El aumento de los niveles de dióxido de carbono (CO2) en el aire interior puede afectar negativamente la transmisión de COVID-19 y la salud humana. El dióxido de carbono es el parámetro de calidad del aire interior más importante porque tiene un impacto significativo en el cuerpo humano. Básicamente, el 90 % del tiempo las personas están en sus hogares, oficinas, escuelas, restaurantes, etc., y los niveles altos pueden interferir con la productividad de los empleados.
La pandemia de Covid-19 es terror global
El Covid-19 es una pandemia desde diciembre de 2019 y todos sabemos que su vía de transmisión es el aire. Todos sabemos que la transmisión se puede prevenir con máscaras, desinfectantes, distanciamiento social y lavado de manos constante al aire libre, pero ¿sabemos cómo detener la transmisión en el interior?
Desde el inicio de la pandemia se han registrado aproximadamente 19,55,42,719 contagios y 41,87,056 casos en todo el mundo. Los síntomas más comunes de infección son fiebre, tos seca y fatiga. Los síntomas menos comunes son dolor, dolor de garganta, diarrea, conjuntivitis, erupción cutánea y decoloración de los dedos de manos y pies.
En los últimos meses, los investigadores se han esforzado por encontrar formas de monitorear la exposición al COVID-19 en interiores. Algunos países están trabajando en el desarrollo de herramientas que detectarán continuamente la presencia del virus en el aire. Sin embargo, estas herramientas serán muy caras.
Impacto de la calidad del aire interior (IAQ) en la salud humana
La calidad del aire en espacios cerrados como edificios, oficinas, escuelas, hospitales, etc. se denomina calidad del aire interior. Cuando el aire no está contaminado o no contiene contaminantes, se considera saludable. La calidad del aire exterior se ve afectada por diversas actividades humanas, como las emisiones excesivas de los vehículos, las emisiones industriales, el tabaquismo, la construcción, etc. El número de muertes por la contaminación del aire interior va en aumento.
Según la OMS, 3.8 millones de muertes son causadas por la contaminación del aire interior, de las cuales el 6% se encuentran en países de bajos ingresos.
La mala calidad del aire interior puede ser diez veces más peligrosa que la calidad del aire exterior. La mala calidad del aire puede tener un impacto negativo en la salud humana porque la mayor parte del tiempo las personas están en sus hogares, escuelas y oficinas. Los parámetros que determinan la evaluación de la calidad del aire interior son el dióxido de carbono, el material particulado, los compuestos orgánicos volátiles, el ozono, el HCHO y el monóxido de carbono. De estos parámetros, el parámetro más importante es el CO2, ya que puede afectar la velocidad del trabajador, la toma de decisiones y la productividad del trabajador.
Las personas experimentan efectos generales en la salud, como irritación de los ojos, la piel, la nariz y la garganta, fatiga, enfisema, asma, dificultad para respirar, asfixia, congestión de las vías respiratorias superiores, dolor de cabeza y mareos debido a la contaminación del aire interior. El ausentismo en oficinas y escuelas está asociado con altos niveles de dióxido de carbono. Se recomienda la ventilación para el movimiento regular entre el aire interior y exterior para prevenir estos efectos sobre la salud.
Desbloqueo de oficinas y mayor riesgo de contagio por dióxido de carbono (CO2)
El principal problema que surge estos días está relacionado con la reapertura del espacio de oficinas después del cierre. Las personas provienen de diferentes regiones y la probabilidad de infección es alta. Las reuniones masivas de personas en espacios de oficina aumentarán la probabilidad de contraer COVID-19. La tasa media de exhalación de CO2 por persona es de unos 8 litros de aire por minuto. Junto con esta exhalación, también se lanzan pequeñas gotas al aire, que es la principal causa de transmisión de COVID-19. Este aire contaminado circula en el edificio a través del sistema de ventilación, lo que conlleva un alto riesgo de infección por covid-19. Actualmente, el único método rentable para monitorear la transmisión de covid-19 es el monitoreo continuo de CO2 en edificios de oficinas, la instalación de un sistema HVAC y un BMS (sistema de gestión de edificios) adecuado.
Circulación de aire infectado de un compartimento a otro aumentando transmisión de covid-19 en edificio
En ambientes interiores, los niveles de dióxido de carbono dependen del número de personas que ocupan el espacio. El tipo de actividad física que realizan los ocupantes está directamente relacionado con la exhalación gaseosa. Por ejemplo, una persona que corre en una caminadora en un gimnasio tendrá una tasa de respiración más alta que otras. De manera similar, si 10 personas corren al mismo tiempo, la tasa de respiración general aumentará. El nivel de CO2 aumenta con el aumento de la intensidad de la actividad física. Esto provoca más molestias a los demás ocupantes.
¿Qué dicen las tendencias e investigaciones recientes sobre el dióxido de carbono (CO2) y la transmisión de covid-19?
En 2003, Rudnick y Milton dieron un modelo que estimaba la relación entre los niveles de CO2 y la transmisión del virus de la influenza por el aire. Los estudios recientes han demostrado una relación directa entre los niveles de dióxido de carbono y la transmisión de covid-19. Un modelo mostró que cuando el nivel de CO2 cae de 2800 ppm a 1000 ppm, el riesgo de transmisión también se reduce a una cuarta parte de la transmisión nativa y cuando aumenta la afluencia, la tasa de transmisión se triplica.
Un estudio reciente del Instituto Cooperativo para la Investigación en Ciencias Ambientales y la Universidad de Colorado Boulder ha demostrado que cuando el nivel de dióxido de carbono se duplica en el ambiente interior, el riesgo de transmisión de covid-19 también se duplica aproximadamente. Investigadores del Departamento de Ingeniería Química del Instituto Tecnológico de Massachusetts demostraron relaciones entre el tiempo de exposición y la concentración de patógenos.
Un estudio de SAGE-EMG (Environmental Modeling Group of UK’s Scientific Advisory for Emergencies) mostró que el riesgo de covid-19 aumenta solo con el aumento del CO2 exhalado. Otros factores como la combustión, la quema de biomasa, etc. que conducen a un mayor nivel no afectan la transmisión de covid-19. Actividades como hablar y cantar por parte de personas en espacios cerrados aumenta el riesgo de transmisión de covid-19. Si hay menos ocupantes en espacios cerrados como oficinas y escuelas, el monitoreo de dióxido de carbono no ayudará a reducir el riesgo de transmisión de Covid-19.
El gobierno italiano con los países europeos y la OMS idearon una ventilación adecuada como plan de contingencia. El grupo de investigación del Laboratorio de sostenibilidad ambiental del departamento de biología de la Universidad de Bari (Italia) y la Sociedad Italiana de Medicina Ambiental realizaron una encuesta en el aula en la que identificaron el vínculo entre el dióxido de carbono, la ventilación, el área espacial y la transmisión de covid-19. La encuesta mostró que la reinhalación del aire exhalado contaminado aumenta el riesgo de transmisión de covid-19.
La transmisión de Covid-19 en interiores y exteriores es diferente
La mayoría de las personas practican medidas preventivas como el distanciamiento social, cubrirse la cara, usar desinfectantes, evitar contactos cercanos, etc. al salir. ¿Alguna vez ha considerado tomar estas precauciones en sus casas u oficinas? El riesgo de transmisión del virus aumenta en ambientes cerrados por su vínculo directo con el CO2 exhalado.
La infección se propaga cuando una persona infectada tose, estornuda o habla con una persona no infectada sin cubrirse la cara. El movimiento continuo del aire en el ambiente exterior arrastra estas gotas y esto reduce el riesgo.
La ventilación es deficiente en interiores, lo que conduce a niveles más altos de CO2 que en exteriores, donde los contaminantes se eliminan.
El problema ocurre en áreas interiores donde la ventilación es deficiente. La ventilación deficiente, junto con el volumen del piso, el número de ocupantes y la duración de su ocupación, afecta la tasa de transmisión. El nivel de dióxido de carbono aumenta con el aumento del número de personas y su tiempo de estancia. Las investigaciones ahora han sugerido que las posibilidades de infección se reducen enormemente al aire libre.
Medición de dióxido de carbono (CO2) en interiores como biomarcador
Un proceso de inhalación de oxígeno y exhalación de carbono se denomina respiración. También resulta en la liberación de gotitas y aerosoles. La actividad física realizada por un individuo determina la intensidad del aire exhalado.
El tamaño del aerosol puede afectar directamente la transmisión. Los aerosoles pequeños son más ligeros y esto añade una ventaja a su permanencia en el aire. Los aerosoles pesados se asientan fácilmente y rápidamente bajo la influencia de la gravedad. Aparte de esto, los parámetros físicos como la temperatura del aire ambiente, la humedad relativa y la intensidad de la turbulencia del fluido también afectan la permanencia de los aerosoles suspendidos en el aire. La reducción del espacio y el aumento del número de personas también afecta a la transmisión aérea.
No hay otra fuente de aerosoles virales aparte de los seres humanos en edificios u oficinas. Las actividades respiratorias de los ocupantes son la principal fuente de generación de CO2. La concentración del aire exhalado es mucho mayor que la concentración ambiental. Las áreas que están muy ocupadas con una tasa de ventilación baja y la única fuente de CO2 son los seres humanos pueden usar el CO2 como biomarcador.
Los impactos de las gotas exhaladas son peligrosos
Las actividades humanas como exhalar, hablar, cantar, etc. liberan pequeñas gotas y estas gotas varían en tamaño de 0.01 a 1000 um. Las gotas respiratorias y los aerosoles son diferentes entre sí en tamaño. Las gotitas respiratorias tienen un tamaño de 5-10 um mientras que los aerosoles tienen un tamaño de menos de 5 um.
Estas gotitas son capaces de mantenerse en el aire durante bastante tiempo y la evaporación de estas gotitas depende únicamente de su composición y la temperatura y la humedad relativa del aire circundante. Las evidencias han demostrado que las gotas del aire interior suspendido exhalado son un riesgo potencial de transmisión de covid-19.
Las personas sintomáticas y asintomáticas contribuyen por igual a la transmisión del virus. Sin embargo, la capacidad de propagación de la infección de una persona es mayor antes de la aparición de los síntomas. Algunas personas podrían decir que la carga viral y el tamaño de las gotas están relacionados, pero aún se desconoce la relación entre la carga viral y el tamaño de las gotas.
Ya están presentes las evidencias que muestran que la transmisión del covid-19 es a través del aire y ocurre cuando la persona inhala los aerosoles y gotitas infectadas. Con la limpieza regular de superficies, la desinfección y el distanciamiento social en interiores pueden prevenir la transmisión. Algunos estudios mostraron que el distanciamiento social de aproximadamente 18 pies entre pacientes en un hospital no pudo reducir la infección. Sin embargo, muestra que el modo de transmisión del covid-19 es a través de aerosoles infectados.
Los resultados también han demostrado que, al estar a una distancia de 1,5 m del emisor de aerosol con un diámetro de 0.3 um, el aerosol entra en el sistema de ventilación de aire fresco, lo que provoca la contaminación de todo el edificio y aumenta el riesgo de infección por virus.
Ventajas de exponerse al aire libre
Hay muchos beneficios y ventajas de exponerse al aire libre.
1. El aire fresco aumenta la ventilación y puede evitar la infección viral. La apertura de puertas y ventanas en las casas puede ayudar a aumentar la ventilación.
2. La reducción en el uso de los sistemas de aire acondicionado y el aumento del uso de ventiladores normales ayudan a reducir la infección viral.
3. La sustitución del aire viciado por aire fresco puede reducir el riesgo de infección por covid-19.
4. El aire fresco también mejora la presión arterial y los problemas de digestión. También ayuda en el estrés y aumenta la inmunidad.
5. Diluir el aire interior con aire exterior reduce la concentración de contaminantes en el aire, como virus y bacterias, y contaminantes superficiales.
Directrices y soluciones para limitar la transmisión del virus
Las pautas establecidas por la Organización Mundial de la Salud (OMS) para prevenir la propagación del coronavirus implican practicar el distanciamiento social, cubrir el área de la nariz y la boca con máscaras faciales, lavarse las manos regularmente, evitar tocar superficies y contactos físicos. Estas medidas son practicadas por todos en ambientes al aire libre, sin embargo, las posibilidades de infectarse en interiores son altas. El método más rentable para prevenir la propagación de enfermedades en interiores es la ventilación adecuada y el control del dióxido de carbono.
La ventilación es un método preventivo que cualquiera puede adoptar en sus casas. El tamaño de los aerosoles exhalados juega un papel importante en la transmisión y es necesario reducir su concentración. Los aerosoles de tamaño pequeño pueden mantenerse fácilmente en el aire durante más tiempo y a mayor distancia, e incluso pueden contaminar las superficies. Los aerosoles de gran tamaño pueden transportar fácilmente el virus consigo mismos y esto aumentará las posibilidades de infección por el virus.
Los virus son capaces de prosperar en condiciones de baja temperatura y humedad del aire. La baja humedad ayuda a que los contaminantes transportados por el aire viajen fácilmente a través del aire. El control de la temperatura y la humedad del aire en el ambiente interior afectará la supervivencia del virus en el aire y reducirá el riesgo de infección.
El control de la ventilación de acuerdo con la cantidad de personas que ocupan los espacios interiores disminuirá el riesgo de infección por el virus. Ventilar la casa mientras se limpia y desinfecta reducirá el riesgo de infección causado por los aerosoles virales resuspendidos. Según ASHRAE, el uso de purificadores de aire HEPA portátiles puede ayudar a eliminar las partículas que contienen virus en el aire. La eliminación de la carga biológica es necesaria antes de la entrada de los ocupantes y después de su salida.
