La limpieza del aire interior puede prevenir la propagación de COVID-19. Pero es más difícil de lo que parece

A medida que los restaurantes, bares, negocios y escuelas vuelven a abrir y las solicitudes de enmascaramiento disminuyen para estar completamente vacunados, algunas personas preguntan cómo atraer clientes y estudiantes mientras continúan previniendo la propagación de las infecciones por COVID-19. Los científicos e ingenieros están realizando investigaciones que pueden ayudar a limpiar el aire, haciendo que la respiración sea más segura para todos.

Si bien ninguna solución funciona para todos los lugares, los espacios públicos deben enfocarse en una ventilación adecuada, filtración de aire, luces ultravioleta germicidas y monitoreo de la calidad del aire en lugar de desinfectar rigurosamente las superficies, dicen muchos científicos citando evidencia de que el virus persiste en el aire.

«Eso es lo que es realmente frustrante», dice José-Luis Jiménez, científico de aerosoles de la Universidad de Colorado Boulder. «Hemos desperdiciado miles de millones de dólares en desinfección, que no tiene ningún propósito, pero cosas como tener un filtro de $ 50 en cada clase, no lo hicimos».

Los científicos han estado debatiendo acaloradamente si el SARS-CoV-2 puede considerarse un virus transmitido por el aire. Si bien algunos investigadores argumentan que el coronavirus puede ser recogido por gotitas de saliva infectadas que han caído sobre las superficies, muchos otros argumentan que la posibilidad es mínima. Tocar una superficie contaminada tiene una probabilidad entre 10,000 de causar una infección, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU. Por lo tanto, es probable que el lavado de manos y las prácticas de limpieza estándar eliminen cualquier coronavirus que aterrice en las superficies o se aleje de sus manos.

Una gran cantidad de datos ahora sugiere que COVID-19 se propaga principalmente a través de la inhalación de partículas finas de aerosol que pueden permanecer suspendidas en el aire durante horas, argumentan los investigadores en publicaciones separadas que aparecen en línea el 14 de abril en. Revista médica británica y el 1 de mayo Mano. Diez líneas de evidencia científica apoyan la transmisión aérea, la Mano dice el informe, y pocos datos favorecen las gotas o el contacto con superficies contaminadas como el modo principal de propagación del virus. El 30 de abril, la Organización Mundial de la Salud actualizó su información de transmisión para reconocer los aerosoles como una fuente de propagación.

Aprender a limpiar el aire de aerosoles potencialmente cargados de virus podría tener beneficios para la salud a largo plazo y permitir que las empresas y las escuelas permanezcan abiertas durante futuras epidemias. Esto es prometedor porque aunque los casos de COVID-19, las hospitalizaciones y las muertes están disminuyendo en los Estados Unidos gracias a las vacunas, el uso de máscaras y las personas que se mudan al exterior a medida que el clima se calienta, el virus aún se está propagando ampliamente en algunos lugares. El 13 de mayo, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU. Actualizaron sus recomendaciones indicando que las personas completamente vacunadas ya no deben usar máscaras, excepto cuando lo exijan los requisitos federales, estatales, locales o tribales, incluidas las pautas de la empresa. O en el lugar de trabajo. Aún no se sabe si esto afectará los casos ni cómo, aunque algunos investigadores predicen que el coronavirus regresará cuando las personas se reúnan en el interior en otoño e invierno, lo que puede requerir enmascaramiento nuevamente.SN: 23/4/21). Las estrategias de purificación del aire pueden ayudar a detener el resurgimiento, así como a prevenir la gripe, los resfriados y muchas otras enfermedades, incluidas posibles pandemias futuras.

El aire interior debe regularse para el control de infecciones, al igual que los alimentos y el agua, proponen los expertos en aire el 14 de mayo. Ciencias. El aire interior se ha acondicionado principalmente para controlar los olores y la temperatura, pero los sistemas también deben actualizarse para eliminar los patógenos, dicen los científicos.

Eliminar los virus respiratorios de la circulación no solo mejoraría la salud, también sería bueno para las ganancias. Solo en los Estados Unidos, las pérdidas económicas anuales de la influenza ascienden a $ 11,2 mil millones, y otros virus respiratorios cuestan alrededor de $ 40 mil millones. Se estima que el daño mensual global de COVID-19 es de $ 1 billón.

«Debe haber un cambio en la percepción de que no podemos permitirnos el costo del control, porque los costos económicos de las infecciones pueden ser enormes y pueden superar los costos iniciales de la infraestructura para contenerlas», escribieron los científicos.

Noticias científicas habló con varios investigadores que compartieron consejos sobre formas sencillas de limpiar el aire, cómo evaluar si estos pasos funcionan y qué evitar.

Ventilación

La limpieza del aire es principalmente una cuestión de ventilación y filtración adecuadas. El equipo necesario para hacer estas cosas existe desde hace décadas.

“Tenemos las herramientas. Tenemos el conocimiento ”, dice Charles Haas, ingeniero ambiental de la Universidad Drexel en Filadelfia.

La ventilación reemplaza el aire viciado del interior con aire fresco del exterior, lo que diluye la concentración de los virus presentes. Simplemente hacer circular aire con ventiladores no es suficiente, dice Haas. «Si todo lo que está haciendo es moverse en aire sucio, el efecto neto no será beneficioso».

La mayoría de los expertos recomiendan reemplazar completamente el aire en una habitación seis veces cada hora. Este es un promedio para muchas escuelas, oficinas y hogares de ancianos, dice Nora Wang Esram, directora senior de investigación del American Council for an Energy-Efficient Economy con sede en Washington, DC. Los hospitales a menudo superan ese nivel de ventilación. Las casas se encuentran entre los lugares menos ventilados donde la gente pasa su tiempo, con algo de aire fresco solo una vez cada dos horas, dice.

Obtener una ventilación adecuada podría ser tan fácil como abrir una ventana o encender el ventilador de una unidad de calefacción y refrigeración. Pero existen compensaciones en el aumento de los costos de la energía, advierte Esram. «En general, decimos aumentar la ventilación, lo que significa que el ventilador tiene que funcionar más rápido. Abra la compuerta y traiga más aire fresco. Ponga un filtro. Pero hay un límite y un equilibrio. No es que se pueda maximizar todo de una vez «, dice.

Por ejemplo, abrir una ventana podría estar bien en días templados y con brisa. Pero cuando hace un calor abrasador o un frío glacial, durante la temporada de alergias o cuando los incendios o la contaminación hacen que respirar el aire del exterior sea peligroso, las ventanas no son una opción. En ese caso, la calefacción, ventilación y aire acondicionado de un edificio o el sistema HVAC pueden ser un buen reemplazo, si no mejor.

Investigadores en Alemania probaron cómo la ventilación cruzada de dos ventanas abiertas funcionaba contra un sistema HVAC para eliminar las partículas de aerosol de un aula universitaria. En invierno, las corrientes de aire frío de las ventanas abiertas rápidamente hicieron que las condiciones del aula fueran incómodamente frías. Las personas necesitarían abrir repetidamente las ventanas durante 10 minutos y cerrarlas durante cinco minutos para funcionar de manera similar al sistema HVAC, que realiza seis cambios de aire por hora y mantiene las temperaturas cómodas, informaron los investigadores el 20 de marzo en medRxiv.org. El trabajo es preliminar y aún no ha sido revisado por otros científicos. Pero en este caso, HVAC fue el ganador.

En muchos lugares, incluidas oficinas, hoteles y tiendas, las ventanas no se abren. Allí, el sistema de calefacción y refrigeración es la única opción para ventilar el aire viciado y traer aire fresco del exterior. Muchos edificios modernos ya cuentan con sistemas HVAC que brindan una ventilación adecuada, dice Martin Bazant, físico e ingeniero químico del MIT que ha desarrollado una herramienta para ayudar a las personas a calcular cuánta ventilación necesitan para su espacio.

Lo que está sucediendo en una habitación marca una gran diferencia en la cantidad de virus que puede ser necesario eliminar del aire, informan Bazant y el colega del MIT John Bush, un matemático aplicado, el 27 de abril en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias. “Una parte interesante de la ciencia que se ha desarrollado durante el último año … es la gran dependencia de la vocalización [for] generación de aerosoles «, dice Bazant». Por ejemplo, respirar con dificultad mientras hace ejercicio no genera muchas más gotas. Realmente proviene de tus cuerdas vocales. «Hablar o cantar genera más partículas de aerosol y cuanto más fuerte es el sonido, más aerosoles se generan. Por lo tanto, una sala de coro necesitaría más ventilación que una biblioteca escolar donde la gente se sienta en silencio.

Filtración

Otro aspecto a considerar: una mayor ventilación en una habitación puede transportar virus infecciosos a las habitaciones conectadas a través de los respiraderos de HVAC, informan los investigadores el 15 de junio. Construcción y medio ambiente. Los sistemas de manejo de aire y calefacción central que sirven a varias habitaciones son comunes en escuelas, centros comerciales, edificios residenciales y oficinas, dice el coautor Timothy Salsbury, ingeniero mecánico del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico en Richland, estado de Washington. Si una persona con COVID-19 estuviera en una habitación y el sistema HVAC estuviera apagado, las partículas del virus infeccioso habrían permanecido en esa habitación, dice. «Tan pronto como comienzas a agregar flujo de aire al espacio, mueves el virus del archivo de la habitación infectada al archivo no infectado [connecting] habitación.»

Y aquí es donde entra la filtración. Los expertos recomiendan filtrar el aire a través de materiales que pueden atrapar partículas en el aire que contienen el virus. Dichos dispositivos incluyen filtros HEPA o filtros para hornos y acondicionadores de aire con un valor de informe de eficiencia mínimo, o MERV, calificación de 13. (Las calificaciones de MERV varían de 1 a 16. Cuanto mayor sea el número, más eficazmente el filtro puede capturar partículas pequeñas. ) Aumentar la filtración para extraer el coronavirus del aire puede ser un buen sustituto para aumentar la ventilación, dice Jiménez.

La mayoría de los edificios nuevos en los Estados Unidos siguen los códigos de construcción que requieren filtros de clasificación MERV8 o superior. Pero muchos edificios más antiguos tienen sistemas HVAC que no pueden manejar filtros de nivel superior, que tienen más resistencia y requieren más presión para dejar pasar el aire, dice Esram. «Si la presión aumenta [too much], dañará su sistema HVAC «, dice.

Si los edificios no pueden soportar una filtración adicional en la unidad central y los propietarios de los edificios no pueden permitirse actualizar el sistema HVAC, las máquinas portátiles de purificación de aire pueden ayudar. Hay muchas unidades pequeñas disponibles que pueden filtrar el aire en una habitación. Entre los mejores se encuentran los filtros de partículas de alta eficiencia, más conocidos como filtros HEPA.

Los filtros HEPA eliminan eficazmente virus, polen, polvo, bacterias y otras partículas del aire. Algunas unidades pueden ser costosas, dice Esram, y tienden a mover el aire lentamente, reduciendo efectivamente la cantidad de cambios de aire por hora. Algunas salas grandes o salas donde se congregan muchas personas, como las aulas, pueden necesitar más unidades.

Un estudio en los Países Bajos descubrió que las unidades HEPA despejaban el aire de las burbujas que esperaban los aerosoles portadores de coronavirus mejor que las puertas y ventanas abiertas. Pero los participantes del estudio dijeron que las unidades eran demasiado ruidosas y creaban borradores molestos, informaron los investigadores el 15 de enero. Construcción y medio ambiente. Algunos restaurantes están experimentando con filtros de mesa que pueden aspirar los vapores de los comensales y enviar aire filtrado hacia el cielo en lugar de la cara de un compañero de cena.

Mucha gente tiene la idea errónea de que los equipos de purificación de aire tienen que ser de alta tecnología y costosos para ser efectivos, dice Marwa Zaatari, científica de la construcción con experiencia en la calidad del aire interior y socia de D Zine Partners, una empresa con sede en Texas que diseña aire interior. sistemas de calidad. Todo lo que realmente necesitas es un ventilador y un filtro, dice. Bueno, cinco filtros.

Una caja Corsi (en la imagen) es una solución de filtración de aire interior de bajo costo que puede hacer usted mismo y que consta de un ventilador de caja más cinco filtros dispuestos en un cubo.

Las cajas Corsi, que llevan el nombre del ingeniero ambiental Richard Corsi de la Universidad Estatal de Portland en Oregon, consisten en cubos formados por cinco filtros MERV con un ventilador como sexto lado. La unidad de filtración de bricolaje es una alternativa de costo relativamente bajo que incluso los inquilinos que no controlan el sistema central de HVAC de su edificio pueden usar.

Los filtros eliminarán los virus del aire a largo plazo, pero a menos que haya un filtro entre dos personas, no detendrán la transmisión de virus a corto plazo, dice Bazant. Es por eso que las máscaras son importantes (SN: 12/2/21). Si ambas personas usan máscaras, es como tener dos filtros, dice.

Los restaurantes y bares tienen un desafío adicional en el departamento de filtración porque los clientes no usan máscaras mientras comen y beben. Y demorarse durante la cena puede crear una nube de partículas para que otros comensales respiren, dice Kimberly Prather, científica de aerosoles de la Institución de Oceanografía Scripps en La Jolla, California. Cuanto más tiempo pasan las personas en un aire potencialmente cargado de virus, mayor es el riesgo de infección, dice. «Es solo cuestión de tiempo. No es solo un respiro ”mientras la gente pasa por la calle.

Vigilancia

¿Cómo pueden saber los comensales, los clientes de las tiendas, los estudiantes y los profesores si están respirando aire seguro? No hay garantías, pero Jiménez, Prather y otros expertos creen que EE. UU. Debería seguir las señales de otros países y publicar los niveles de dióxido de carbono fuera de los negocios y las aulas como un indicador del aire fresco.

La gente exhala CO2 todo el tiempo. De hecho, cada respiración exhalada contiene aproximadamente un 4 por ciento de dióxido de carbono, dice Jiménez. (El resto es principalmente nitrógeno y oxígeno, pero puede contener pequeñas cantidades de miles de otros compuestos). Sin la ventilación adecuada, el CO2 los niveles se acumulan. Y eso no es nada bueno, dice Jiménez. «Nos volvemos más tontos cuando hay un alto nivel de CO2«, dice. Los estudios han demostrado que el rendimiento de los estudiantes se ve afectado y las personas tienen dificultades para tomar decisiones cuando aumentan los niveles de dióxido de carbono.

Peor aún, los niveles altos de dióxido de carbono significan una mayor probabilidad de que «el aire que usted respira ya haya estado en los pulmones de otra persona», dice Jiménez. «No quiere que sus pulmones toquen el aire que ha sido tocado por otros pulmones».

En el exterior, el aire que respiran las personas se diluye rápidamente. De cada millón de moléculas de aire exterior, unas 400 son dióxido de carbono, una concentración de 400 partes por millón. Idealmente, el aire interior no debe exceder las 700 partes por millón de CO2, Dice Jiménez.

Un grupo australiano llamado CO2Guerrillas tuiteó las lecturas de dióxido de carbono para crear conciencia sobre la mala calidad del aire. Pequeño CO2 Los monitores (uno en la foto) en espacios públicos podrían ayudar a los visitantes a evaluar la calidad de la ventilación del aire.

Un monitor portátil de dióxido de carbono puede indicar a las personas si la tienda o el cine al que están ingresando tiene suficiente ventilación. Pero no encaja perfectamente, señala Jiménez. El aire filtrado puede estar un poco congestionado, pero tendría un menor riesgo de infección que el aire sin filtrar. Y las actividades, como una clase de gimnasia o una práctica de coro, en una sala pueden producir CO2 niveles similares otras situaciones, pero conllevan 100 veces más riesgo de infección, informaron él y su colega de la Universidad de Colorado Zhe Peng en línea el 5 de abril en Cartas de ciencia y tecnología ambiental..

Esterilización

Algunas empresas han propuesto rociar desinfectantes químicos que podrían matar el virus en el aire, dice Esram. Una propuesta podría liberar una neblina de productos químicos en una sala de cine para desinfectar el aire. Puede que esté bien cuando no haya gente. Pero no ayudaría con la nube de aerosol que los espectadores emiten constantemente cuando respiran, animan, ríen o jadean ante las payasadas en la pantalla. «Nadie quiere ser rociado mientras come palomitas de maíz», dice Esram.

Existe una técnica de esterilización que podría usarse mientras las personas están en la habitación, dice Prather. La luz ultravioleta germicida puede atacar al virus y matarlo en el aire. Se ha demostrado que al menos la radiación ultravioleta-C destruye la capa de proteína externa del virus del SARS original. Nadie sabe exactamente cuánto UV-C se necesita para inactivar el SARS-CoV-2.

Sin embargo, las luces UV-C instaladas en las partes superiores de las habitaciones y protegidas de los ojos de las personas pueden matar virus y bacterias persistentes, haciendo que el aire sea más seguro, dice Prather. «Pero puedes estar equivocado», dice. Estos sistemas deben ser instalados por profesionales y pueden resultar costosos. Sin embargo, las luces UV germicidas correctamente instaladas pueden ayudar a proteger contra una variedad de patógenos, no solo el SARS-CoV-2.

Sin embargo, no todas las luces ultravioleta son iguales. Los consumidores deben tener cuidado con las lámparas de oxidación fotocatalítica UV, o PCO, dice Zaatari, el científico de la construcción de Texas. Esas lámparas iluminan la luz ultravioleta sobre un catalizador para crear sustancias químicas que pueden matar a los patógenos. Pero la reacción puede producir formaldehído y otras sustancias químicas potencialmente dañinas que pueden dañar los pulmones de las personas.

La limpieza del aire interior puede prevenir la propagación de COVID-19.  Pero es más difícil de lo que parece, Forma parte de la Vida
La Autoridad de Tránsito Metropolitano de la ciudad de Nueva York lanzó recientemente un programa piloto para esterilizar vagones del metro, autobuses y otras instalaciones con luz ultravioleta que mata virus (en la foto).Marc A. Hermann / MTA Tránsito de la ciudad de Nueva York

Otro producto a evitar son los ionizadores, que a menudo se incorporan a los purificadores de aire junto con los filtros HEPA. Las empresas también han comercializado la «ionización bipolar» como una forma de matar el virus en el aire. Estos limpiadores de aire electrónicos funcionan creando ozono, peróxido de hidrógeno gaseoso y otros químicos que pueden o no matar el virus, pero también pueden dañar los pulmones, dice Zaatari. Escribió una carta abierta instando a las escuelas y organizaciones que establecen estándares de construcción a no usar los dispositivos.

Algunas empresas afirman que sus ionizadores no producen ozono. Bien podría serlo, pero el ozono es lo que está haciendo el trabajo para matar a los patógenos, dice Zaatari. «Entonces, cuando nos muestran una prueba sin ozono, sabemos que la efectividad es cercana a cero».

La efectividad de estos productos no ha sido probada como ventilación, filtración e irradiación UV-C, dice. «En el mejor de los casos, no funcionan y en el peor, producen subproductos dañinos», dice Zaatari. “No hay escasez de soluciones probadas. Entonces, ¿por qué deberíamos, en tiempos de incertidumbre, hacer cosas inciertas? «

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