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Uma análise da qualidade do ar e a transmissão no novo Coronavírus

Uma análise da qualidade do ar e a transmissão no novo Coronavírus
Uma análise da qualidade do ar e a transmissão no novo Coronavírus

Não há dúvidas de que o novo Coronavírus é espalhado, principalmente, por partículas exaladas por pacientes infectados. Para entender como o processo funciona, é importante classificar primeiramente as partículas, geralmente começando com a explicação básica para a classificação da sigla PM (Particulate Matter, em English).

Quando nos referimos ao grau de tamanho de partícula, um número é escrito após PM, que corresponde ao diâmetro equivalente em mícrons (1μm = 0,001 mm). Assim, por exemplo, o nome PM10 deve ser entendido como a coleta de todas as partículas na amostra de ar que estamos analisando com um tamanho inferior a 10 μm.

Na figura 1, apresentam-se os principais tipos de partículas presentes no ar interior, classificados em função das suas gamas de tamanho.

Do ponto de vista estritamente físico, de acordo com a maneira como essas partículas interagem com nosso sistema respiratório, elas são classificadas como inaláveis, torácicas e respiráveis, ​​de acordo com seu grau de penetração, que é a correspondência entre essa classificação e as gamas de tamanho apresentadas na figura 2.

As substâncias inaláveis ​​permanecem nos pelos do nariz ou no muco da boca, cavidade nasal ou laringe. As partículas na cavidade torácica podem penetrar na traqueia e brônquios e são retidas pelo muco presente ali, enquanto as partículas respiráveis ​​fluem até os bronquíolos e até os alvéolos. Do ponto de vista físico, independentemente do grau de infecção, as partículas mais perigosas são as menores, porque permanecem nos alvéolos e causam bloqueio, impedindo ou prejudicando as trocas gasosas, que são cruciais para a vida.

Dependendo do tamanho, a trajetória das partículas no ar podem ser diferentes. Essa diversidade de comportamento é causada pela diferença no equilíbrio entre as forças que atuam na interação entre partículas e o ar.  Acredita-se que as principais forças que atuam nas partículas do ar sejam a gravidade e a resistência do ar, que variam de acordo com a magnitude das partículas, pois para o ar com diâmetro equivalente a menos de 10 μm, o arrasto é mais importante que a gravidade (peso das partículas).

Novo Coronavírus e os modos de transmissão

O novo Coronavírus é esférico e tem um diâmetro entre 80 e 140 nm (± 0,1 μm). Na figura 3, apresenta-se uma comparação das suas dimensões com algumas das classes habitualmente usadas para matéria particulada em suspensão.

Existem três modos possíveis de transmissão a partir de elementos patogênicos que tenham sido expelidos no processo respiratório de pessoas infetadas:
1 – infeção por partículas em suspensão (Bioaerosol);
2 – por gotas;
3- por contato.

A fonte de gotículas emitida por indivíduos infectados pode ter processos diferentes, como tosse, espirro, vômito, fala e respiração, e o número e a distribuição das categorias de tamanho de partícula expirada variam naturalmente, dependendo do processo.

No caso de transmissão de partículas em suspensão, onde elas terão dimensões tipicamente menores que 10 μm, o fenômeno geralmente envolve a evaporação de uma parte da massa de água da gotícula, que é reduzida ao que é chamado “núcleo da gotícula”, onde pode haver alguns vírus ou bactérias, que podem ser inalados pelo indivíduo infectado.

Foto tirada do folheto do Gabinete do Primeiro Ministro e do Ministério da Saúde, do Trabalho e do Bem-Estar do Japão, que foi recentemente publicado em um documento de posicionamento em conjunto da Sociedade de Engenharia de Aquecimento, Ar Condicionado e Sanitária do Japão (SHASE) e do Instituto de Arquitetura do Japão (AIJ)

Na figura 4, apresenta-se uma figura transcrita de Morawska (2006) em que se apresentam os tempos de evaporação das gotas de água, em função do seu diâmetro e da umidade relativa do ambiente.

Se as gotículas de água estiverem contaminadas por vírus, elas permanecerão suspensas e sua durabilidade dependerá de fatores como temperatura, umidade e radiação ultravioleta presentes no local.

Há um número significativo de estudos sobre a sobrevivência de vírus no ar, os quais também são relatados em Morawska (2006), com comportamento diferente dependendo se os vírus têm ou não uma camada externa de gordura. Assim, no caso de vírus do tipo Coronavírus, que possuem uma camada externa protetora de gordura, a conclusão é que essa camada persiste melhor em ambientes secos e desestabilizada em ambientes mais úmidos, ao contrário do que acontece com vírus que não possuem uma camada protetora de gordura (Roc (1992) e Pillai e Ricke (2002)).

Em relação ao efeito da temperatura, geralmente a resistência do vírus é maior em baixas temperaturas do que em altas temperaturas. A radiação solar possui um componente da radiação ultravioleta que prejudica a durabilidade dos vírus, de modo que em ambientes internos sem luz natural direta, existem condições mais favoráveis ​​para a estabilidade dos vírus como partículas em suspensão.

O segundo modo de transmissão referido na Fig. 5, é a transmissão direta através das gotículas que viajam de remetente infectado a um destinatário suscetível e inalado por este. Geralmente é o caso de gotículas de tamanho médio, entre 10 e 50 μm, que podem preencher o caminho entre o emissor e o receptor antes da evaporação completa. Em um episódio de tosse ou espirro, a velocidade inicial da corrente que sai da boca do emissor pode ter valores típicos de 10 a 30 m / s, de modo que as partículas rapidamente percorrem caminhos de cerca de 1 m entre o emissor e o receptor.

A maior gota com diâmetro entre 50 μm e 300 μm é a gota que produz o modo de transporte por contato. No seu caso, a gravidade é a principal, porque as forças aerodinâmicas perdem influência relativamente, de modo que essas partículas caem mais rapidamente e se depositam na superfície, criando o que se designa por fomites (objetos ou materiais contaminados por elementos patogênicos). Existem vários tipos de comportamentos que podem fazer com que elementos patogênicos sejam transportados para que entrem em contato com áreas (boca, olhos, nariz) que entram no corpo do elemento receptor. Uma série de artigos relacionados sobre esse método de comunicação foi publicada, por exemplo, o artigo de Rheinbahen et al. (2000) e de Barker, etc. (2001).

É mais ou menos consistente que os modos de transmissão por contato e transmissão por gotejamento ocorram nas transmissões do vírus COVID-19, mas até recentemente havia a crença de que o modo de contaminação por suspensão não era significativo no caso de infecções virais e ocorria principalmente no caso de bactérias (tuberculose, legionela, …). Embora isso seja bem conhecido, a dificuldade de estabelecer uma relação causal pode ser baseada nesse fato, porque é um tipo de investigação mais difícil e requer um método mais complexo. O sarampo viral também é transmitido através de partículas em suspensão. O papel das rotas de transmissão de aerossóis não é exatamente o mesmo, mas em artigos recentes, as evidências sobre a existência de rotas de transmissão virais aumentaram bastante. Na tabela seguinte, apresentam-se resumidamente alguns dos artigos que sustentam a existência de transmissão de infeções virais através do modo das de partículas em suspensão.

Em artigo publicado na revista Indoor Air, por Li et al. (2007), um grupo de especialistas de vários países, conduziram uma análise multidisciplinar sistemática de 40 artigos sobre o papel da transmissão de partículas na suspensão, publicada entre 1960 e 2005, considerando que 10 dos 40 artigos foram conclusivos, há fortes evidências da relação entre a ventilação dos edifícios e a transmissão/disseminação através de partículas em suspensão de doenças como o sarampo, a tuberculose, a varíola, a gripe, a gripe das aves, e a SARS.

Para explicar a diferença na taxa de propagação entre SARS-1 e SARS-2 (COVID-19), vários autores americanos conduziram um estudo comparativo sobre as taxas de sobrevivência desses dois tipos de vírus em diferentes ambientes e superfícies. Em 17 de Março de 2020, numa carta ao editor do New England Journal of Medicine referem que ambos permanecem viáveis e infeciosos por mais de 3 horas em aerossóis.

Com base nessas informações, a Organização Mundial da Saúde (OMS) acredita que os profissionais de saúde devem tomar “precauções em relação a partículas”. A Dra. Maria Van Kerkhove, Diretora do Departamento de Emergência, disse à imprensa em uma entrevista coletiva em 23 de março de 2020 que: “Quando se executa um procedimento clínico que gera aerossóis numa unidade de prestação de cuidados de saúde, há a possibilidade de aerossolizar essas partículas, o que significa que elas podem permanecer no ar um pouco mais de tempo”.

Acrescentou: “É muito importante que os trabalhadores da saúde tomem precauções adicionais quando estiverem a trabalhar com pacientes e façam este tipo de procedimentos”.

Não se entende que, no nível da cúpula da diretiva da OMS, não há impressão de que a aerossolização não ocorra apenas ao realizar atividades clínicas com algum tipo de equipamento em ambiente hospitalar, mas também ocorra naturalmente em processos relacionados ao sistema respiratório de uma pessoa (tosse, espirro, verbalização, respiração, etc.).

Por exemplo, analisando a distribuição dos tamanhos das gotículas emitidas quando uma pessoa tosse (Bourouiba et al. (2014)), mostrada na Fig. 6, parece que uma parte importante tem potencial para aerossolização, pois com a perda de água por evaporação, até a dimensão no momento da expiração de 16 mm, isso é esperado.

Em um artigo publicado na revista Building and Environment, Jianjan Wei e Yuguo Li (2015) apresentam os resultados da simulação em computador para destinos de partículas exaladas com dimensões de 10 μm, 50 μm e 100 μm por uma pessoa que tosse, com uma velocidade inicial de 10 m / A Figura 7 apresenta uma figura composta pelos resultados deste artigo, na qual uma patente de que existe o risco de partículas suspensas serem inaladas por pessoas a uma distância superior a 2 m, recomendada como uma distância segura.

Deve-se notar que a carga viral será, em princípio, proporcional ao tamanho das gotas ou gotículas; portanto, em partículas menores, a probabilidade de causar infecção, se não zero, será menor do que nas maiores. As estratégias possíveis para combater uma eventual possibilidade de transmissão através do modo de partículas em suspensão são tentar diminuir a concentração dessas partículas diluindo-as com ar fresco fornecido pelo processo de ventilação e minimizar o risco de inalação pelas vias aéreas através do uso de máscaras e viseiras.

Cuidados indispensáveis

Uma análise da qualidade do ar e a transmissão no novo Coronavírus
Uma análise da qualidade do ar e a transmissão no novo Coronavírus

Usar máscaras ao sair de casa, evitar o contato físico, lavar bem as mãos e cuidar da renovação do ar em ambientes internos são cuidados importantes para se proteger do novo Coronavírus.

A Sicflux, junto a uma equipe qualificada, conta com ventiladores que possuem filtros especiais para renovar e manter a boa qualidade do ar em ambientes internos, de modo a garantir o conforto e a saúde dos ocupantes. Nossos equipamentos são utilizados por diversos segmentos, entre eles, hospitais, postos de saúde e UPAs, que usam nossos produtos para garantir a qualidade do ar.

Bibliografia:

Silva, M. G. (2020). Uma análise sobre os modos de transmissão da COVID-19. Fonte: noticias.uc.pt: http://noticias.uc.pt/wp-content/uploads/2020/03/Uma-ana%CC%81lise-sobre-os-modos-de-transmissa%CC%83o-da-COVID.pdf

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