Analizamos el verdadero impacto de los sistemas HVAC en la propagación del coronavirus y proponemos medidas de control en espacios cerrados.
por Mauricio Mathey De Rivero*
Introducción: La COVID-19 es un virus que se contagia a través de las gotículas (pequeñas gotas) que una persona infectada bota al ambiente al estornudar, toser o hablar. Dada su forma de propagación, es necesario entender cuál es el impacto de los sistemas HVAC y las medidas que se pueden tomar para evitar la propagación del virus a través de estos sistemas.
Formas de contagio
Antes de analizar las alternativas para evitar la propagación del virus a través de sistemas HVAC, veamos cuáles son las formas más comunes de contagio, de acuerdo a la Organización Mundial de la Salud:
Gotículas grandes (>10 micrones)
• Generadas cuando una persona tose o estornuda
• Caen en superficies a 1 o 2 metros de distancia
• No permanecen en suspensión en el aire
• Propagan al virus al caer en superficies que después otras personas tocan
Gotículas pequeñas (<5 micrones)
• Generadas cuando una persona tose, estornuda o habla
• Pueden viajar a más de 2 metros de distancia
• Pueden permanecer en el aire por varias horas
• Estudios sugieren que propagan el virus bajo ciertas condiciones, como un grupo grande de personas hablando muy cerca o en ambientes cerrados con poca ventilación
Fecal oral
• Esta forma de contagio recién está siendo estudiada
• Se ha detectado el COVID-19 en muestras fecales
• Esta forma de contagio se daría principalmente en los baños
Impacto de los sistemas HVAC en la propagación del COVID-19
Un estudio publicado en la revista Emerging Infectious Diseases del Centro para el Control y Prevención de Enfermedades de Estados Unidos analizó el contagio de tres familias que asistieron a un mismo restaurante con aire acondicionado. En el estudio se especifica que las 3 familias se sentaron en mesas cercanas y una de las personas de las tres familias estaba contagiada con COVID-19. Las 10 personas que conformaban las tres familias resultaron contagiadas. Además, se menciona que había 73 personas más en el restaurante, las cuales no resultaron contagiadas.
Adicionalmente se tomaron 3 muestras de las rejillas de suministro y 3 muestras de las rejillas de retorno para analizar si había rastros del COVID 19 en el sistema de aire acondicionado. Los resultados dieron negativo.
Si bien el estudio presenta limitaciones, pues no se simuló la ruta aérea de contagio ni se calculó la probabilidad de contagio de cada una de las personas, concluye que el aire acondicionado ayudó a que el virus se propague a una mayor distancia.
De este estudio se puede concluir, que las corrientes de aire que genera un sistema de aire acondicionado puede tener dos efectos para la propagación del COVID 19:
• Puede ayudar a que las gotículas viajen más lejos
• Podría poner nuevamente en suspensión el virus que ya se había depositado en una superficie
Es importante mencionar que si bien este es solo un estudio, hasta el momento no hay evidencia a favor ni en contra de la propagación del coronavirus a través de los sistemas de aire acondicionado o ventilación.
Tratamiento del aire para evitar la propagación del COVID19
De manera general podríamos decir que existen dos métodos de realizar la limpieza del aire y que son complementarios entre sí:
A. Filtración de partículas y microrganismos
B. Limpieza del aire mediante ozono
Son complementarios porque el método B no filtra partículas y el A no destruye o inactiva microrganismos.
Cabe aclarar en este punto que las bacterias tienen un diámetro que varía entre 0.1 y 5 micrómetros (milésima parte de un milímetro) mientras que los virus tienen un diámetro de entre 10 a 300 nanómetros (millonésima parte de un milímetro), es decir son 1.000 veces más pequeños en promedio que una bacteria.
A. Filtración de partículas y microrganismos
La finalidad de limpiar el aire es llegar a las condiciones mínimas necesarias en un ambiente específico, que permitan realizar de forma inocua el proceso que se lleva a cabo en el mismo. Estos procesos pueden ser tan extremos como los que se realizan en una sala de operaciones de un hospital o tan comunes como los que se realizan en un edificio de oficinas.
La limpieza del aire se mide por la cantidad de partículas que se pueden encontrar en un metro cúbico de este aire. Existen varias normas al respecto, entre ellas la GMP (Good Manufacturing Practices) que establece las pautas para la fabricación de productos farmacéuticos, sin embargo, a manera de resumen solo nos vamos a referir a una parte de la norma ISO 14644 que clasifica la calidad del aire de la siguiente manera:
Gráfico 1.
Para poder llegar a estos niveles de limpieza de aire se usan filtros de diferentes tipos y que se clasifican por su eficacia o MERV. Los valores de MERV van desde el 1 al 20 y en la medida que es mayor el número, es también mayor la capacidad de retención de partículas.
En el cuadro de la página siguiente se muestra esto con mayor claridad.
Gráfico 2.
Entremos más al detalle de cómo funcionan los filtros HEPA. Están compuestos por una malla de fibras de vidrio, ordenadas al azar y que tienen un diámetro de entre 0.5 y 2 μm. El espacio entre estas fibras es mayor a los 0.3 μm lo cual no significa que no puedan retener partículas menores a este diámetro.
La capacidad de retención de estos filtros, actúa bajo 3 mecanismos:
• Intercepción: las partículas que viajan en la corriente de aire rozan con una de las fibras y se adhieren a ella.
• Impacto: las partículas más grandes que viajan en la corriente de aire no pueden evitar las fibras e impactan contra ellas.
• Difusión: las partículas más pequeñas (menores a 0.1 μm) colisionan con las moléculas de aire y se adhieren a las fibras del filtro por intercepción o impacto.
Es así como los filtros HEPA actúan reteniendo partículas, sin embargo, aquellas de tamaño intermedio que tienen un diámetro de 0.3 μm son las más penetrantes y difíciles de retener. Por eso este tipo de filtros definen su eficiencia sobre la base de la capacidad de retención de este tamaño de partículas.
Como conclusión, los métodos de limpieza del aire por medio de filtros, no exterminan bacterias y en el mejor de los casos solo las retienen en filtros de alta eficiencia y permanecen vivos en estos filtros hasta que son reemplazados por otros nuevos. Asimismo, los filtros no tienen la capacidad de retener virus debido a que estos son mucho más pequeños que las bacterias. Por lo tanto, los filtros no son una alternativa viable para evitar la propagación del COVID19.
B. Limpieza del aire mediante ozono
El ozono (O3) tiene un efecto germicida y ha demostrado ser muy efectivo para la exterminación de bacterias y desactivación de virus (Informe ASHRAE del 24.6.2009).
El ozono se puede generar por dos métodos:
• Mediante una lámpara de rayos ultravioleta UVC, cuando el oxígeno pasa delante de estas lámparas.
• Mediante una descarga en un sistema “corona”, cuando el oxígeno pasa por un campo eléctrico a través de 2 placas de metal.
Ambos sistemas tienen un consumo eléctrico similar y su efectividad es también similar, sin embargo, el sistema de lámparas UVC es más simple, requiere menos servicio y tiene una vida útil mayor que el sistema - aproximadamente de un año.
En los sistemas de aire acondicionado, los filtros UVC se utilizan instalándolos muy cerca de los serpentines de los evaporadores y de las bandejas de drenaje, donde la alta humedad y las bajas temperaturas son condiciones propicias para la proliferación de biopelículas. Estas biopelículas producen microrganismos que eventualmente se propagan y circulan en los sistemas de tratamiento de aire.
Los virus no se generan en estas biopelículas, pero pueden terminar en los sistemas de tratamiento de aire de varias formas, entre ellas:
• Por un ocupante del edificio que está infectado y libera el virus dentro de su zona de trabajo
• Por contaminación externa a través del aire o elementos contaminados que ingresan
Algunos estudios indican que en sistemas HVAC con una tasa de 4 a 6 cambios de aire por hora, las lámparas UVC pueden reducir el nivel de contaminación microbiológica en el aire, a niveles por debajo de lo que afectaría a la mayor parte de las personas. Sin embargo, cuando se requieren altas tasas de eliminación de contaminantes, se recomienda un nivel de cambios de aire de entre 15 y 20 por hora.
Como conclusión, los métodos de limpieza del aire por medio del ozono exterminan bacterias y virus y su uso ayuda a obtener un nuevo nivel de limpieza del aire que no se logra con los filtros convencionales.
Conclusiones
• Los filtros no son una alternativa viable para evitar la propagación del COVID-19 debido a que el virus es mucho más pequeño que las partículas que el filtro está en capacidad de filtrar
• La limpieza del aire mediante ozono es una alternativa viable; sin embargo, esta debe ser combinada con la renovación del aire pues no está probado que los sistemas de HVAC absorban al COVID-19 y por lo tanto si el aire no se renueva el virus seguirá dentro del ambiente
• Si bien cada caso debe ser estudiado con mayor detalle, todo parece indicar que la forma más costo-eficiente de evitar la propagación del COVID-19 a través de los sistemas HVAC es mediante una buena ventilación de los ambientes, la renovación del aire e idealmente manteniendo una presión positiva para asegurar que el aire sale del ambiente. Esto se puede lograr abriendo las ventanas o reduciendo drásticamente el porcentaje de aire que es recirculado en el sistema.
• La ventilación de los ambientes debe empezar antes que las personas lleguen y terminar después de que se hayan ido (idealmente 2 horas antes y después)
• La renovación del aire (aumentando la toma de aire fresco y reduciendo el retorno) debe ir acompañada por la reducción del personal en los espacios para asegurar que hay una distancia superior a 2 metros y que no hay acumulación de personas, esto además ayudará a aliviar la carga térmica del ambiente, pues el incremento del aire fresco reduce la capacidad del sistema
• En los baños es necesario asegurar el suministro de aire fresco y además un sistema de extracción que permita mantener una presión negativa. Asimismo, se recomienda halar el inodoro siempre con la tapa cerrada.
Referencias
• Federation of European Heating, Ventilation and Air Conditioning Associations. (Abril de 2020). REHVA COVID 19 guidance document, April 3, 2020 . Obtenido de Federation of European Heating, Ventilation and Air Conditioning Associations.
• Lu, J., Gu , J., Xu , C., Su, W., Lai , Z., Zhou , D., . . . Yang, Z. (Julio de 2020). COVID 19 Outbreak Associated with Air Conditioning in Restaurant, Guangzhou, China, 2020 . Obtenido de Emerging Infectious Diseases.
• World Health Organization. ( Marzo de 2020). Getting your workplace ready for COVID 19 . Obtenido de World Health Organization
* Mauricio Mathey De Rivero es el CEO de la empresa de ingeniería Autorel, con sede en Perú.
