Los monitores de dióxido de carbono podrían rastrear el riesgo de COVID-19 en interiores casi en tiempo real
Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público
Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han desarrollado una forma de usar monitores de dióxido de carbono para ayudar a estimar el riesgo de contraer COVID-19 y otras enfermedades transmitidas por el aire casi en tiempo real.
Dicen que podría ayudar a rastrear la evolución del riesgo de transmisión en espacios interiores como escuelas y oficinas y también puede sentar las bases para los sistemas de monitoreo de la calidad del aire del futuro. Dichos sistemas podrían predecir las tasas de transmisión de enfermedades transmitidas por el aire como el COVID-19 o la gripe estacional, y trabajar en conjunto con los sistemas de ventilación para ajustar el aire dentro de los edificios para mantener bajo el riesgo de transmisión.
La investigación se basa en el trabajo de los mismos autores, publicado a principios de este año, que proporcionó una guía sobre el riesgo de transmisión aérea en diferentes entornos interiores. Usando datos de eventos de superpropagadores, produjeron un modelo matemático que estimó el tiempo promedio que tomaría infectarse al compartir un espacio con alguien que tenía COVID-19.
A partir de esto, produjeron un guía de seguridad, que establece límites en el tiempo que se pasa en los espacios compartidos y se ajusta por factores que incluyen el tamaño de la habitación, la cantidad de personas infectadas y susceptibles, lo que estaban haciendo y si se usaban ventilación y máscaras.
Escribir en Flow: Applications of Fluid Mechanics, Martin Z. Bazant, profesor de ingeniería química y matemáticas aplicadas, y John WM Bush, profesor de matemáticas aplicadas, junto con los coautores Ousmane Kodio, Alexander E. Cohen, Kasim Khan y Zongyu Gu , explican que ahora han podido expresar la misma pauta de seguridad en términos de la concentración de dióxido de carbono en el aire, algo que se puede medir fácilmente usando monitores simples y fácilmente disponibles.
Los investigadores dicen que hay evidencia abrumadora ce que el virus que causa el COVID-19 se propaga principalmente a través de gotitas en el aire, exhaladas por personas infectadas. La medición de CO2 rastrea la cantidad de aire que exhalan las personas y la velocidad a la que se elimina mediante la ventilación.
El trabajo de Bazant et al. combina esas medidas con tres modelos, que analizan la dinámica del gas, de los aerosoles infecciosos, esas gotitas portadoras de virus y la transmisión de enfermedades. Destacan que las concentraciones de CO2 y de patógenos en el aire no están estrictamente relacionadas, ya que la cantidad de virus en el aire se ve afectada por una serie de factores, incluido el uso de máscaras faciales.
Entonces, su modelo tiene en cuenta cuenta otras variables que incluyen no solo las máscaras, sino también la ventilación, el uso de filtración de aire, los niveles de actividad y la cantidad de personas que probablemente sean infecciosas o susceptibles de infección en las diferentes etapas de una pandemia. En total, más de 40 parámetros alimentan el modelo y producen una estimación de la cantidad de virus presente y, por lo tanto, el riesgo de infección casi en tiempo real.
Esto se expresa como un número reproductivo en interiores , que representa la facilidad con la que el virus se transmite a otros, suponiendo que haya varias personas infectadas en la habitación. Esto cambia con el tiempo y los investigadores lo utilizan como una medida de seguridad: siempre que el número se mantenga por debajo de cierto nivel, las personas pueden continuar compartiendo un espacio.
Para simplificar, el modelo asume que la fuente principal de dióxido de carbono en una habitación es el aliento de las personas y que el aire está «bien mezclado», lo que significa que la concentración de CO2 es la misma en todas partes de la habitación. Si bien puede haber excepciones a esto, como cuando alguien estornuda, los investigadores dicen que la suposición está respaldada por datos de simulaciones por computadora y de eventos del mundo real y se espera que sea particularmente bueno cuando los ocupantes de la habitación están enmascarados.
Estos incluyeron dos demostraciones que realizaron en MITone en una pequeña oficina con dos ocupantes, y la otra en una sala de conferencias con 12 personas. Se monitorearon las concentraciones de CO2, el número de personas y si hablaban o se movían.
Las demostraciones mostraron que era posible rastrear un número reproductivo teórico y también destacaron los factores que aumentan o reducen el peligro. . Estos incluyeron el impacto de usar máscaras, lo que aumentó drásticamente la cantidad de tiempo que las personas podían compartir un espacio sin que el número reproductivo superara el límite de seguridad. La filtración también aumentó el tiempo necesario para superar los límites seguros, pero en mucha menor medida.
Los investigadores reconocen que las suposiciones realizadas y las incertidumbres sobre muchos de los parámetros del modelo, como la concentración de virus en las gotitas de aire y la susceptibilidad relativa de los diferentes grupos a la infección limitan la precisión de sus pautas. Esperan que estas incertidumbres se reduzcan a medida que se analicen más datos sobre eventos de propagación en el mundo real.
El profesor Bazant dice que «el monitoreo de CO2 se ha utilizado durante décadas para evaluar la calidad del manejo del aire en los edificios, y ahora puede ser rediseñado para evaluar el riesgo de transmisión de enfermedades transmitidas por el aire en interiores, incluido COVID-19.
«Hemos demostrado cómo se puede usar junto con nuestra guía de seguridad para evaluar ese riesgo y esperamos informar al personal y decisiones políticas sobre el cierre y la reapertura de espacios interiores, como escuelas y negocios».
Junto con el desarrollador de aplicaciones, Khan, los investigadores ahora han hecho que su modelo esté disponible como una herramienta en línea, para ayudar a las personas a reducir riesgo para ellos mismos y para los demás en diferentes entornos interiores.
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El SARS-CoV-2 está evolucionando para mejorar su transmisión por el aire, según muestra un nuevo estudio Más información: Martin Z. Bazant et al, Monitoreo de dióxido de carbono para cuantificar el riesgo de transmisión de COV en el aire interior ID-19, Flujo (2021). DOI: 10.1017/flo.2021.10 Proporcionado por Cambridge University Press Cita: Los monitores de dióxido de carbono podrían rastrear el riesgo de COVID-19 en interiores casi en tiempo real (4 de octubre de 2021) consultado el 29 de agosto de 2022 en https:/ /medicalxpress.com/news/2021-10-carbon-dioxide-track-indoor-covid-.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.