Saúde

Muitos sistemas de ventilação podem aumentar o risco de exposição COVID-19, sugere novo estudo
Os sistemas de ventilação em muitos edifícios de escritórios modernos, que são projetados para manter as temperaturas confortáveis ​​e aumentar a eficiência energética, podem aumentar o risco de exposição ao coronavírus, diz estudo
Por Cambridge - 30/09/2020


Ventilação - Crédito: stux

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 gotículas e aerossóis, potencialmente contendo vírus.

A pesquisa destacou a importância de uma boa ventilação e uso de máscara para manter a concentração de contaminantes em um nível mínimo e, portanto, mitigar o risco de transmissão do SARS-CoV-2, o vírus que causa o COVID-19.

As evidências indicam cada vez mais que o vírus se espalha principalmente por meio de gotículas maiores e aerossóis menores, que são expelidos quando tossimos, espirramos, rimos, falamos ou respiramos. Além disso, os dados disponíveis até agora indicam que a transmissão interna é muito mais comum do que a transmissão externa, o que provavelmente se deve ao aumento do tempo de exposição e à diminuição das taxas de dispersão de gotículas e aerossóis.

“À medida que o inverno se aproxima no hemisfério norte e as pessoas começam a passar mais tempo lá dentro, entender o papel da ventilação é fundamental para estimar o risco de contrair o vírus e ajudar a diminuir sua disseminação”, disse o professor Paul Linden, do Departamento de Matemática Aplicada e Teórica de Cambridge Física (DAMTP), que liderou a pesquisa.

“Embora o monitoramento direto de gotículas e aerossóis em espaços internos seja difícil, exalamos dióxido de carbono que pode ser facilmente medido e usado como um indicador de risco de infecção. Pequenos aerossóis respiratórios contendo o vírus são transportados junto com o dióxido de carbono produzido pela respiração e são carregados em uma sala por fluxos de ventilação. Ventilação insuficiente pode levar a alta concentração de dióxido de carbono, o que por sua vez pode aumentar o risco de exposição ao vírus. ”

A equipe mostrou que o fluxo de ar nas salas é complexo e depende da localização das aberturas, janelas e portas, e dos fluxos convectivos gerados pelo calor emitido por pessoas e equipamentos em um edifício. Outras variáveis, como pessoas se movendo ou falando, portas abrindo ou fechando, ou mudanças nas condições externas de edifícios com ventilação natural, afetam esses fluxos e, consequentemente, influenciam o risco de exposição ao vírus.

A ventilação, seja impulsionada pelo vento ou calor gerado dentro do edifício ou por sistemas mecânicos, funciona em um de dois modos principais. A ventilação mista é a 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.

“Manter as janelas abertas e usar uma máscara parece ser o melhor conselho”, disse Linden. “É claro que isso não é um problema nos meses de verão, mas é motivo de preocupação nos meses de inverno.”


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 é extraído pela parte superior da sala. Como nossa respiração exalada também é quente, 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 extraído 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 as mudanças climáticas têm se acelerado desde meados do século passado, os edifícios foram construídos com a eficiência energética em mente. Junto com a melhoria dos padrões de construção, isso resultou em edifícios mais herméticos e confortáveis ​​para os ocupantes. Nos últimos anos, entretanto, a redução dos níveis de poluição do ar interno se tornou a principal preocupação dos projetistas de sistemas de ventilação.

“Essas duas preocupações estão relacionadas, mas são diferentes, e há tensão 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 um nível confortável sem consumo excessivo de energia é um equilíbrio difícil de encontrar.”

À luz 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 aéreos em um espaço.

“Para modelar como o coronavírus ou vírus semelhantes se espalham em ambientes fechados, você precisa 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 vírus dentro de casa.”

Os pesquisadores exploraram uma variedade de modos diferentes de expiração: respiração nasal, fala e riso, ambos com e sem máscara. 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.

“Você pode ver a mudança na temperatura e densidade quando alguém expira o ar quente - ele refrata a luz e você pode medi-la”, disse Bhagat. “Quando sentados parados, os humanos emitem calor e, como o ar quente sobe, quando você expira, 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, das mudanças nas condições externas.

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

“Uma coisa que pudemos ver claramente é que uma das maneiras pelas quais as máscaras funcionam é interrompendo 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 ímpeto de qualquer contaminante exalado reduz a chance de qualquer troca direta de aerossóis e gotículas conforme a respiração permanece na pluma térmica do corpo e é transportado para cima em direção ao teto. Além disso, as máscaras impedem as gotas maiores, e uma máscara 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 distúrbio, sugerindo que se uma pessoa infectada sem máscara risse dentro de casa, isso aumentaria muito o risco de transmissão.

“Manter as janelas abertas e usar uma máscara parece ser o melhor conselho”, disse Linden. “É claro que isso não é um problema nos meses de verão, mas é motivo de preocupação nos meses de inverno.”

A equipe agora está trabalhando 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 próximo inverno.

 

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