Uma equipe da Universidade de Cambridge descobriu que os sistemas de 'ventilação de mistura' amplamente usados, que são projetados para manter as condições uniformes em todas as partes da sala, dispersam os contaminantes aerotransportados uniformemente por todo o Espaço. Esses contaminantes podem incluir gota­culas e aerossãois, potencialmente contendo va­rus.

A pesquisa destacou a importa¢ncia de uma boa ventilação e uso de ma¡scara para manter a concentração de contaminantes em umnívelma­nimo e, portanto, mitigar o risco de transmissão do SARS-CoV-2, o va­rus que causa o COVID-19.

As evidaªncias indicam cada vez mais que o va­rus se espalha principalmente por meio de gota­culas maiores e aerossãois menores, que são expelidos quando tossimos, espirramos, rimos, falamos ou respiramos. Além disso, os dados disponí­veis atéagora indicam que a transmissão interna émuito mais comum do que a transmissão externa, o que provavelmente se deve ao aumento do tempo de exposição e a  diminuição das taxas de dispersão de gota­culas e aerossãois.

“Amedida que o inverno se aproxima no hemisfanãrio norte e as pessoas comea§am a passar mais tempo la¡ dentro, entender o papel da ventilação éfundamental para estimar o risco de contrair o va­rus e ajudar a diminuir sua disseminação”, disse o professor Paul Linden, do Departamento de Matema¡tica Aplicada e Tea³rica de Cambridge Fa­sica (DAMTP), que liderou a pesquisa.

“Embora o monitoramento direto de gota­culas e aerossãois em Espaços internos seja difa­cil, exalamos dia³xido de carbono que pode ser facilmente medido e usado como um indicador de risco de infecção. Pequenos aerossãois respirata³rios contendo o va­rus são transportados junto com o dia³xido de carbono produzido pela respiração e são carregados em uma sala por fluxos de ventilação. Ventilação insuficiente pode levar a alta concentração de dia³xido de carbono, o que por sua vez pode aumentar o risco de exposição ao va­rus. ”

A equipe mostrou que o fluxo de ar nas salas écomplexo e depende da localização das aberturas, janelas e portas, e dos fluxos convectivos gerados pelo calor emitido por pessoas e equipamentos em um edifa­cio. Outras varia¡veis, como pessoas se movendo ou falando, portas abrindo ou fechando, oumudanças nas condições externas de edifa­cios com ventilação natural, afetam esses fluxos e, consequentemente, influenciam o risco de exposição ao va­rus.

A ventilação, seja impulsionada pelo vento ou calor gerado dentro do edifa­cio ou por sistemas meca¢nicos, funciona em um de dois modos principais. A ventilação mista éa mais comum, onde as aberturas são colocadas para manter o ar em um espaço bem misturado de forma que a temperatura e as concentrações de contaminantes sejam mantidas uniformes em todo o Espaço.

O segundo modo, ventilação de deslocamento, possui aberturas localizadas na parte inferior e superior de uma sala, criando uma zona inferior mais fria e uma zona superior mais quente, e o ar quente éextraa­do pela parte superior da sala. Como nossa respiração exalada também équente, a maior parte dela se acumula na zona superior. Desde que a interface entre as zonas seja alta o suficiente, o ar contaminado pode ser extraa­do pelo sistema de ventilação em vez de respirado por outra pessoa. O estudo sugere que, quando projetada de forma adequada, a ventilação de deslocamento pode reduzir o risco de mistura e contaminação cruzada da respiração, reduzindo assim o risco de exposição.

Como asmudanças climáticas tem se acelerado desde meados do século passado, os edifa­cios foram construa­dos com a eficiência energanãtica em mente. Junto com a melhoria dos padraµes de construção, isso resultou em edifa­cios mais hermanãticos e conforta¡veis ​​para os ocupantes. Nos últimos anos, entretanto, a redução dos na­veis de poluição do ar interno se tornou a principal preocupação dos projetistas de sistemas de ventilação.

“Essas duas preocupações estãorelacionadas, mas são diferentes, e hátensão entre elas, o que foi destacado durante a pandemia”, disse o Dr. Rajesh Bhagat, também do DAMTP. “Maximizar a ventilação e, ao mesmo tempo, manter as temperaturas em umnívelconforta¡vel sem consumo excessivo de energia éum equila­brio difa­cil de encontrar.”

Aluz disso, os pesquisadores de Cambridge pegaram alguns de seus trabalhos anteriores sobre ventilação para eficiência e os reinterpretaram para a qualidade do ar, a fim de determinar os efeitos da ventilação na distribuição de contaminantes aanãreos em um Espaço.

“Para modelar como o coronava­rus ou va­rus semelhantes se espalham em ambientes fechados, vocêprecisa saber para onde vai a respiração das pessoas quando elas expiram e como isso muda dependendo da ventilação”, disse Linden. “Usando esses dados, podemos estimar o risco de contrair o va­rus dentro de casa.”

Os pesquisadores exploraram uma variedade de modos diferentes de expiração: respiração nasal, fala e riso, ambos com e sem ma¡scara. Ao imaginar o calor associado ao ar exalado, eles puderam ver como ele se move pelo espaço em cada caso. Se a pessoa estava se movendo pela sala, a distribuição da respiração exalada era notavelmente diferente, pois foi capturada em seu rastro.

“Vocaª pode ver a mudança na temperatura e densidade quando alguém expira o ar quente - ele refrata a luz e vocêpode medi-la”, disse Bhagat. “Quando sentados parados, os humanos emitem calor e, como o ar quente sobe, quando vocêexpira, a respiração sobe e se acumula perto do teto.”

Seus resultados mostram que os fluxos dos quartos são turbulentos e podem mudar drasticamente dependendo do movimento dos ocupantes, do tipo de ventilação, da abertura e do fechamento das portas e, para Espaços naturalmente ventilados, dasmudanças nas condições externas.

Os pesquisadores descobriram que as máscaras são eficazes na redução da propagação do ar exalado e, portanto, das gota­culas.

“Uma coisa que pudemos ver claramente éque uma das maneiras pelas quais as máscaras funcionam éinterrompendo o impulso da respiração”, disse Linden. “Embora quase todas as máscaras tenham uma certa quantidade de vazamento pela parte superior e pelas laterais, não importa muito, porque diminuir o a­mpeto de qualquer contaminante exalado reduz a chance de qualquer troca direta de aerossãois e gota­culas conforme a respiração permanece na pluma tanãrmica do corpo e étransportado para cima em direção ao teto. Além disso, as máscaras impedem as gotas maiores, e uma ma¡scara de três camadas diminui a quantidade daqueles contaminantes que são recirculados pela sala por ventilação. ”

Os pesquisadores descobriram que rir, em particular, cria um grande distaºrbio, sugerindo que se uma pessoa infectada sem ma¡scara risse dentro de casa, isso aumentaria muito o risco de transmissão.

“Manter as janelas abertas e usar uma ma¡scara parece ser o melhor conselho”, disse Linden. “a‰ claro que isso não éum problema nos meses de vera£o, mas émotivo de preocupação nos meses de inverno.”

A equipe agora estãotrabalhando com o Departamento de Transporte analisando os impactos da ventilação no transporte de aerossol em trens e com o Departamento de Educação para avaliar os riscos nas escolas no pra³ximo inverno.