Trocas de ar vigorosas e rápidas podem nem sempre ser uma coisa boa quando se trata de lidar com os na­veis departículas de coronava­rus em um prédio com várias salas, de acordo com um novo estudo de modelagem.

O estudo sugere que, em um prédio com várias salas, trocas de ar rápidas podem espalhar o va­rus rapidamente da sala de origem para outras salas em altas concentrações. Os na­veis departículas aumentam em salas adjacentes em 30 minutos e podem permanecer elevados por atéaproximadamente 90 minutos.

As descobertas, publicadas online de forma final em 15 de abril na revista Building and Environment , vão de uma equipe de pesquisadores do Laborata³rio Nacional do Noroeste do Paca­fico do Departamento de Energia dos Estados Unidos. A equipe inclui especialistas em construção e HVAC, bem como especialistas empartículas de aerossol e materiais virais.

"A maioria dos estudos analisou os na­veis departículas em apenas um cômodo e, para um prédio de um cômodo, o aumento da ventilação ésempre útil para reduzir sua concentração", disse Leonard Pease, principal autor do estudo. "Mas para um edifa­cio com mais de uma sala, as trocas de ar podem representar um risco nas salas adjacentes, pois elevam as concentrações de va­rus mais rapidamente do que ocorreria de outra forma.

"Para entender o que estãoacontecendo, considere como a fumaa§a passiva édistribua­da por todo o edifa­cio. Perto da fonte, a troca de ar reduz a fumaa§a perto da pessoa, mas pode distribuir a fumaa§a em na­veis mais baixos em quartos pra³ximos", acrescentou Pease. "O risco não ézero, para qualquer doença respirata³ria."

A equipe modelou a propagação departículas semelhantes ao SARS-CoV-2, o va­rus que causa o COVID-19, por meio de sistemas de tratamento de ar. Os cientistas modelaram o que acontece depois que uma pessoa tem uma crise de tosse de cinco minutos em uma sala de um pequeno prédio de três salas, fazendo simulações compartículas de cinco ma­crons.

Os pesquisadores analisaram os efeitos de três fatores: diferentes na­veis de filtração, diferentes taxas de incorporação de ar externo no suprimento de ar do prédio e diferentes taxas de ventilação ou trocas de ar por hora. Para salas a jusante, eles encontraram um benefa­cio claro esperado de aumentar o ar externo e melhorar a filtragem, mas o efeito do aumento da taxa de ventilação era menos a³bvio.

Os cientistas estudaram os efeitos da adição de quantidades varia¡veis ​​de ar externo ao suprimento de ar do prédio, desde nenhum ar externo a 33% do suprimento de ar do prédio por hora. Como esperado, a incorporação de ar externo mais limpo reduziu o risco de transmissão nas salas conectadas. A substituição de um tera§o do ar de um edifa­cio por hora por ar externo limpo em salas posteriores reduziu o risco de infecção em cerca de 20 por cento em comparação com os na­veis mais baixos de ar externo comumente inclua­dos nos edifa­cios. A equipe observou que o modelo presumia que o ar externo estava limpo e livre de va­rus.

"Mais ar externo éclaramente uma coisa boa para o risco de transmissão, desde que o ar esteja livre de va­rus", disse Pease.

O segundo fator estudado - forte filtração - também foi muito eficaz na redução da transmissão do coronava­rus.

A equipe estudou os efeitos de três na­veis de filtração: MERV-8, MERV-11 e MERV-13, onde MERV significa valor ma­nimo de relatório de eficiência, uma medida comum de filtração. Um número mais alto se traduz em um filtro mais forte.

A filtração diminuiu acentuadamente as chances de infecção nas salas conectadas. Um filtro MERV-8 diminuiu onívelde pico departículas virais em salas conectadas para apenas 20 por cento do que era sem filtragem. Um filtro MERV-13 diminuiu a concentração de pico departículas virais em uma sala conectada em 93 por cento, para menos de um danãcimo do que era com um filtro MERV-8. Os pesquisadores observam que os filtros mais fortes se tornaram mais comuns desde o ini­cio da pandemia.

A descoberta mais surpreendente do estudo envolveu ventilação - o efeito do que os pesquisadores chamam de trocas de ar por hora. O que ébom para a sala de origem - reduzir o risco de transmissão dentro da sala em 75 por cento - não étão bom para salas conectadas. A equipe descobriu que uma taxa rápida de troca de ar, 12 trocas de ar por hora, pode causar um aumento nos na­veis departículas virais em minutos em salas conectadas. Isso aumenta o risco de infecção nesses quartos por alguns minutos para mais de 10 vezes do que era em taxas de troca de ar mais baixas. O maior risco de transmissão em salas conectadas permanece por cerca de 20 minutos.

"Para a sala de origem, claramente mais ventilação éuma coisa boa. Mas esse ar vai para algum lugar", disse Pease. "Talvez mais ventilação nem sempre seja a solução."

“Ha¡ muitos fatores a serem considerados e o ca¡lculo do risco édiferente para cada caso”, disse Pease. “Quantas pessoas estãono prédio e onde estãolocalizadas? Qual éo tamanho do prédio? Quantas salas? Nãohámuitos dados neste momento sobre como aspartículas virais se movem em edifa­cios com várias salas.

"Esses números são muito específicos para este modelo - este tipo particular de modelo, a quantidade departículas virais sendo derramadas por uma pessoa. Cada edifa­cio édiferente, e mais pesquisas precisam ser feitas", acrescentou Pease.

O coautor Timothy Salsbury, especialista em controle de edifa­cios, observa que muitas das compensações podem ser quantificadas e ponderadas dependendo das circunsta¢ncias.

"Uma filtragem mais forte se traduz em custos de energia mais altos, assim como a introdução de mais ar externo do que normalmente seria usado em operações normais. Em muitas circunsta¢ncias, a penalidade de energia para o aumento da potaªncia do ventilador necessa¡ria para uma filtragem forte émenor do que a penalidade de energia para aquecimento ou resfriar o ar externo adicional ", disse Salsbury.

"Ha¡ muitos fatores a serem balanceados -nívelde filtragem, na­veis de ar externo, troca de ar - para minimizar o risco de transmissão. Os gerentes de edifa­cios certamente tem um trabalho difa­cil para eles", acrescentou.

A equipe já estãoconduzindo uma sanãrie de estudos experimentais na mesma linha do estudo de modelagem. Como o estudo recanãm-publicado, as análises adicionais examinam os efeitos da filtração , incorporação de ar externo emudanças de ar.

Esses estudos em andamento envolvempartículas reais feitas de muco (não incorporando o verdadeiro va­rus SARS-CoV-2) e consideram as diferenças entre aspartículas expelidas de várias partes do trato respirata³rio, como a cavidade oral, a laringe e os pulmaµes. Os investigadores implantam uma ma¡quina de aerossol que dispersa aspartículas semelhantes a va­rus da mesma forma que seriam dispersas por uma tosse, bem como uma tecnologia de rastreamento fluorescente para monitorar para onde va£o. Outros fatores incluem tamanhos departículas varia¡veis, por quanto tempo aspartículas virais podem ser infecciosas e o que acontece quando elas caem e decaem.