Quando os superespalhadores da Covid-19 estão falando, onde você se senta na sala é importante

Quando os superespalhadores da Covid-19 estão falando, onde você se senta na sala é importante
Experimentos em sala de aula mostram como o coronavírus pode se espalhar e quem corre maior risco.
Tom Werner via Getty Images

Não leva muito tempo para que as partículas de coronavírus transportadas pelo ar percorram uma sala. No início, apenas as pessoas sentadas perto de um alto-falante infectado correm alto risco, mas conforme a reunião ou aula prossegue, o aerossóis minúsculos pode se espalhar.

Isso não significa que todos enfrentam o mesmo nível de risco, no entanto.

As um engenheiro, Tenho conduzido experimentos rastreando como os aerossóis se movem, incluindo aqueles na faixa de tamanho que pode carregar vírus.

O que descobri é importante entender à medida que mais pessoas retornam às universidades, escritórios e restaurantes e mais reuniões acontecem em ambientes fechados conforme as temperaturas caem. Ele aponta para as áreas de maior risco nos quartos e por que ventilação adequada é crucial.

Como vimos com o presidente Donald Trump e outros em Washington, o coronavírus pode se espalhar rapidamente em ambientes fechados se não forem tomadas precauções. Campi universitários também têm lutado com o COVID-19. Casos entre 18 e 22 anos de idade mais do que duplicou no Centro-Oeste e Nordeste após a reabertura de escolas em agosto.

À medida que o número de casos aumenta, o risco para quem passa algum tempo nesses quartos também aumenta.

Um experimento mostra quem está em maior risco

A maioria dos modelos atuais que descrevem o papel da ventilação no destino de micróbios aerotransportados em uma sala suponha que o ar esteja bem misturado, com a concentração de partículas uniforme. Em uma sala mal ventilada ou em um espaço pequeno, isso provavelmente é verdade. Nesses cenários, toda a sala é uma região de alto risco.


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No entanto, em espaços maiores, como salas de aula, uma boa ventilação reduz o risco, mas provavelmente não de maneira uniforme. Minha pesquisa mostra que o nível de risco aumenta depende muito da ventilação.

Para entender como o coronavírus pode se espalhar, injetamos partículas de aerossol semelhantes em tamanho às de humanos em uma sala e as monitoramos com sensores. Usamos uma sala de aula universitária de 30 por 26 pés projetada para acomodar 30 alunos que tinham um sistema de ventilação adequado os padrões recomendados.

Quando liberamos as partículas na frente da sala de aula, elas chegaram ao fundo da sala em 10 a 15 minutos. No entanto, por causa da ventilação ativa na sala, as concentrações na parte de trás, a cerca de 20 metros da fonte, eram cerca de um décimo das concentrações próximas à fonte.

Isso sugere que, com ventilação adequada, o maior risco de contrair COVID-19 pode ser limitado a um pequeno número de pessoas perto do alto-falante infectado. Conforme o tempo gasto em ambientes internos com um alto-falante infectado aumenta, o risco se estende a toda a sala, mesmo se a ventilação for boa.

O CDC finalmente reconhece o risco do aerossol

No passado, a transmissão de doenças respiratórias se concentrava no papel das partículas maiores que são geradas quando espirramos e tossimos. Essas gotas caem rapidamente ao solo, distanciando-se e máscara vestindo pode prevenir a infecção deles.

A maior preocupação agora é o papel de partículas minúsculas conhecidas como aerossóis que são gerados quando falamos, cantar ou mesmo apenas respirar. Essas partículas, muitas vezes menores do que 5 micrômetros, podem escapar das máscaras de tecido e permanecer no ar por cerca de 12 horas. Os Centros para Controle e Prevenção de Doenças, finalmente reconheceu esse risco em 5 de outubro, após Trump ter sido hospitalizado e várias outras pessoas dentro ou perto da administração testaram positivo para COVID-19.

Embora essas partículas menores, em média, carreguem menos vírus do que as partículas maiores que as pessoas emitem quando tossem ou espirram, a alta infectividade do SARS-CoV-2 combinada com o carga viral alta antes que os sintomas apareçam torna essas partículas importantes para a transmissão de doenças pelo ar.

Quanta ventilação é suficiente?

Para minimizar a transmissão COVID-19 em ambientes fechados, a parte superior do CDC recomendação é eliminar a fonte de infecção. O aprendizado remoto tem feito isso de forma eficaz em muitos campi. Para o ensino presencial, medidas de engenharia como ventilação, proteções divisórias e unidades de filtração podem remover diretamente as partículas do ar.

De todos os controles de engenharia, a ventilação é provavelmente a ferramenta mais eficaz para minimizar a propagação da infecção.

A compreensão de como a ventilação reduz os riscos de obter COVID-19 começa com as taxas de troca de ar. Uma troca de ar de um por hora significa que o ar fornecido à sala durante uma hora é igual ao volume de ar da sala. Taxa de câmbio de ar varia de menos de um para casas para ao redor 15-25 para salas de cirurgia do hospital.

Para salas de aula, os regulamentos atuais de fluxo de ar primário correspondem a uma troca de ar de cerca de seis por hora. Isso significa que a cada 10 minutos, a quantidade de ar que entra na sala é igual ao volume da sala.

O quão alta a concentração fica depende em parte do número de pessoas na sala, de quanto elas emitem e da taxa de troca de ar. Com o distanciamento social reduzindo a população de salas de aula pela metade e todos usando máscaras, o ar em muitos espaços internos está realmente mais limpo agora do que era antes da pandemia.

Partes da sala a evitar

É importante lembrar que nem todas as partes de uma sala correm o mesmo risco.

Os cantos da sala provavelmente terão uma troca de ar menor - então as partículas podem permanecer lá por mais tempo.

Estar perto de uma saída de ar pode significar que partículas transportadas pelo ar do resto da sala podem passar por você. Um estudo de fluxo de ar de ventilação em um restaurante na China traçou seu papel em várias doenças COVID-19 entre os clientes lá.

Cerca de 95% das partículas na sala serão removidas por um funcionamento adequado sistema de ventilação em 30 minutos, mas uma pessoa infectada na sala significa que essas partículas também são continuamente emitidas. O ritmo de remoção de partículas pode ser acelerado aumentando a taxa de troca de ar ou adicionando outros controles de engenharia, como unidades de filtração. A abertura de janelas também costuma aumentar a taxa de troca de ar efetiva.

À medida que escolas, restaurantes, shoppings e outros espaços comuns começam a acomodar mais pessoas dentro de casa, entendendo os riscos e acompanhando o Recomendações do CDC pode ajudar a minimizar a propagação da infecção.

Esta história foi atualizada (outubro de 2020) com a orientação recém-lançada do CDC sobre aerossóis.A Conversação

Sobre o autor

Suresh Dhaniyala, Bayard D. Clarkson Professor Distinto de Engenharia Mecânica e Aeronáutica, Clarkson University

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.


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