Minimización del riesgo de exposición al SARS-CoV-2 mediante aerosoles en espacios interiores

ENTREVISTAS FES (12)
“EUROPE’S ELDERLY” Project
18 febrero, 2021
fot equipo prot u
Presentación del proyecto “Mayores Europa”
25 febrero, 2021

Minimización del riesgo de exposición al SARS-CoV-2 mediante aerosoles en espacios interiores

22/02/2021

Javier Guerrero Fonseca. CoResponsable Área 8 del libro “106 medidas que mejoran el sector de la salud en España tras la pandemia de Covid-19”. Especialista en el Servicio de Prevención del SESCAM en el AGI de Talavera de la Reina.

Doctorando Ciencias de la Salud. MBA Gestión del Sector de la Salud. Ingeniero Industrial. Especialista en Seguridad en el Trabajo, Higiene Industrial y Ergonomía y Psicosociología Aplicada. Auditor de Prevención.

La evidencia actual y los últimos estudios ponen de manifiesto que los aerosoles originados a partir de las vías respiratorias pueden contener virus viables que permanezcan en suspensión en el aire un determinado tiempo, e impactar o depositarse en las conjuntivas o vías respiratorias superiores de otras personas, así como ser inhalados y alcanzar en función, de su tamaño, las vías respiratorias, desde la nasofaringe hasta los alveolos.

¿Se transmite el virus por aerosoles?

La transmisión del SARS-CoV-2 por aerosoles se produce en partículas de tamaño entre nanómetros hasta micrómetros o micras, ya que el virus de 0,1 micra de tamaño no viaja solo, sino que lo hace formando parte de partículas de diversos tamaños que expulsamos al respirar o al hablar, procedentes de los pulmones, que son de tamaño inferior a las 2,5 micras. Sin embargo al toser o estornudar podemos expulsar aerosoles de hasta 10 micras procedentes de las vías respiratorias superiores.

Únicamente las partículas mayores de 100 micras que son expulsadas al hablar, toser o respirar, por su peso no permanecen en suspensión en el aire, y pueden alcanzar unas distancias relativamente pequeñas, en torno a los 2 metros. Aquellas particular inferiores, se comportan como un aerosol que puede permanecer en el ambiente en suspensión desde segundos, las más pesadas, hasta horas, las de menor tamaño y peso, pudiendo ser inhalados por otra persona a distancias superiores a los 2 metros, incluso en espacios mal ventilados, aún sin la presencia del emisor si todavía permanecen en suspensión.

Las partículas que han quedado en suspensión en el aire de 15 a 100 micras pueden alcanzar las vías respiratorias superiores, las de 5 a 15 micras la tráquea y bronquios principales, y las más pequeñas, menores de 5 micras, tienen capacidad para llegar hasta los alveolos. Como consecuencia de lo anterior al contacto directo con las secreciones respiratorias, o indirecto a través de fómites de personas COVID positivo, deberemos de incluir como vía de contagio la exposición a aerosoles.

Dicha nueva vía de contagio exige reforzar las medidas que ya veníamos aplicando, como son la utilización de mascarillas, el lavado de manos y el mantenimiento de la distancia interpersonal de seguridad, pero además deberemos tener en consideración la incorporación de otro tipo de medidas ligadas al riesgo de contagio por la exposición a aerosoles y su permanencia en suspensión en espacios interiores, donde pueda existir un número importante de personas y una inadecuada o insuficiente ventilación.

el-75-de-contagios-de-covid-19-es-por-aerosoles_887cc7ea_990x586

¿Qué tipo de mascarillas nos protegen del riesgo de exposición a aerosoles?

En función del riesgo de exposición, de la posibilidad y tipo de contacto con pacientes u otras personas que puedan están infectadas, de la generación de aerosoles, o de las condiciones del espacio físico y ventilación, será necesario la utilización de uno u otro tipo de mascarillas. Podemos diferenciar entre varios tipos que clasificaremos en cuatro grupos:

Mascarillas de tela “hechas con amor”; con amor y trabajo, se trata de modelos que están realizadas de forma más o menos altruista y/o artesanal, típico al principio de la pandemia, y que después eran donadas para su uso por parte del personal sanitario. Son dispositivos que no tienen ningún tipo de homologación, ni ensayos, y por lo tanto no podemos saber si protegen, o en qué medida pueden llegar a hacerlo, o incluso pueden llegar a ser un foco de contagio si son mal utilizadas y no se sustituyen. Es por ello, que de este tipo de mascarillas no podemos aportar nada más.

Mascarillas higiénicas. No son ni un producto sanitario, PS, ni un equipo de protección individual, EPI, como sí lo son los siguientes modelos que veremos. Son otro tipo de mascarillas que podemos denominar cubrebocas, un complemento a las medidas de distanciamiento físico e higiene recomendadas. Suelen estar compuestas por una o varias capas de material textil y pueden ser reutilizables o de un solo uso. Si son reutilizables, el fabricante indicará el número máximo de lavados, a partir de ahí, no se garantiza la eficacia de la mascarilla. Las no reutilizables deben ser eliminadas después de su uso. Deben de cumplir el estándar de las normas UNE  0064 y UNE 0065. Podemos diferenciar en función de su Eficacia de Filtración Bacteriana, EFB, y si son o no reutilizables, entre mascarillas higiénicas no reutilizables con EFB igual o superior al 95% y las reutilizables con una EFB igual o superior al 90%.

Mascarillas quirúrgicas. Son las que acostumbramos a ver en ambientes clínicos. Su objetivo es evitar que el personal sanitario y los pacientes infectados transmitan agentes infecciosos. Están diseñadas para filtrar el aire exhalado, protegiendo a quienes están alrededor de la persona que la usa, evitando la dispersión de determinadas partículas con posibles agentes infecciosos al estornudar, toser o hablar.

Su duración dependerá de las instrucciones del fabricante y deberán de ser sustituidas cuando se las note húmedas o sucias. Por cuestiones de comodidad e higiene, se suele recomendar no usar la mascarilla durante más de 4 h.

En función de su Eficacia de Filtración Bacteriana EFB, las podemos clasificar en Tipo I (EFB mínima 95%) y Tipo II (EFB mínima 98%). Estas últimas también pueden ser resistentes a salpicaduras de sangre y fluidos biológicos que puedan presentar microorganismos, denominándose Tipo II R. Deben de cumplir la Norma UNE EN 14683 y disponer del marcado CE al estar consideradas como Productos Sanitarios PS.

Mascarillas auto-filtrantes. Están clasificadas como verdaderos equipos de protección individual, EPIS, y realmente son las únicas que protegen a la persona que las lleva puestas, protegiendo frente al riesgo de exposición a partículas sólidas y líquidas no volátiles. No protegen frente a gases y vapores, o en atmósferas con deficiencia de oxígeno. En el primer caso necesitaríamos filtros químicos, estos filtros químicos sí tienen un tiempo máximo de uso, dado que se gasta el material que absorbe o neutraliza el contaminante, y en el segundo caso, ante el riesgo de asfixia, necesitaríamos un sistema de respiración con aporte de oxígeno.

Este tipo de mascarillas auto-filtrantes clasificadas como EPIS, tienen como finalidad filtrar el aire inhalado evitando la entrada de partículas contaminantes en nuestro organismo. Según su Eficacia de Filtración de Partículas (no confundir con la Eficacia de Filtración Bacteriana) pueden ser de tres tipos: FFP1, FFP2, y FFP3, garantizando una eficacia de filtración mínima del 78%, 92% y 98% respectivamente. La norma EN 13274-7 describe el ensayo de filtración utilizando partículas en el rango 0,06 –0,10 micras si se utiliza una solución de cloruro sódico como aerosol, o bien en el rango 0,395 – 0,450 micras si se utilizan microgotas de parafina. Por el contrario la norma EN 14683 especifica que para las pruebas de Eficacia de Filtración Bacteriana se deben de utilizar partículas con bacterias con un tamaño medio de 3 ± 0.3 micras.

Si las mascarillas autofiltrantes llevan válvula de exhalación, sólo protegen a la persona que las usa, no evita que dicha persona emita potencialmente patógenos en caso de estar enferma, dado que únicamente filtra el aire inhalado, no el exhalado. Su etiquetado debe incluir el marcado CE seguido de cuatro números que indican el organismo de control, referencia a la norma UNE EN-149, el marcado R, en el caso de ser Reutilizables, o NR si son No Reutilizables, siendo el tiempo de uso máximo un turno de trabajo. Esto no significa que a partir de 8 horas dejen de funcionar, el problema radica en qué hacer con la mascarilla una vez que la hemos utilizado, al correr el riesgo de que esté contaminada por su parte exterior al haber estado expuesta a los aerosoles del SARS-CoV-2, pudiendo en ese caso constituir un foco de contagio. También debe estar indicado el tipo de mascarilla FFP1, FFP2 ó FFP3.

Es importante tener en cuenta que al inicio del estado de alarma, ante el desabastecimiento de este tipo de mascarillas autofiltrantes, el Gobierno autorizó la compra de otros modelos equivalentes sin marcado CE, modelos que según su mercado original de comercialización estarán referenciadas como N95, R95, P95, KN95, estas asimilables a las FFP2 ó N99, R99, P99, N100, R100 y P100, equiparables a las FFP3.

¿Cómo funcionan las mascarillas autofiltrantes frente a aerosoles?

Este tipo de mascarillas utilizan diferentes procedimientos físicos y mecánicos para atrapar las partículas, pero por lo general no tienen tratamientos con inactivación del virus, aunque existen modelos en el mercado, algunos tan destacables como las mascarillas españolas del CSIC con propiedades antimicrobianas que protegen frente a bacterias y virus, mediante su inactivación.

El proceso de filtrado de partículas de las mascarillas FFP2 y FFP3 tiene varios mecanismos. Por un lado actúan como un filtro, similar a un colador, filtrando las partículas mayores que sus aberturas (tamaño del poro en las mascarillas), dejando pasar únicamente las partículas menores. Por otro lado, haciendo que las partículas más pequeñas, que sí caben entre los huecos del filtro de la mascarilla, queden “pegadas” a las fibras al chocar con estas. Esto es así no por ninguna característica especial de las fibras, sino por el tamaño de las partículas en torno a 1 micra y la fuerza de atracción entre las moléculas, suficiente para sostener estas partículas tan pequeñas y poco pesadas.

Su comportamiento es más similar al de una tela de araña que a un colador o a una mosquitera, al ser capaz de retener insectos de cualquier tamaño. La importancia de esto se puede ver muy gráficamente imaginando lo que pasaría al colocar diferentes mosquiteras seguidas. Pasarían todos los insectos menores que el tamaño del agujero de la mosquitera. Pero si por el contrario utilizamos el símil de la tela de araña, cuantas más telas de araña seguidas tengamos, más insectos quedarán atrapados en ellas (pegados, al igual que las partículas menores a las fibras del filtro), aunque su tamaño sea menor que el de los huecos de las telas de araña. Esto es lo que pasa con las mascarillas, más capas de fibras incrementan las posibilidades de que las partículas menores queden atrapadas por la fuerza de atracción entre las moléculas.

Por el contrario las partículas menores de 0,1 micra son tan ligeras que al contacto con las moléculas del aire, literalmente rebotan, siguiendo un movimiento de zig-zag aleatorio conocido como movimiento Browniano, haciendo muy probable que dichas partículas choquen con las fibras del filtro y queden atrapadas (lo que les pasaría a los insectos más pequeños volando muy deprisa en zig-zap al golpearse con las fibras de la tela de araña). De esta forma, combinando los sistemas anteriores, las mascarillas filtran las partículas más grandes (mayores que el tamaño del poro que dejan sus fibras), y atrapan las partículas más pequeñas, quedando pegadas a las fibras.

Son las partículas medianas, en torno a las 0,3 micras, las más difíciles de atrapar, no viajan en línea recta, ni rebotan en el aire; flotan junto al aire a medida que este fluye alrededor de las fibras del filtro, siendo probable que esquiven las fibras y se cuelen entre ellas, atravesando el filtro de la mascarilla. No son tan grandes como para quedar atrapadas, ni tan pequeñas y livianas para quedar “pegadas” a las fibras del filtro por la fuerzas de atracción entre las moléculas. Para ello las fibras del filtro se cargan electrostáticamente atrayendo incluso a las partículas neutras. Esto se consigue electrizándolas para dotarlas de un campo eléctrico permanente, atrayendo de esta forma todas las partículas en suspensión el aire, independiente de su tamaño, capturando hasta 10 veces más partículas que las fibras normales de otro tipo de mascarillas. El porcentaje de este tipo de partículas más difíciles de atrapar, es lo que marca el tipo de mascarilla, si una mascarilla es capaz de atrapar el 92% de estas partículas medianas, se tratará de una FFP2 (eficacia de filtrado del 92%), ó FFP3 en el caso de que atrapase el 98% de estas partículas de tamaño medio.

¿Tan importante es la adaptación de las mascarillas?

De nada o poco sirve una mascarilla de alta eficacia de filtración que llegue al 98% en el caso de las FFP3 o al 99,7 % de las N100, si dicho equipo de protección no se adapta perfectamente al contorno de la cara. Existen estudios que afirman que un hueco del 2% del área de la mascarilla deja pasar al 50% del aire sin filtrar. Simplemente por poner números al problema, un estudio realizado en Singapur mediante el cual se enviaron mascarillas N95 a 2.500 personas, concluía que únicamente el 13% de las personas las llevaban bien puestas, aún a pesar de que habían recibido instrucciones.

Es muy interesante como ante problemas somos capaces de agudizar el ingenio, pues en el mercado ya podemos encontrar una solución a las deficiencias de adaptación de las mascarillas autofiltrantes tipo FFP2 y FFP3. Se trata de un modelo que utiliza un material similar a la silicona para mejorar la adaptación al contorno de la cara, ya están de moda en EE.UU y las podemos encontrar como mascarillas elastoméricas.

¿Qué parámetros ambientales debemos de tener en cuenta en los espacios interiores?

Como hemos visto entre los factores que influyen en el riesgo de exposición a los aerosoles con virus viables de SARS-CoV-2 y su transmisión, podemos citar aquellos ligados a la persona infectada, como pueden ser su carga viral, la concentración y tamaño de los aerosoles emitidos o el tiempo de emisión. Entre los ligados al receptor podemos citar el volumen del aire inhalado, el tiempo de exposición, la concentración viral en los aerosoles inhalados, lo cual dependerá de la posición y distancia al emisor y la vulnerabilidad personal. Pero vamos a centrarnos en aquellas condiciones dependientes del espacio físico, es decir, del escenario, como pueden ser las condiciones termo higrométricas y de ventilación en espacios interiores.

Entre las condiciones ambientales podemos citar la humedad relativa y la temperatura, al considerarse factores de riesgo sobre los que sí podemos actuar, dado que el virus es más estable a bajas temperaturas y los aerosoles permanecerán más tiempo en suspensión en el aire, y con ello recorrerán mayores distancias, en ambientes secos con humedades relativas inferiores al 40%, siendo además valores superiores perjudiciales para la supervivencia de muchos virus, incluidos los coronavirus estacionarios humanos y el virus de la gripe. Además existen estudios que indican que la reducción de la humedad relativa podría aumentar la susceptibilidad de las personas a resultar infectadas por un virus respiratorio. Por todo lo anterior, podemos afirmar que la humedad relativa ideal en ambientes interiores estaría entre el 40 – 60%, limitando de esta forma la propagación del virus y la supervivencia del SARS-CoV-2. Valores superiores al 60% de humedad relativa podrían ser perjudiciales, al promover el crecimiento de moho.

Atendiendo a la temperatura sabemos que las bajas temperaturas, además de contribuir al aumento significativo de la viabilidad, la tasa de transmisión y la supervivencia del SARS-CoV-2, también tiene efectos importantes sobre el sujeto susceptible de ser infectado. La temperatura aconsejada por OMS para reducir el tiempo en el que el virus permanece viable en ambientes interiores es superior a los 21º C.

¿Podemos utilizar las mediciones de CO2 como un indicador de una correcta ventilación?

Una medida preventiva, que como hemos dicho, debemos de unir a las que ya estamos implementando, sería el control de la ventilación en los espacios interiores, mejorando las renovaciones de aire interior con aire “limpio” exterior. Para una misma tasa de emisión de aerosoles el incremento del caudal y el porcentaje de aire exterior, incluido en las renovaciones de aire, reduce la concentración de partículas en aire por el efecto de la dilución, y con ello, el riesgo de contagio. La ventilación puede realizarse mediante ventilación natural con el aire exterior, favoreciendo la ventilación cruzada abriendo puertas y ventanas, o mediante ventilación forzada (mecánica), con sistemas de impulsión del aire y sistemas de climatización con aporte, en mayor o menor medida de aire exterior y/o sistemas de filtración eficaces.

Para comprobar las renovaciones de aire se utiliza el concepto de tasa de ventilación del aire por hora ACH (Air Changes per Hour). La tasa de ventilación aconsejada para conseguir una calidad de aire correcta es de 12,5 litros / segundo y persona, que se corresponde aproximadamente a 5 ó 6 ACH. Existen diferentes métodos para medir dicha tasa de renovación de aire, algunos se basan en la medida de los caudales de entrada y salida del aire, situación que en muchas ocasiones es complicada, entre otros motivos por la dificultad técnica, por no conocer los aportes exactos de aire recirculado o por la situaciones de las tomas de impulsión y extracción del aire. Es mucho más sencillo y eficaz proceder a la medida de la concentración de CO2, siendo esta un buen indicador de la tasa de renovación de aire.

En espacios exteriores las concentraciones de CO2 son de aproximadamente 450 ppm, por el contrario en un edificio mal ventilado, las concentraciones suelen ser superiores como resultado del CO2 que espiramos al respirar. Está consensuado que un umbral de 800 – 1000 ppm de una concentración de CO2 no debería de superarse en espacios que consideramos bien ventilados, valores superiores no significan que puedan ser perjudiciales para la salud, simplemente indicarían unos niveles deficientes de ventilación.

Hay suficientes evidencias para afirmar que el aire recirculado en ausencia de filtros en una estancia en la que se encuentra una persona con infección activa por SARS-CoV-2 sin mascarilla, constituye un riego para otras personas presentes, independientemente de la distancia a la que se encuentren. Es por ello por lo que la utilización de las mascarillas FFP2 y su correcta utilización y adaptación al contorno de la cara, cobra especial importancia en los espacios interiores.

¿Qué tipo de filtros serían los más aconsejables en los sistemas de climatización?

Respecto a la utilización de los diferentes tipos de filtros de aire, su eficacia de filtrado dependerá del porcentaje de partículas que es capaz de retener y del tamaño de estas.

De acuerdo con la norma UNE EN 1822:2020 el tamaño de partículas a la cual el filtro ofrece la eficiencia de retención más baja, se denomina Tamaño de Partícula de Mayor Penetración (Most Penetrating Particle Size, MPPS), que está entre 0.15 y 0.25 µm. La típica forma parabólica de esta curva de mínimo, muestra que las partículas mayores o menores que la MPPS son retenidas más eficazmente. Esta norma clasifica los filtros en filtros EPA de alta eficacia (Efficiency Particle Air) hasta el 95,5% de eficacia de filtración, HEPA, filtros de muy ata eficacia (Hight Efficiency Particle Air) hasta el 99,995% de eficacia, y ULPA, filtros de ultra baja penetración (Ultra Low Penetration Air) hasta el 99,999995 % de eficacia.

Los utilizados normalmente en hospitales para la purificación de aire y prevenir la contaminación microbiológica en los laboratorios de investigación y eliminar los contaminantes infecciosos en el aire en el sector de la salud, suelen ser filtros HEPA. En la mayoría de las situaciones no es necesario recurrir a filtros ULPA por su elevado precio y pérdida de caudal de los sistemas de aire.

Es importante reseñar que los filtros, independientemente de su eficacia, no reducen los niveles de CO2, por lo tanto puede darse el caso de altos niveles de concentración de CO2, pero que el sistema de ventilación mecánica sí disponga de filtros HEPA, reduciendo de esta forma la concentración de bioaerosoles en el ambiente, pero no de CO2. Es por ello, que es estos casos, se hace especialmente importante un correcto y eficaz mantenimiento del sistema de ventilación forzada y de los filtros.

De forma excepcional en ambientes interiores donde no se pueda ventilar, filtrar ni purificar el aire, y donde se generen situaciones con más riesgo de transmisión, se puede valorar el uso de tratamientos germicidas, tales como radiación ultravioleta (UV-C) o sistemas generadores de ozono. Estos equipos se incorporan en los conductos de los sistemas de ventilación mecánica o bien en determinados espacios interiores con las medidas de prevención ante la presencia de personas y respetando los valores límites ambientales establecidos.

Una última consideración, el reglamento español de referencia para filtros de aire en edificios no residenciales es el Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios, RITE, el cual pretende garantizar una adecuada calidad de aire interior, entendiendo que la fuente de contaminantes está en el exterior. Sin embargo, en el contexto COVID, la fuente de contaminantes (bioaerosoles) está en el interior del local. Por tanto, en este contexto hay que realizar algunas consideraciones en función de la situación concreta de cada caso, poniendo especial atención en mejorar la calidad del aire de los espacios en los que el sistema de ventilación recircula el aire interior.