Aerodin\u00e1mica en la cabina: en las ventanas, un experto mide el flujo de aire usando sensores de presi\u00f3n de aire. Cr\u00e9dito: Streamwise GmbH <\/p>\n
COVID-19 es dif\u00edcil de evaluar, y los modelos matem\u00e1ticos complejos para cuantificar los riesgos de infecci\u00f3n son, en \u00faltima instancia, intentos de aproximarse a la realidad tambi\u00e9n en el caso de las estaciones de esqu\u00ed y las muchas personas que pasan el rato en las pistas de esqu\u00ed. Es por eso que un equipo liderado por Ivan Lunati del laboratorio de Estudios Multiescala en F\u00edsica de la Construcci\u00f3n de Empa comenz\u00f3 su trabajo precisamente en esta realidad: en los telef\u00e9ricos y caba\u00f1as de la estaci\u00f3n de esqu\u00ed Engelberg-Trbsee-Titlis. <\/p>\n
Para explorar el factor de intercambio de aire, que se sabe que desempe\u00f1a un papel importante en la propagaci\u00f3n de pat\u00f3genos, los investigadores realizaron mediciones in situ. Examinaron tres tipos de camarotes: uno m\u00e1s peque\u00f1o llamado Omega 3 con un volumen de poco m\u00e1s de cinco metros c\u00fabicos para un m\u00e1ximo de ocho pasajeros y dos camarotes m\u00e1s grandes con espacio para 80 y 77 personas, respectivamente, y un volumen de poco menos de 40 y poco menos de 50 metros c\u00fabicos.<\/p>\n
El aire fluye a trav\u00e9s de las ventanas en vivo<\/p>\n
El equipo de Empa utiliz\u00f3 por primera vez un sistema m\u00f3vil para explorar c\u00f3mo se mueve el aire en estos veh\u00edculos: En colaboraci\u00f3n con la empresa Streamwise , se utilizaron sensores de presi\u00f3n de aire para registrar la distribuci\u00f3n espacial del flujo en tiempo real. A partir de estos datos, los investigadores calcularon las tasas de intercambio de aire para los respectivos tipos de cabina.<\/p>\n
Las mediciones de las concentraciones de CO2, consideradas un buen indicador del intercambio de aire interior, apuntaban en la misma direcci\u00f3n. Durante los viajes en la caba\u00f1a m\u00e1s peque\u00f1a desde el valle hasta la estaci\u00f3n de monta\u00f1a a poco m\u00e1s de 2400 metros de altitud, dos sensores a la altura de la cabeza y del vientre registraron la concentraci\u00f3n del gas. El resultado: si ambas ventanas correderas del lado derecho de la cabina estaban cerradas, la concentraci\u00f3n de CO2 aumentaba casi linealmente hasta la siguiente parada, cuando las puertas se abr\u00edan de nuevo. Si una de las dos ventanas estaba abierta, el aumento de CO2 era significativamente menor. Y con dos ventanas abiertas, el valor se estabiliz\u00f3 r\u00e1pidamente alrededor de 500 ppm, o partes por mill\u00f3n, luego de un valor inicial de 400 ppm, correspondiente al aire ambiente.<\/p>\n
Aunque la campa\u00f1a de medici\u00f3n de CO2 a\u00fan est\u00e1 en curso, ya confirm\u00f3 los resultados de las mediciones de la presi\u00f3n del aire. M\u00e1s concretamente, el aire se recambi\u00f3 138 veces por hora en la cabina m\u00e1s peque\u00f1a, 180 veces en la cabina mediana y solo 42 veces en la cabina m\u00e1s grande. Seg\u00fan Lunati, la causa de la tarifa reducida en la cabina m\u00e1s grande son las ventanas con bisagras en el techo de la cabina: \u00abA diferencia de los otros tipos de cabina, el flujo de aire a trav\u00e9s de la corriente de aire es muy sensible\u00bb, explica. \u00abAll\u00ed hay condiciones de flujo m\u00e1s complicadas, lo que hace que el intercambio de aire sea menos eficiente\u00bb.<\/p>\n
Los colores y las flechas muestran en tiempo real con qu\u00e9 fuerza y en qu\u00e9 direcci\u00f3n fluye el aire exterior hacia la cabina. Cr\u00e9dito: Streamwise GmbH <\/p>\n
A primera vista, una tasa de 42 cambios de aire por hora puede parecer baja, pero una comparaci\u00f3n con otros entornos interiores deja la impresi\u00f3n algo clara: en un tren, se realizan de siete a 14 cambios de aire, y en una oficina promedio de dos personas, solo alrededor de un cambio de aire por hora. Por lo tanto, en las cabinas de los telef\u00e9ricos, las ventanas abiertas claramente ayudan a reducir el riesgo de altas concentraciones de aerosoles.<\/p>\n
Sin embargo, \u00bfqu\u00e9 pasa con las tasas de emisi\u00f3n de pat\u00f3genos? Es un punto complicado, dice Lunati, porque algunas de las propiedades del SARS-CoV-2 a\u00fan no se conocen bien. Adem\u00e1s, se sabe que la tasa de emisi\u00f3n depende del comportamiento de una persona infectada. \u00bfRespira tranquilamente o est\u00e1 tan cansado de esquiar que resopla violentamente? \u00bfSe r\u00ede, habla y si es as\u00ed, en voz alta o en voz baja? Seg\u00fan Lunati, los buenos datos sobre esto son actualmente escasos. Adem\u00e1s, la f\u00edsica de c\u00f3mo las gotas y los aerosoles se propagan en una habitaci\u00f3n no se comprende completamente.<\/p>\n
Para imitar la realidad lo m\u00e1s cerca posible, los investigadores de Empa mejoraron los modelos de c\u00e1lculo que a menudo se usan para estimar virus. brotes y los utilizaron para desarrollar su propia estimaci\u00f3n. Al hacerlo, tambi\u00e9n tuvieron en cuenta la tasa de infecci\u00f3n dentro de la poblaci\u00f3n general, es decir. la probabilidad de que uno, dos o incluso m\u00e1s portadores de virus est\u00e9n presentes en una cabina. Un ejemplo num\u00e9rico simple para una caba\u00f1a con cinco personas: si el virus infecta al 0.1 por ciento de la poblaci\u00f3n, la probabilidad de que una persona infectada no detectada est\u00e9 presente estad\u00edsticamente ser\u00eda de alrededor de una en 200 y una en 10,000 de que dos personas infectadas est\u00e9n en la caba\u00f1a. Si el 1 por ciento de la poblaci\u00f3n estuviera infectada, esta probabilidad aumentar\u00eda a 1:20 para una y 1:1000 para dos personas infectadas en la cabina.<\/p>\n
Una tasa de infecci\u00f3n de una de cada 100 personas es bastante realista, ya que un valor m\u00e1ximo durante una pandemia, dice Lunati; tambi\u00e9n corresponde a los resultados de una prueba masiva reciente en el cant\u00f3n de los Grisones. Bajo estos supuestos, un escenario del mundo real, en el que 80 personas ocupen la cabina por completo, ser\u00eda por supuesto m\u00e1s delicado. Seg\u00fan los expertos de Empa, la probabilidad de que una persona en la cabina se infecte sin ser detectada es de un 36 %, y de dos pasajeros infectados de un 14 %.<\/p>\n
\u00bfCena, oficina o telef\u00e9rico? Riesgos en comparaci\u00f3n<\/p>\n
Usando estos y otros factores, como el tiempo que tardan los pat\u00f3genos en volverse inactivos, los investigadores calcularon primero los riesgos de infecci\u00f3n para las personas susceptibles en la cabina y, a partir de esto, finalmente, el riesgo para todos los pasajeros. . Los par\u00e1metros m\u00e1s importantes son la tasa de intercambio de aire, el n\u00famero de personas infectadas por volumen de aire y el tiempo total de viaje. Los resultados para una cabina m\u00e1s peque\u00f1a (ocho personas, ventanas abiertas) pueden ilustrarse mediante una comparaci\u00f3n con otras ubicaciones. Una cena de 30 metros cuadrados con ocho personas hablando en voz alta ser\u00eda mucho m\u00e1s arriesgada. El riesgo de infecci\u00f3n durante un viaje de 12 minutos en la cabina m\u00e1s peque\u00f1a tambi\u00e9n es significativamente menor que durante una jornada laboral de ocho horas en una oficina de 20 metros cuadrados para dos, con una tasa de cambio de aire de una vez por hora. Por lo tanto, si las ventanas de la cabina se dejan abiertas, un d\u00eda de esqu\u00ed con algunos viajes en telef\u00e9rico resulta en un riesgo de infecci\u00f3n significativamente menor que un d\u00eda completo de trabajo en una oficina de dos personas con poca ventilaci\u00f3n.<\/p>\n
Las estimaciones de los investigadores de Empa se dise\u00f1aron inicialmente para un escenario \u00absin m\u00e1scaras\u00bb. \u00abQuer\u00edamos determinar el riesgo puro de infecci\u00f3n por pasar tiempo en las cabinas de los telef\u00e9ricos\u00bb, explica Lunati. \u00abCuando se usan correctamente, las m\u00e1scaras reducen el riesgo de acuerdo con su rendimiento de filtrado respectivo. Protegen muy bien, especialmente contra la transmisi\u00f3n de gotas m\u00e1s grandes, por ejemplo, al hablar\u00bb.<\/p>\n
Los colores y las flechas muestran en tiempo real con qu\u00e9 intensidad y en qu\u00e9 direcci\u00f3n del flujo de aire exterior hacia la cabina. Cr\u00e9dito: Streamwise GmbH <\/p>\n
Menos pasajeros = menor riesgo<\/p>\n
\u00bfQu\u00e9 recomendaciones espec\u00edficas se pueden derivar de los nuevos hallazgos? Adem\u00e1s del obvio consejo de \u00ab\u00a1Ventilen por favor!\u00bb tambi\u00e9n vale la pena limitar el n\u00famero de pasajeros por viaje. \u00abDe todos modos, esto ya se hace en las estaciones de esqu\u00ed y definitivamente es una buena estrategia\u00bb, dice Lunati.<\/p>\n
En cualquier caso, dicha informaci\u00f3n deber\u00eda ser \u00fatil para los operadores de telef\u00e9ricos. \u00abLa cooperaci\u00f3n con Empa nos permite obtener datos de medici\u00f3n profesionales e independientes\u00bb, dice el director de marketing Urs Egli de Titlis Bergbahnen. \u00abApreciamos mucho esta cooperaci\u00f3n. Y dada la situaci\u00f3n actual, es a\u00fan m\u00e1s valiosa para nosotros\u00bb.<\/p>\n
Toser en la mira de la ciencia<\/p>\n
En el futuro, los investigadores de Empa quieren para refinar a\u00fan m\u00e1s sus modelos computacionales o incluso desarrollar enfoques completamente nuevos para acercarse a\u00fan m\u00e1s a la realidad. Tambi\u00e9n quieren mejorar la base de datos para la propagaci\u00f3n del virus con una \u00abm\u00e1quina para la tos\u00bb especialmente dise\u00f1ada y desarrollada en su laboratorio. Desde dos cilindros, comparables a los l\u00f3bulos de los pulmones humanos, el aire comprimido especial ingresa a una \u00abcabeza\u00bb a trav\u00e9s de mangueras: calentado a la temperatura corporal, enriquecido con humedad y gotas, cuya propagaci\u00f3n luego es registrada por dos c\u00e1maras tambi\u00e9n adecuado para probar futuras m\u00e1scaras protectoras .<\/p>\n
Ya est\u00e1n en marcha conversaciones sobre la cooperaci\u00f3n con el fabricante de telef\u00e9ricos CWA, con sede en Olten, que ha estado siguiendo y apoyando la investigaci\u00f3n de Lunati. \u00abHasta ahora, el tema del intercambio de aire se ha tratado de manera bastante madrastra\u00bb, dice Massimo Ratti. Datos como los de Empa, dice el director t\u00e9cnico de CWA, ser\u00edan realmente \u00fatiles no solo en la situaci\u00f3n actual, sino tambi\u00e9n con respecto a los futuros telef\u00e9ricos en el transporte p\u00fablico. Al fin y al cabo, las exigencias all\u00ed son incluso m\u00e1s altas que en las estaciones de esqu\u00ed, explica el experto: \u00abNos interesar\u00eda mucho participar en un proyecto de investigaci\u00f3n de cabinas con una circulaci\u00f3n de aire a\u00fan mejor\u00bb. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
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