¿Qué papel juega el aire acondicionado en la propagación de COVID-19?


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El 26 de junio de 2020, NBC ejecutó un historia eso planteó la posibilidad de que el aire acondicionado (AC) pudiera propagar la enfermedad por coronavirus COVID-19. La pregunta es de importancia central ya que las empresas y los funcionarios de salud pública buscan formas seguras de reabrir aspectos de la economía. También es, lamentablemente, una pregunta que carece de una respuesta fácil o procesable, y una que revela los límites de nuestra comprensión sobre cómo, cuándo y dónde se propaga COVID-19.

NBC News destacó los comentarios del gobernador de Nueva York Andrew Cuomo, quien dijo en una conferencia de prensa del 24 de junio que dice: “Hay algunos informes … que el aire acondicionado puede no estar limpiando el aire del virus, solo recirculando el aire con el virus … Estamos estudiando eso, y tan pronto como obtengamos más información, tomaremos una decisión informada “.

Los informes de NBC también destacaron un abril de 2020 estudiar publicado en la revista del Centro para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) Emerging Infection Diseases, que planteó la posibilidad de un caso de transmisión de COVID relacionado con el aire acondicionado en un restaurante de Hong Kong. En pinceladas amplias, los autores del estudio razonaron que un brote que vio cómo COVID-19 (también conocido como SARS-CoV-2) se propagó de una familia a otras tres familias en un restaurante con aire acondicionado solo podría haber sucedido si “fuerte flujo de aire del aire acondicionado … gotitas propagadas “.

La mayoría de los expertos citados en la NBC reporte, incluido el médico de enfermedades infecciosas Amesh Adalja del Centro para la Seguridad de la Salud de Johns Hopkins y el virólogo y colaborador de NBC Joseph Fair, se mostraron escépticos. La Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado, una “Organización dedicada a promover las artes y las ciencias de la calefacción, ventilación, aire acondicionado y refrigeración para servir a la humanidad y promover un mundo sostenible”, lanzó un declaración argumentando que “la ventilación y la filtración que proporcionan los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado pueden reducir la concentración de SARS-CoV-2 en el aire y, por lo tanto, el riesgo de transmisión a través del aire”.

Comprender la variedad de opiniones sobre el tema de COVID-19 y el aire acondicionado requiere una comprensión de la dinámica física de la transmisión de aerosoles. Es concebible que los acondicionadores de aire faciliten la propagación de COVID-19 mediante el transporte de gotas virales de un punto a otro, pero también es concebible que el aire acondicionado pueda reducir el riesgo al reemplazar y diluir el aire en un espacio infectado. Sin embargo, una cosa es segura, es que ninguna cantidad de modificaciones en un espacio interior puede igualar la seguridad comparativa de un espacio exterior en términos de transmisión aérea de COVID.

COVID-19 y transmisión aérea

Hablando en general, tres categorias cubrir la posible transmisión de COVID-19 de persona a persona: “transmisión de gotas” en la que se expulsan gotas grandes de un individuo infectado “con suficiente impulso para impactar directamente en la boca, nariz u” ojos de los receptores; “Transmisión de contacto” que ocurre cuando esas gotas grandes caen sobre una superficie que luego es tocada por un receptor que luego físicamente lleva partículas virales a su propio sistema respiratorio al tocar la cara; y lo que se conoce como “transmisión aérea”. El distanciamiento social de seis pies y el lavado regular de manos, prácticas muy promovidas en los primeros días de la pandemia, están diseñados para reducir el riesgo de transmisión de gotas y transmisión de contacto, respectivamente. Máscaras también efectivamente reducir La distancia de recorrido de estas partículas de gotas más grandes.

A diferencia de las otras dos rutas que involucran “gotitas” que son lo suficientemente grandes como para caer al suelo bajo la influencia de la gravedad, la ruta en el aire involucra “aerosoles” que son partículas lo suficientemente pequeñas como para mantenerse flotantes en el aire. Estas clases amplias no son mutuamente excluyentes, Rajat Mittal, un profesor de la Universidad Johns Hopkins con citas conjuntas en el Departamento de Ingeniería Mecánica y la Facultad de Medicina, nos dijo en una entrevista telefónica.

En el COVID-19 literatura, la distinción entre gota y aerosol generalmente se coloca a 5 micras. “Desde un punto de vista funcional”, nos dijo Mittal, “cualquier gota que no caiga directamente al suelo bajo la influencia de la gravedad [which] puede ser suspendido en el aire y movido por el aire [is] en cierto sentido … un aerosol. Algunas de esas partículas podrían ser mayores de 5 micras “.

Los científicos confían cada vez más en que la transmisión de aerosoles puede ser un modo importante, si no el más importante, de transferencia de COVID-19 de persona a persona. “Como científico y como alguien que trabaja en la dinámica de fluidos”, nos dijo Mittal, “hay pruebas abrumadoras de que la ruta de transmisión aérea es la principal responsable de esta pandemia”. UNA Junio ​​2020 El artículo de perspectivas publicado en la revista Science, que cita el trabajo experimental realizado por Mittal y sus colegas, también apoya esta conclusión:

Estudios recientes han demostrado que, además de las gotas, el SARS-CoV-2 también puede transmitirse a través de aerosoles. Un estudio en hospitales en Wuhan, China, encontró el SARS-CoV-2 en aerosoles a más de 6 pies de distancia de los pacientes, con concentraciones más altas detectadas en áreas más concurridas. Las estimaciones que utilizan una carga viral promedio de esputo para el SARS-CoV-2 indican que 1 minuto de hablar en voz alta podría generar> 1000 aerosoles que contienen viriones.

UNA estudiar por otro grupo de investigación, también publicado en junio de 2020, descubrió que los aerosoles que contienen SARS-CoV-2 podrían mantener la infectividad por hasta 16 horas, “que el SARS-CoV-2 es resistente en forma de aerosol” y que “la transmisión de aerosol de SARS-CoV-2 puede ser una vía de transmisión de exposición más importante de lo que se consideraba anteriormente “. El comportamiento de estos aerosoles en ambientes interiores y exteriores es el centro de las preguntas sobre el posible papel que juega el aire acondicionado en la difusión de COVID-19.

Aerosoles interiores versus exteriores

“Todo comienza con gotas que salen de la boca y la nariz de una persona infectada”, nos dijo Mittal. El aire exhalado del cuerpo de un humano es generalmente más cálido que el aire ambiental del ambiente y, como resultado, el aire y las partículas de aerosol contenidas en él se elevarán. En entornos al aire libre, “las corrientes de aire tienden a diluir la concentración del virus que transporta los aerosoles en el aire de manera significativa … a medida que su respiración transporta estos aerosoles hacia arriba, se mezcla inmediatamente con los flujos ambientales y se diluye y se lleva”.

El aire caliente también se eleva en ambientes interiores. Aquí, sin embargo, los aerosoles tienen oportunidades limitadas para disiparse. En cambio, se elevarán al techo y aumentarán la concentración. Algunas partículas secar e inactivar, pero algunas de estas partículas potencialmente infecciosas “pueden permanecer suspendido en el aire por horas “. El destino de estas partículas es difícil, si no imposible, de predecir. En su papel publicado en el Journal of Fluid Dynamics, Mittal y sus colegas argumentaron que “los ambientes interiores como hogares, oficinas, centros comerciales, aviones y vehículos de transporte público representan un desafío particular para la transmisión de enfermedades”.

Aire Acondicionado y Transmisión COVID-19

El argumento presentado en abril de 2020 papel con respecto al aire acondicionado de un restaurante de Hong Kong se hizo asumiendo que la única vía plausible de transmisión era la transmisión de gotas:

Transmisión de virus en este [Hong Kong restaurant] El brote no puede explicarse solo por la transmisión de gotas. Las gotas respiratorias más grandes permanecen en el aire solo por un corto tiempo y viajan solo distancias cortas, generalmente <1 m. The distances between patient A1 and persons at other tables, especially those at table C, were all >1 m. Sin embargo, un fuerte flujo de aire desde el acondicionador de aire podría haber propagado gotitas de la mesa C a la mesa A, luego a la mesa B y luego a la mesa C.

Este análisis no considera los aerosoles, que potencialmente permanecen en el aire durante horas y migran con o sin el flujo de un aire acondicionado. Incluso el movimiento de personas que entran y salen del restaurante podría afectar su movimiento, nos dijo Mittal. Esta fue una limitación explícita del estudio de Hong Kong. “Nuestro estudio tiene limitaciones”, los autores escribió “No realizamos un estudio experimental que simule la ruta de transmisión aérea”. Parte del problema, como se destaca en el Journal of Fluid Dynamics, es la complejidad del flujo de aire en ambientes interiores:

Los espacios interiores pueden tener flujos extremadamente complejos, debido no solo a la presencia de flujos recirculatorios impulsados ​​por sistemas de ventilación, sino también a efectos de flujo antropogénicos impulsados ​​térmicamente. La transmisión de COVID-19 desde hosts asintomáticos hace que sea más crítico que nunca que desarrollemos métodos de análisis que proporcionen una mejor predicción de estos efectos.

El aire acondicionado, fuera de un entorno hospitalario, no está diseñado para limpiar el aire de aerosoles virales. Algunos sistemas pueden reducir efectivamente el riesgo al diluir y reemplazar el aire de forma similar a un entorno exterior, pero otros pueden exacerbarlo, nos dijo Mittal. La eficacia del aire acondicionado a este respecto dependería de la rapidez con que el sistema reemplazara el aire en un espacio y en qué ubicación ventila los materiales de escape. “El aire acondicionado en mi casa”, dijo, reemplaza el aire interior con aire exterior, “pero también está reemplazando el aire en una habitación por el aire en otra habitación. Así que eso no es un reemplazo completo, es solo un desplazamiento de aire “. Teóricamente, tal desplazamiento podría conducir a una transmisión aérea de una persona infectada a otra persona “a favor del viento” de las corrientes de aire.

Estas preguntas son casi imposibles de estudiar en tiempo real y solo se pueden analizar a través de estudios de casos limitados como el restaurante de Hong Kong. Como resultado, en opinión de Mittal, la pregunta sobre el aire acondicionado y la propagación de COVID-19 es problemática. “Solo puede plantear la pregunta en términos de mejora general de la seguridad”, dijo Mittal. “Puede hacer la pregunta,” si una persona estaba sentada en ese rincón particular de la habitación es su oportunidad de subir o bajar “, pero esa pregunta se vuelve mucho más difícil [and] tal vez no sea una pregunta relevante “.

“Creo que, en general, el aire acondicionado con buenas tasas de reemplazo debería ayudar, pero … uno tiene que entrar en un poco más de detalle para comprender qué tipo de corrientes de aire se están configurando”, nos dijo Mittal.