Así se distribuye el coronavirus por el aire

Una simulación en 3D ha reproducido cómo se difunde el coronavirus en una sala de espera de un hospital y el impacto de los sistemas de ventilación en su dispersión

30.10.2020 | 15:21
Simulación en 3D creada por investigadores del Hospital Pediátrico Bambino Gesù de Roma.

¿Qué sucede si un paciente de covid-19 tose en la sala de espera de un hospital? Las gotas de saliva más grandes caen el suelo por la gravedad a dos metros, pero las microscópicas que emitimos al toser, al hablar o al respirar (aerosol) permanecen más tiempo en el aire antes de evaporarse.

Una simulación en 3D creada por investigadores del Hospital Pediátrico Bambino Gesù de Roma ha reproducido exactamente el movimiento de partículas biológicas en el entorno y el impacto de los sistemas de ventilación en su dispersión.

Los resultados del estudio, realizado junto con la universidad Ergon Research y la sociedad italiana de Medicina Ambiental (SIMA), fueron publicados en la revista científica Environmental Research, y proporcionan información importante para contener la propagación del virus SARS-CoV2 en ambientes cerrados.

¿Cómo se realizó el estudio?


Los investigadores utilizaron herramientas de "dinámica de fluidos computacional" (CFD) para recrear virtualmente la sala de espera de una sala de emergencias pediátricas equipada con un sistema de ventilación, con 6 niños y 6 adultos sin mascarillas en su interior.

En este entorno virtual, se trazó el comportamiento de las gotas y el aerosol en los 30 segundos posteriores a la tos en tres escenarios diferentes: con el sistema de ventilación apagado, a velocidad estándar y a doble velocidad para evaluar cuánto aire contaminado respiraría cada persona presente.

Utilizando la serie de parámetros físicos que regulan la dispersión aérea de partículas biológicas (velocidad, aceleración, cantidad, diámetro de las gotas, turbulencias, movimientos generados por el aire acondicionado), los investigadores obtuvieron una simulación 3D "físicamente correcta ", que reproduce lo que sucedería exactamente en un entorno real.

¿Qué papel juegan los sistemas de aire acondicionado?


Los resultados del estudio confirman que los sistemas de aire acondicionado juegan un papel decisivo en el control de la dispersión de gotitas y aerosoles producidos por la respiración en ambientes cerrados.

De hecho, por primera vez, se ha documentado que duplicar el caudal de aire acondicionado (calculado en metros cúbicos por hora) dentro de una habitación cerrada reduce la concentración de partículas contaminadas en un 99,6%.

Al mismo tiempo, el doble de velocidad provoca la dispersión en el aire de gotitas y aerosoles más rápido y a mayores distancias que el aire acondicionado estándar o apagado: con el aire acondicionado apagado, las personas más cercanas al niño que tose (1,76 metros en la simulación) respiran el 11% del aire contaminado mientras que los más lejanos (4 metros) no son alcanzados por la "nube" infectada.

Con el sistema de doble velocidad se reduce la concentración de contaminante y las personas más cercanas respiran un 0,3%, mientras que las más alejadas respiran un 0,08% de aerosol contaminado, porcentajes muy bajos y sustancialmente irrelevantes a efectos de contagio.

¿Qué factores influyen en la transmisión?


Según explica el profesor Carlo Federico Perno, jefe de Microbiología y Diagnóstico de Inmunología del Niño Jesús, "la infección por el virus del SARS-CoV-2 es transmisible a través de la respiración en relación a tres elementos fundamentales: el estado inmunológico de la persona, la cantidad de patógeno presente en el aire, medida en partículas por metro cúbico, y aireación del medio ambiente".

"Siendo iguales todos los demás elementos, cuanto mayor es la concentración de virus, mayor es la probabilidad de contagio", agrega.

"La activación de sistemas científicamente validados de aireación, purificación y ventilación mecánica controlada, es fundamental en la dilución del virus. Esto, junto al uso de medios de barrera (mascarillas, espaciamiento e higiene de manos), representa hoy en día la principal herramienta para reducir el riesgo de contagio en los entornos vecinos", subraya por su parte el profesor Alessandro Miani.

¿Cómo se aplican estos resultados al día a día?


Según esta investigación, permanecer unos minutos en un ambiente cerrado con una persona que sea Sars-CoV2 positiva y con síntomas leves, manteniendo la distancia, probablemente no lo expondrá a un alto riesgo de contagio. Pero si la estancia es más larga y el ambiente no está ventilado, la cosa cambia. En las aulas de las escuelas o en el transporte público, la ventilación controlada podría ser la solución para reducir el riesgo de contagio.