Coronavirus: aerosoles, ventilación y mascarillas

El pasado 6 de julio la revista Clinical Infectious Diseases publicó una carta abierta en la que se pedía «a la comunidad médica y a los organismos nacionales e internacionales pertinentes que reconocieran el potencial de propagación aérea de la enfermedad del coronavirus» (Morawska et al. 2020). Esta carta contó con el respaldo de 239 expertos de más de treinta países y fue motivada por la escasa relevancia que la OMS y las agencias sanitarias de muchos países habían concedido a la trasmisión del coronavirus SARS-CoV-2 a través del aire. Pocos días después la OMS reconoció que COVID-19 podría transmitirse por el aire en sitios cerrados, abarrotados y con poca ventilación y ya en septiembre, el Centro de Control y Prevención de Enfermedades (CDC) de Estados Unidos reconocía que el coronavirus se transmite por el aire, aunque luego retiró su comunicado.

Los autores de la carta señalaron que numerosos estudios científicos han demostrado, más allá de la duda razonable, que al exhalar, hablar y toser se liberan virus en microgotas lo suficientemente pequeñas como para permanecer en el aire y suponer un riesgo de contagio incluso a distancias superiores a los 2 metros de las personas infectadas. A las velocidades normales del aire en espacios interiores, una microgota de 5 µm puede viajar durante decenas de metros antes de llegar al suelo (Morawskawa et al. 2009; Mattthews et al. 1989). Por eso se considera la hipótesis del aire como vehículo principal de propagación del virus.

La publicación el 15 de septiembre de un trabajo experimental realizado por un grupo de investigación de la Universidad de Florida puede poner fin a la controversia de los últimos meses sobre la transmisión aérea del virus. Dicho trabajo (Lednicky et al. 2020) aclara la causa de que se detecte con frecuencia RNA del SARS-CoV-2 en aerosoles, pero no se hayan podido aislar virus viables infecciosos. La explicación está en que los muestreadores de aire comunes pueden inactivar viriones a través del proceso de recolección. Por ello, los autores del trabajo utilizaron muestreadores de aire BioSpot-VIVAS, un modelo de biocolector (Aerosol Devices 2020) que funciona con un principio de condensación de vapor de agua. Con este colector tomaron muestras de aire en una habitación de hospital con dos pacientes con COVID-19, uno a punto de recibir el alta y el otro recién ingresado. De esta forma aislaron coronavirus SARS-CoV-2 viable a partir de muestras de aire recogidas a distancias de entre 2 y 4,8 m de los pacientes. La secuencia del genoma de la cepa SARS-CoV-2 aislada fue idéntica a la del paciente recién admitido, con concentraciones virales viables de entre 6 y 74 TCID50 por litro de aire.

Distancias de seguridad y ventilación

El hecho de que pacientes con manifestaciones respiratorias de COVID-19 puedan producir aerosoles conteniendo SARS-CoV-2 viable, unido a la capacidad de los aerosoles de permanecer en el ambiente y alcanzar distancias superiores a dos metros, tiene implicaciones importantes para evitar la propagación de la enfermedad.

Las recomendaciones estrictas para mantener una distancia de seguridad (de 1,5 a 2 metros), son una simplificación excesiva basada en conocimientos científicos obsoletos y en experiencias de virus pasados. De hecho, la recomendación de 1 a 2 metros se remonta a 1897, cuando se desconocían los aerosoles y Flugge propuso esta distancia basándose en las gotas visibles expelidas por personas (Flugge 1897).

En lugar de reglas únicas de una distancia fija, investigadores de la Universidad de Oxford han propuesto recomendaciones graduales que reflejan mejor los numerosos factores que determinan el riesgo en diversas situaciones (Jones et al. 2020). De esta forma puede establecerse una protección mayor en entornos de alto riesgo, pero también más libertad en entornos más seguros. Como orientación genérica estos autores elaboraron un cuadro esquemático que evalúa cualitativamente el riesgo en diferentes situaciones.

Imagen reproducida de Jones, et al. (2020). httpswww.bmj.comcontent370bmj.m3223

Imagen reproducida de Jones, et al. (2020). https://www.bmj.com/content/370/bmj.m3223

Las variables consideradas en el cuadro, tanto para espacios abiertos como para interiores son: el tiempo, la distancia entre personas (muchas o pocas personas presentes), la actividad (permanecer en silencio, hablar, gritar o cantar), el uso de mascarilla y el nivel de ventilación. Como puede observarse, las situaciones de menor riesgo corresponden a exteriores bien ventilados, con baja ocupación, incluso sin mascarilla, mientras que, en espacios interiores mal ventilados y con alta ocupación, el riesgo es alto aun llevando mascarilla.

Respirar, cantar, gritar, estornudar o toser son acciones que generan nubes cálidas y húmedas que son exhaladas a mayor velocidad que la del aire en interiores y pueden recorrer varios metros en pocos segundos. Por tanto, no es extraño lo que ocurrió en el ensayo de un coro en Estados Unidos, en el que una persona sintomática infectó al menos a otros 32 miembros del coro (Hammer et al. 2020), aun manteniendo distancias.

La importancia de una buena ventilación para evitar infecciones es conocida desde hace mucho tiempo. De hecho, se ha asociado el surgimiento de la arquitectura moderna con la prevención de la tuberculosis, que fue una de las principales causas de mortandad a principios del siglo pasado y que influyó en arquitectos como Le Corbusier para crear nuevos espacios más abiertos, con más luz, mayor higiene y más ventilación. Con la pandemia de coronavirus, la recomendación sigue siendo la de ventilar, desarrollar al aire libre todas las actividades posibles y asegurar una constante renovación del aire en interiores, para evitar la transmisión a través de aerosoles. Como ha explicado J. L. Jiménez, experto en aerosoles de la Universidad de Colorado: «ante un escenario de aerosoles, los ciudadanos debemos dejar de pensar en el virus como algo que nos llega a través de las toses y los estornudos y empezar a pensar en él como si fuera humo en una habitación. Pensar y actuar en consecuencia: aireando estancias y utilizando todos los medios a nuestro alcance para purificar el aire que respiramos» (Jiménez 2020).

Importancia de la mascarilla

Las mascarillas son, junto con la ventilación, un elemento clave para frenar la propagación de la enfermedad. Aunque al inicio de la pandemia la OMS y las autoridades sanitarias de países como España no recomendaban su uso generalizado, en los países asiáticos ya era una práctica habitual de protección frente al virus desde que se detectaron los primeros casos. Las mascarillas, dependiendo del tipo, calidad y material filtrante, pueden retener la mayoría de las partículas virales, aunque no su totalidad. En el cuadro que se ha reproducido anteriormente, puede observarse como el uso de mascarilla es capaz de disminuir el nivel de riesgo de transmisión en una situación concreta: de elevado a medio y de medio a bajo.

El uso de mascarillas como medio de protección frente a epidemias se remonta a finales del siglo XIX, cuando los médicos empezaron a usarla para evitar esparcir gotas al toser o estornudar durante las operaciones. Las primeras mascarillas eran muy rudimentarias y consistían en un pañuelo atado que cubría la boca y nariz. Su uso se generalizó durante la pandemia de gripe A de 1918-1919, originada por el virus H1N1.

Voluntarias de la Cruz Roja elaborando mascarillas en Boston (EE.UU.), durante la pandemia de gripe de 1918. Origen de la fotografía: CDC. https://espanol.cdc.gov/flu/pandemic-resources/1918-commemoration/1918-pandemic-history.htm

Hay dos razones que aconsejan el uso de mascarillas. La primera es prevenir la propagación de partículas virales de unos individuos a otros, y la segunda, menos conocida, es reducir el inóculo de virus al que está expuesto quien la usa, lo que tendrá como resultado que la enfermedad, en caso de producirse, se desarrolle de forma más leve. Estas dos razones hacen que el uso de la mascarilla sea una de las armas más poderosas para frenar la propagación del virus (Gandhi et al. 2020).

Un estudio experimental frecuentemente citado, realizado con hámsteres en la Universidad de Hong Kong (Chan et al. 2020), demostró que una simulación de la mascarilla construida mediante una partición elaborada con el material de las mascarillas quirúrgicas, que separaba los hámsteres infectados de los no infectados, disminuía el nivel de contagio y que, además, los hámsteres que contraían la enfermedad con la simulación de la mascarilla, mostraban manifestaciones más leves de la enfermedad.

Conclusiones

La ventilación y el desarrollo de actividades al aire libre, así como el uso de mascarillas de protección, son dos intervenciones no farmacológicas que poseen un gran potencial, tanto para disminuir la probabilidad de contagios, como para disminuir la carga viral cuando el contagio se produce, atenuando así la gravedad de la enfermedad.

Referencias

  • Morawska L, Donald K Milton DK (2020). It Is Time to Address Airborne Transmission of Coronavirus Disease 2019 (COVID-19). Clinical Infectious Diseases, iaa939. https://doi.org/10.1093/cid/ciaa939.
  • Morawska L, Johnsona GR, Ristovski ZD, et al (2009). Size distribution and sites of origin of droplets expelled from the human respiratory tract during expiratory activities. J Aerosol Sci 2009; 40:256–69. 2.
  • Matthews  TG, Thompson  CV, Wilson  DL, Hawthorne AR, Mage DT (1989). Air velocities inside domestic environments: an important parameter in the study of indoor air quality and climate. Environ Int 1989; 15:545–50.
  • John A.Lednicky, Michael Lauzardo, Z.Hugh Fan, Antarpreet Jutla,Trevor B.Tilly, Mayank Gangwar et al. (2020). Viable SARS-CoV-2 in the air of a hospital room with COVID-19 patients. International Journal of Infectious Diseases. Available online 16 September 2020 https://doi.org/10.1016/j.ijid.2020.09.025
  • Aerosol Devices (2020). BioSpot-VIVAS™ bioaerosol sampler. Consultado el 29 de septiembre en: https://aerosoldevices.com/wp-content/uploads/2020/04/BioSpot-VIVAS-Brochure-2020.pdf
  • Flugge C. (1897). Uber luftinfection. Z Hyg Infektionskr, 1897; 25:179-224.
  • Jones Nicholas R, Qureshi Zeshan U, Temple Robert J, Larwood Jessica P J, Greenhalgh Trisha, Bourouiba Lydia et al. (2020). Two metres or one: what is the evidence for physical distancing in covid-19? BMJ 2020; 370 :m3223 https://www.bmj.com/content/370/bmj.m3223.
  • Hamner L, Dubbel P, Capron I, et al. (2020) High SARS-CoV-2 attack rate following exposure at a choir practice – Skagit County, Washington, March 2020. MMWR Morb Mortal Wkly Rep2020;69:606-10. doi:10.15585/mmwr.mm6919e6. pmid:32407303.
  • José Luis Jiménez (2020). Citado por J. Jiménez en: ‘Estados Unidos reconoce por primera vez que el coronavirus se transmite por el aire: qué significa y qué implicaciones tiene para nosotros’. https://www.xataka.com/medicina-y-salud/estados-unidos-reconoce-que-coronavirus-se-transmite-aire-que-significa-que-implicaciones-tiene-para-nosotros.
  • Gandhi, M., Beyrer, C., Goosby, E. (2020). Masks Do More Than Protect Others During COVID-19: Reducing the Inoculum of SARS-CoV-2 to Protect the Wearer. J GEN INTERN MED (2020). https://doi.org/10.1007/s11606-020-06067-
  • Chan JF, Yuan S, Zhang AJ, et al. Surgical mask partition reduces the risk of non-contact transmission in a golden Syrian hamster model for Coronavirus Disease 2019 (COVID-19). Clin Infect Dis 2020. https://doi.org/10.1093/cid/ciaa644.

Authors

Enrique Orihuel

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