Não demora muito para que partículas de coronavírus transportadas pelo ar percorram uma sala. No início, apenas as pessoas sentadas próximas a um infectado que esteja falando correm alto risco, mas à medida que a reunião ou aula continua, os minúsculos aerossóis podem se espalhar. No entanto, isso não significa que todos naquele ambiente estarão sujeitos a enfrentar o mesmo nível de risco.
Como engenheiro*, tenho conduzido experimentos para rastrear como os aerossóis se movem, incluindo aqueles em uma faixa de tamanho que pode transportar vírus.
O que descobri é importante de ser entendido já que mais pessoas voltam para universidades, escritórios e restaurantes e mais reuniões acontecem dentro de salas. As descobertas apontam para as áreas de maior risco dentro das salas e para a importância crucial da ventilação adequada.
Como vimos recentemente com o presidente americano Donald Trump e outros em Washington, o coronavírus pode se espalhar rapidamente em lugares fechados se as precauções não forem tomadas. Campi universitários também têm lutado contra a Covid-19. Os casos entre jovens de 18 a 22 anos mais que dobraram no Centro-Oeste e no Nordeste dos EUA depois que as escolas reabriram em agosto. À medida que o número de casos aumenta, o risco para quem passa algum tempo nessas salas também cresce.
Experimento mostra quem está em maior risco
A maioria dos modelos atuais que descrevem o papel da ventilação no destino de micróbios transportados pelo ar em uma sala pressupõe que o ar esteja bem misturado, com a concentração de partículas uniforme por toda parte. 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.
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 aumento do nível de risco 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 9x8 metros projetada para acomodar 30 alunos que tinha um sistema de ventilação que atendia aos padrões recomendados.
Quando liberamos as partículas na frente da sala de aula, elas chegaram ao fundo da sala dentro de 10 a 15 minutos. No entanto, por causa da ventilação ativa na sala, as concentrações na parte de trás, a cerca de seis 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 palestrante infectado. Conforme o tempo passado em ambientes internos com um palestrante infectado aumenta, o risco se estende a toda a sala, mesmo se a ventilação for boa.
Riscos do aerossol finalmente são reconhecidos
No passado, o estudo da transmissão de doenças respiratórias se concentrava no papel das partículas maiores que são geradas quando espirramos e tossimos. Essas gotículas caem rapidamente no chão, e o distanciamento social e o uso de máscaras podem prevenir a infecção delas.
A maior preocupação agora é o papel das minúsculas partículas conhecidas como aerossóis, que são geradas quando falamos, cantamos ou apenas respiramos. Essas partículas, geralmente menores que 5 micrômetros, podem escapar das máscaras de tecido e permanecer no ar por até 12 horas. Os Centros para Controle e Prevenção de Doenças (CDC) dos EUA finalmente reconheceram esse risco em 5 de outubro, depois que Trump foi hospitalizado e várias outras pessoas de seu governo ou próximas a ele 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 a grande carga viral antes que os sintomas apareçam - torna essas partículas importantes para a transmissão de doenças transmitidas pelo ar.
Quanta ventilação é suficiente?
Para minimizar a transmissão de Covid-19 em ambientes fechados, a principal recomendação do CDC é eliminar a fonte de infecção. As aulas a distância têm feito isso de forma eficaz em muitos campi.
Para o ensino presencial, medidas de engenharia, como ventilação, divisores de proteção 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 transmissão de Covid-19 começa com as taxas de troca de ar. Uma troca de ar de 1 por hora significa que o ar fornecido à sala durante uma hora é igual ao volume de ar da sala. A taxa de troca de ar varia de menos de 1 para residências até cerca de 15-25 para salas de cirurgia de hospitais.
Para salas de aula, os regulamentos atuais de fluxo de ar primário correspondem a uma troca de ar de cerca de 6 por hora. Isso significa que a cada 10 minutos, a quantidade de ar que entra na sala é igual ao volume da sala.
O nível de concentração 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 os ocupantes de salas de aula pela metade e todos usando máscaras, o ar em muitos espaços internos está realmente mais limpo do que antes da pandemia.
Partes da sala a serem evitadas
É importante lembrar que nem todas as partes de uma sala colocam os alunos no 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 do fluxo de ar de ventilação em um restaurante na China rastreou o papel da ventilação nos vários casos de contágio de Covid-19 entre os clientes do local.
Cerca de 95% das partículas na sala serão removidas em 30 minutos por um sistema de ventilação que esteja funcionando corretamente, mas se uma pessoa infectada estiver na sala, essas partículas serão emitidas continuamente. O ritmo da remoção de partículas pode ser acelerado aumentando a taxa de troca de ar ou adicionando outros controles de engenharia, como unidades de filtração. Abrir 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 em seu interior, compreender os riscos e seguir as recomendações das autoridades de saúde pode ajudar a minimizar a disseminação da infecção.
*Suresh Dhaniyala é Bayard D. Clarkson Distinguished Professor de Engenharia Mecânica e Aeronáutica da Clarkson University (EUA).
©2020 The Conversation. Publicado com permissão. Original em inglês.
