¿Adentro, afuera, a 6 pies de distancia? Se puede cuantificar el riesgo de transmisión de virus en el aire
La cadena de infección de una enfermedad cuya propagación depende de las interacciones humanas. Crédito: Mj Riches
En la película de 1995 «Outbreak», el personaje de Dustin Hoffman se da cuenta, con un horror dramático apropiado, de que un virus infeccioso está «en el aire» porque se descubre que se está propagando a través de los conductos de ventilación de los hospitales.
La cuestión de si nuestro virus pandémico de la vida real, el SARS-CoV-2, está «en el aire» es previsiblemente más compleja. La evidencia actual sugiere que el COVID-19 se propaga principalmente a través de las gotitas respiratorias, las pequeñas partículas líquidas que estornudas o toses, que viajan una cierta distancia y caen al suelo. Pero está aumentando el consenso de que, en las circunstancias adecuadas, las partículas flotantes más pequeñas llamadas aerosoles pueden transportar el virus a distancias más largas y permanecer suspendidas en el aire durante períodos más largos. Los científicos todavía están determinando la forma favorita de viajar del SARS-CoV-2.
Que faltaba ciencia sobre cómo se propaga COVID-19 parecía evidente hace un año para Tami Bond, profesora del Departamento de Ingeniería Mecánica y Walter Scott, Jr. Cátedra Presidencial de Energía, Medio Ambiente y Salud. Como investigador de ingeniería, Bond dedica tiempo a pensar en el movimiento y la dispersión de los aerosoles, un término general para partículas lo suficientemente ligeras y pequeñas como para flotar en el aire, ya sea humo de cigarrillo, rocío marino o laca para el cabello.
«Rápidamente quedó claro que había algún componente aéreo de transmisión», dijo Bond. «Un virus es un aerosol. En cuanto a la salud, son diferentes a otros aerosoles como la contaminación, pero físicamente no lo son. Flotan en el aire y su movimiento depende de su tamaño».
El La carrera por la comprensión científica del nuevo coronavirus se ha centrado comprensiblemente en los mecanismos biológicos: cómo se infectan las personas, la respuesta del cuerpo humano y el camino más rápido hacia una vacuna. Como científico de aerosoles, Bond tomó una ruta diferente, convocando a un equipo en la Universidad Estatal de Colorado que trataría el virus como cualquier otro aerosol. Este equipo, publicado ahora en Environmental Science and Technology, se propuso cuantificar la dinámica de cómo los aerosoles, como los virus, viajan de una persona a otra, en diferentes circunstancias.
La muestra representativa de conocimientos para responder a esta pregunta existían en masa en la CSU, descubrió Bond. El equipo que reunió incluye epidemiólogos, científicos de aerosoles y químicos atmosféricos, y juntos crearon una nueva herramienta para definir cómo los patógenos infecciosos, incluido el SARS-CoV-2, se transportan en el aire.
Aire respirado de manera efectiva
Su herramienta es una métrica que denominan Volumen Reinhalado Efectivo, o simplemente, la cantidad de aire exhalado por una persona que, en el momento en que viaja a la siguiente persona, contiene la misma cantidad de partículas. El tratamiento agnóstico de las partículas portadoras de virus como cualquier otro aerosol permitió al equipo hacer comparaciones objetivas basadas en la física entre diferentes modos de transmisión, explicando cómo el tamaño de las partículas afectaría la cantidad de partículas que viajaron de una persona a otra.
Examinaron tres categorías de tamaños de partículas que cubren un rango biológicamente relevante: 1 micrón, 10 micrómetros y 100 micrómetros, aproximadamente del ancho de un cabello humano. Las gotas más grandes expulsadas al estornudar estarían más cerca de la región de 100 micrones. Las partículas más cercanas al tamaño de un solo virión estarían en la región de 1 micrón. Cada uno tiene características de viaje aéreo muy diferentes y, según el tamaño de las partículas, se aplicarían diferentes medidas de mitigación, desde abrir una ventana hasta aumentar el suministro de aire fresco a través de un sistema HVAC.
Recopilaron un conjunto de modelos para comparar diferentes escenarios. Por ejemplo, el equipo comparó el volumen reinhalado efectivo de alguien que se encuentra al aire libre a 6 pies de distancia, con el tiempo que le llevaría a alguien volver a respirar la misma cantidad de aire en el interior pero estando más lejos.
Crédito: Universidad Estatal de Colorado
El confinamiento importa
El equipo descubrió que el distanciamiento en interiores, incluso de 6 pies de distancia, no es suficiente para limitar las exposiciones potencialmente dañinas, porque el confinamiento en interiores permite que se acumulen volúmenes de partículas en el aire. Estas ideas no son reveladoras, ya que la mayoría de las personas evitan el confinamiento en espacios interiores y, en general, se sienten más seguras al aire libre. Sin embargo, lo que muestra el artículo es que el efecto del confinamiento en interiores y el posterior transporte de partículas se puede cuantificar, y se puede comparar con otros riesgos que las personas consideran aceptables, dijo Bond.
Los coautores Jeff Pierce en ciencias atmosféricas y Jay Ham en ciencias del suelo y cultivos ayudaron al equipo a comprender la turbulencia atmosférica de maneras que podrían compararse en ambientes interiores y exteriores.
Pierce dijo que buscaba limitar la forma en que las partículas que contienen virus se dispersan como una función de la distancia de la persona emisora. Cuando llegó la pandemia el año pasado, el público tenía muchas preguntas sobre si era seguro correr o andar en bicicleta por los senderos, dijo Pierce. Los investigadores encontraron que las interacciones de mayor duración al aire libre a más de 6 pies de distancia parecían más seguras que las interacciones de duración similar en interiores, incluso si las personas estaban más separadas en el interior, debido a que las partículas llenaban la habitación en lugar de ser arrastradas por el viento.
«Comenzamos bastante temprano en la pandemia, y todos estábamos llenos de preguntas sobre: ‘¿Qué situaciones son más seguras que otras?’ Nuestra experiencia conjunta nos permitió encontrar respuestas a esta pregunta, y aprendí mucho sobre la filtración de aire y el intercambio de aire en mi hogar y en mi salón de clases de CSU», dijo Pierce.
Más para aprender
Lo que no está claro es qué tamaño de partículas es más probable que cause la infección por COVID-19.
Los virus pueden transportarse en gotitas grandes y pequeñas, pero es probable que haya un «punto óptimo» entre el tamaño de las gotitas; capacidad de dispersarse y permanecer en el aire; y el tiempo de desecación, todos los cuales influyen en el potencial infeccioso, explicó Angela Bosco-Lauth, coautora del artículo y profesora asistente en ciencias biomédicas.
El artículo incluye un análisis del riesgo relativo de infección de diferentes escenarios al aire libre y medidas de mitigación, según la cantidad de partículas que se inhalan.
«El problema que enfrentamos es que todavía no sabemos cuál es la dosis infecciosa para las personas», dijo Bosco-Lauth. «Ciertamente, cuanto más virus presente, mayor será el riesgo de infección, pero no tenemos un buen modelo para determinar la dosis para las personas. Y cuantificar el virus infeccioso en el aire es tremendamente difícil».
El equipo ahora busca preguntas de seguimiento, como comparar diferentes medidas de mitigación para reducir la exposición a virus en interiores. Algunas de estas consultas caen en la categoría de «cosas que ya sabes, pero con números», dijo Bond. «La gente ahora piensa, está bien, más ventilación es mejor, o permanecer afuera es mejor, pero no hay mucha cuantificación ni números detrás de esas recomendaciones», dijo Bond.
Bond espera que el trabajo del equipo pueda sentar las bases para una cuantificación más inicial de la dinámica de transmisión en el desafortunado caso de otra pandemia. «Esta vez, hubo muchas conjeturas al principio, porque la ciencia de la transmisión no estaba completamente desarrollada», dijo. «No debería haber una próxima vez».
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Siga las últimas noticias sobre el brote de coronavirus (COVID-19) Más información: Tami C. Bond et al, Quantifying Proximity, Confinement, and Interventions in Disease Outbreaks: Un marco de apoyo a la toma de decisiones para patógenos transportados por aire, ciencia y tecnología ambientales (2021). DOI: 10.1021/acs.est.0c07721 Información de la revista: Environmental Science and Technology , Environmental Science & Technology
Proporcionado por Colorado State University Cita: Interiores, exteriores, 6 pies de distancia? El riesgo de transmisión de virus en el aire se puede cuantificar (2 de marzo de 2021) consultado el 30 de agosto de 2022 en https://medicalxpress.com/news/2021-03-indoors-outdoors-feet-transmission-airborne.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.