tasa de intercambio de aire, 12 cambios de aire por hora, puede provocar un aumento en los niveles de partículas virales en cuestión de minutos en habitaciones conectadas. Esto aumenta el riesgo de infección en esas habitaciones durante unos minutos a más de 10 veces de lo que era a tasas de intercambio de aire más bajas. El mayor riesgo de transmisión en las habitaciones conectadas se mantiene durante unos 20 minutos.

"Para la sala de origen, claramente, una mayor ventilación es algo bueno. Pero ese aire va a alguna parte ", dijo Pease." Quizás una mayor ventilación no siempre es la solución ".

Interpretando los datos

"Hay muchos factores a considerar, y el cálculo del riesgo es diferente para cada caso, "dijo Pease." ¿Cuántas personas hay en el edificio y dónde se encuentran? ¿Qué tan grande es el edificio? ¿Cuantos cuartos? No hay muchos datos en este momento sobre cómo se mueven las partículas virales en edificios de varias habitaciones.

"Estos números son muy específicos para este modelo, este tipo particular de modelo, la cantidad de partículas virales que se desprenden de una persona. Cada edificio es diferente y se necesita hacer más investigación, "Pease agregó.

Coautor Timothy Salsbury, un experto en control de edificios, señala que muchas de las compensaciones pueden cuantificarse y ponderarse según las circunstancias.

"Una filtración más fuerte se traduce en mayores costos de energía, al igual que la introducción de más aire exterior del que normalmente se utilizaría en las operaciones normales. En muchas circunstancias, la penalización de energía por la mayor potencia del ventilador requerida para una filtración fuerte es menor que la penalización de energía por calentar o enfriar aire exterior adicional, "dijo Salsbury.

"Hay muchos factores que equilibrar:nivel de filtración, niveles de aire exterior, intercambio de aire:para minimizar el riesgo de transmisión. Los administradores de edificios ciertamente tienen mucho trabajo por delante, "añadió.

Estudios experimentales adicionales en curso

El equipo ya está llevando a cabo una serie de estudios experimentales en la misma línea que el estudio de modelado. Como el estudio recientemente publicado, los análisis adicionales analizan los efectos de la filtración, Incorporación de aire exterior y cambios de aire.

Estos estudios en curso involucran partículas reales hechas de moco (que no incorporan el virus SARS-CoV-2 real) y consideran las diferencias entre las partículas expulsadas de varias partes del tracto respiratorio. como la cavidad bucal, la laringe, y los pulmones. Los investigadores despliegan una máquina de aerosol que dispersa las partículas similares a virus de la misma manera que las dispersaría una tos. así como tecnología de seguimiento fluorescente para monitorear a dónde van. Otros factores incluyen diferentes tamaños de partículas, cuánto tiempo es probable que las partículas virales sean infecciosas, y qué sucede cuando caen y se descomponen.