Comprueban cómo muchos sistemas de ventilación pueden aumentar el riesgo de exposición a la COVID-19

Investigadores de la Universidad de Cambridge estudian a dónde va la respiración de las personas cuando exhalan y cómo cambia eso según la ventilación

Los sistemas de ventilación de muchos edificios de oficinas modernos, que están diseñados para mantener temperaturas confortables y aumentar la eficiencia energética, pueden aumentar el riesgo de exposición al coronavirus, particularmente durante el invierno, según una investigación de la Universidad de Cambridge (Reino Unido) publicada en la revista ‘Journal of Fluid Mechanics’.

Este equipo descubrió que los sistemas de ventilación mixta, que están diseñados para mantener las condiciones uniformes en todas las partes de la habitación, dispersan los contaminantes del aire de manera uniforme por todo el espacio. Estos contaminantes pueden incluir gotas y aerosoles, que pueden contener virus.

La investigación ha puesto de relieve la importancia de una buena ventilación y del uso de mascarillas para mantener la concentración de contaminantes a un nivel mínimo y, por lo tanto, mitigar el riesgo de transmisión del SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19.

Las pruebas indican cada vez más que el virus se propaga principalmente a través de gotas más grandes y aerosoles más pequeños, que se expulsan al toser, estornudar, reír, hablar o respirar. Además, los datos disponibles hasta la fecha indican que la transmisión en interiores es mucho más común que la transmisión en exteriores, lo que probablemente se deba al aumento de los tiempos de exposición y a la disminución de las tasas de dispersión de las gotitas y los aerosoles.

“A medida que se acerca el invierno en el hemisferio norte y la gente empieza a pasar más tiempo en el interior, es fundamental comprender el papel de la ventilación para estimar el riesgo de contraer el virus y ayudar a frenar su propagación”, explica el profesor Paul Linden, del Departamento de Matemáticas Aplicadas y Física Teórica de Cambridge, quien dirigió la investigación.

“Aunque la vigilancia directa de las gotitas y los aerosoles en los espacios interiores es difícil, exhalamos dióxido de carbono que puede medirse fácilmente y utilizarse como indicador del riesgo de infección. Los pequeños aerosoles respiratorios que contienen el virus son transportados junto con el dióxido de carbono producido por la respiración, y son llevados por una habitación por los flujos de ventilación. Una ventilación insuficiente puede dar lugar a una alta concentración de dióxido de carbono, lo que a su vez podría aumentar el riesgo de exposición al virus”, añade.

El equipo demostró que el flujo de aire en las habitaciones es complejo y depende de la colocación de las rejillas de ventilación, ventanas y puertas, y de los flujos de convección generados por el calor emitido por las personas y el equipo de un edificio. Otras variables, como las personas que se mueven o hablan, la apertura o el cierre de puertas, o los cambios en las condiciones exteriores de los edificios con ventilación natural, afectan a estos flujos y, por consiguiente, influyen en el riesgo de exposición al virus.

La ventilación, ya sea impulsada por el viento o el calor generado en el interior del edificio o por sistemas mecánicos, funciona en uno de los dos modos principales. La ventilación mixta es la más común, en la que se colocan respiraderos para mantener el aire en un espacio bien mezclado de manera que la temperatura y las concentraciones de contaminantes se mantengan uniformes en todo el espacio.

El segundo modo, la ventilación por desplazamiento, tiene respiraderos colocados en la parte inferior y superior de una habitación, creando una zona inferior más fría y una zona superior más caliente, y el aire caliente se extrae a través de la parte superior de la habitación. Como nuestra respiración exhalada también es caliente, la mayor parte se acumula en la zona superior. Siempre que la interfaz entre las zonas sea lo suficientemente alta, el aire contaminado puede ser extraído por el sistema de ventilación en lugar de ser respirado por otra persona. El estudio sugiere que cuando se diseña adecuadamente, la ventilación por desplazamiento podría reducir el riesgo de mezcla y contaminación cruzada de la respiración, mitigando así el riesgo de exposición.

Los investigadores han comprobado, por ejemplo, que reírse aumenta enormemente el riesgo de transmisión en interiores

Los investigadores exploraron una gama de diferentes modos de exhalación: respiración nasal, hablar y reír, cada uno con y sin máscara. Al visualizar el calor asociado con el aliento exhalado, pudieron ver cómo se mueve a través del espacio en cada caso. Si la persona se movía por la habitación, la distribución del aliento exhalado era marcadamente diferente al ser capturado a su paso.

“Se puede ver el cambio de temperatura y densidad cuando alguien exhala aire caliente: refracta la luz y se puede medir. Cuando se está sentado, los humanos emiten calor, y como el aire caliente se eleva, cuando exhalas, el aliento se eleva y se acumula cerca del techo”, detallan.

Sus resultados muestran que los flujos de las habitaciones son turbulentos y pueden cambiar drásticamente dependiendo del movimiento de los ocupantes, el tipo de ventilación, la apertura y cierre de las puertas y, en el caso de los espacios ventilados de forma natural, los cambios en las condiciones exteriores. Los investigadores descubrieron que las mascarillas son eficaces para reducir la propagación del aliento exhalado y, por lo tanto, de las gotas.

“Una cosa que pudimos ver claramente es que una de las formas en que las mascarillas funcionan es deteniendo el impulso de la respiración. Aunque casi todas las mascarillas tendrán una cierta cantidad de fugas a través de la parte superior y los lados, no importa tanto, porque frenar el impulso de cualquier contaminante exhalado reduce la posibilidad de cualquier intercambio directo de aerosoles y gotitas, ya que el aliento permanece en el penacho térmico del cuerpo y es llevado hacia arriba, hacia el techo. Además, detienen las gotas más grandes, y una mascarilla de tres capas disminuye la cantidad de esos contaminantes que son recirculados a través de la habitación por la ventilación”, aseguran.

Los investigadores descubrieron que reírse, en particular, crea una gran perturbación, lo que sugiere que si una persona infectada sin mascarilla se riera en el interior, aumentaría enormemente el riesgo de transmisión. “Mantener las ventanas abiertas y usar una mascarilla parece ser el mejor consejo. Claramente eso es menos problemático en los meses de verano, pero es motivo de preocupación en los meses de invierno”, concluyen.