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Científicos piden mejores regulaciones en ventilación para combatir enfermedades de transmisión aérea

Un llamado a mejorar la regulación en la ventilación con el fin de prevenir las enfermedades de transmisión aérea como el Covid-19 fue realizado por un grupo internacional de 40 especialistas en virología, medicina, aerosoles, calidad del aire y ventilación de 14 países que firman un artículo en la revista Science.

Los firmantes piden que se cambien o se elaboren normas para regular la ventilación a la misma escala en la que se aplicaron en los siglos XIX y XX otras para eliminar los patógenos del agua potable y para evitar las infecciones en los alimentos.

El texto está liderado por la científica Lidia Morawska, de la Queensland University of Technology de Australia, y cuenta con la participación de dos investigadores españoles, Xavier Querol, del Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua del CSIC (IDAEA-CSIC), y José Luis Jimenez de la Universidad de Colorado (EEUU). Los firmantes exhortan a lograr "cambio de paradigma" en la lucha contra patógenos transmitidos por el aire. Los investigadores exigen el reconocimiento universal de que las infecciones se pueden prevenir mejorando los sistemas de ventilación interior.

“Llevamos más de un año alertando conjuntamente de la importancia de la transmisión aérea de la Covid-19 en espacios interiores, hemos hecho guías para ventilar colegios y asesorados en otros entornos. Ahora en España es necesario que se apliquen normas y certificaciones obligatorias al respecto para oficinas, restaurantes, espectáculos y transporte público, entre otros entornos”, indica el profesor Xavier Querol, del IDAEA-CSIC.

En marzo y junio del 2020, este equipo científico internacional pidió a la Organización Mundial de la Salud que reconociese la necesidad de controlar el riesgo de la transmisión aérea de infecciones respiratorias. También en 2020 el mismo grupo publicó un artículo en Environment International con recomendaciones para reducir el riesgo de transmisión aérea de la Covid-19.

El equipo pide que los estándares obligatorios de ventilación de los edificios incluyan un mayor flujo de aire, tasas de filtración, y monitores que permitan al público observar la calidad del aire en los espacios interiores compartidos. Según los investigadores, dadas las pruebas de que la transmisión por el aire propaga infecciones, debería haber estándares nacionales e internacionales de ventilación para controlar los patógenos.

La mayoría de los estándares mínimos de ventilación fuera de las instalaciones de investigación y atención médica especializadas solo controlan el olor, los niveles de CO2, la temperatura y la humedad.

La investigadora Lidia Morawska, de Queensland University of Technology, manifiesta que “los sistemas de ventilación también deben controlarse según la demanda para adaptarse a las diferentes ocupaciones de los espacios interiores y las diferentes actividades y ritmos respiratorios, como hacer ejercicio en un gimnasio o sentarse en una sala de cine”. “Esto no significa que cada espacio interior debe convertirse en una instalación de bioseguridad, pero un edificio debe diseñarse y operarse de acuerdo con su propósito y las actividades que se llevan a cabo allí, de modo que el riesgo de infecciones transmitidas por el aire se mantenga por debajo de un nivel aceptable”, aclara Morawska.

El profesor José Luis Jiménez, de la Universidad de Colorado, expone que “un llamamiento similar sobre la importancia de la ventilación ya fue publicado en Science en 1945 por el profesor de Harvad William Wells. Dos décadas más tarde, Wells consiguió demostrar que la tuberculosis se transmitía por el aire, rompiendo el dogma de que ninguna enfermedad se contagiaba así. Pero no fue escuchado, y las normas y sistemas de ventilación en casi todos los países siguen siendo insuficientes para prevenir infecciones, lo que ha ayudado mucho a propagar la pandemia de Covid-19”.

Si bien aún no se ha realizado un análisis económico detallado, la científica Morawska expone que “las estimaciones sugieren que las inversiones necesarias en sistemas de construcción podrían ser menos del 1% del costo de construcción de un edificio estándar, y se puede obtener un ahorro mucho mayor al reducir los costes sociales de las infecciones”.

https://academic.oup.com/cid/article/71/9/2311/5867798

Análisis sobre ventilación en aulas de clase en pandemia

Internacional. Ingenieros CFD del Laboratorio de aerodinámica y acústica de Soler & Palau Ventilation Group desarrollaron un caso de contagio en una aula a través de un estudio denominado "La importancia de una buena ventilación: antes, durante y después de una pandemia global".

Modelo de contagio en un aula
Uno de los casos interesantes a estudiar es el de una escuela. Para ello se toma un aula de dimensiones 8 x 8 x 3m con 24 alumnos y un profesor, al que se considera infectado, donde todos ellos llevan mascarilla. Para recrear los tiempos de ocupación de las aulas, se asume que se realizan 2 horas de clase por la mañana seguidas de 30 minutos de recreo y otras 2 horas de clase. A continuación, se realiza una pausa de 2 horas para el almuerzo tras el cual se retoman las clases durante otras 2 horas. Cabe mencionar que, para los intervalos donde se vacía el aula, la concentración de dosis infecciosas en el ambiente se reduce progresivamente al no existir nuevas aportaciones.

Se puede concluir también que, cumpliendo como mínimo con las renovaciones por hora (ACH) recomendadas por el RITE, se consigue eliminar prácticamente la totalidad del virus en las pausas establecidas mientras que esto no es posible solo con ventilación natural.

Análisis de la probabilidad de contagio
Una vez analizada la concentración de dosis infecciosas en el ambiente, se procede a calcular la probabilidad acumulada de infección en función de las renovaciones por hora disponibles.

Para el caso de ventilación natural, la probabilidad de infección es de aproximadamente un 6%, lo que significa que se contagiaría un alumno al final de la jornada escolar. Para el caso de las renovaciones por hora indicadas en el RITE, con las que se obtiene una probabilidad de contagio tres veces menor que con ventilación natural (abriendo ventanas), y para las correspondientes a una probabilidad del 1%, no se produciría ningún contagio en una aula entre el alumnado.

Sin embargo, con la hipótesis de que el profesor acudiera al aula durante 4 días siendo infeccioso (hipótesis razonable dado el tiempo que se tarda en manifestar síntomas): con ventilación natural, la probabilidad acumulada se situaría en el 21%; con las renovaciones por hora establecidas por el RITE, la probabilidad se sitúa en aproximadamente un 7%, mientras que para la cantidad de renovaciones por hora correspondientes a la probabilidad del 1% se situaría en el 4%. Si se calcula de nuevo el número de alumnos contagiados al cabo de 4 días se desarrollarían 5, 2 y 1 contagios, respectivamente.

Contagio en una aula sin ventilación
Si se considera el caso sin ventilación, solo considerando las posibles fugas (se ha contado como 0,2 ACH), se ve que el riesgo de infección diario aumenta hasta el 7,8%. Esto implica que al final de la jornada se contagiarían 2 alumnos y, pasados 4 días, 7 alumnos.

Otro caso interesante de estudiar es el de un alumno infectado. En este caso, debido a que la cantidad de quanta exhalado por el alumno será del orden de la mitad, las probabilidades de infección también lo serán. Si se considera el número de alumnos infectados al final del día, se acabarán contagiando 1 y 0 alumnos respectivamente para el caso con ventilación natural y con la ventilación marcada por el RITE. Si se considera la cantidad de contagios antes de que el alumno manifieste síntomas (4 días) serían 2 y 1.

Por último, se ha considerado añadir un caso replicando las recomendaciones institucionales publicadas tras la ola de frío. Se aconseja aplicar una estrategia de “ventilación intermitente”, por la que se abren las ventanas durante 10 minutos al final de cada hora. Así, se han modificado los tramos definidos para este caso para satisfacer la secuencia de 50 minutos de ventanas cerradas y 10 minutos de ventanas abiertas, considerando que en los tramos en que el aula está desocupada (desayuno y almuerzo), se mantienen las ventanas abiertas todo el tiempo. En el caso de las ventanas cerradas, se ha considerado un caudal de renovación equivalente a las posibles fugas en el aula de 0,2 ACH, mientras que, con las ventanas abiertas, se ha considerado un caudal de 8 ACH. Se ha escogido este caudal ya que fue el caudal máximo conseguido en un aula con la ayuda de un sistema de climatización y ventiladores. Por tanto, el resultado obtenido será la probabilidad de infección en un caso muy favorable en términos de renovación del aire. La variabilidad de los caudales de renovación a la que está sujeta la ventilación natural es muy alto y no controlado.

Conclusiones del análisis
Se comprueba que las concentraciones máximas alcanzadas, aplicando lo estipulado en el RITE para este caso (entre 5 y 6 renovaciones por hora), son aproximadamente tres veces inferiores a las alcanzadas por la “ventilación intermitente”. Adicionalmente, las probabilidades de infección para este nuevo escenario se sitúan en el 4,8%. Así, se produciría 1 contagio al final del día y 4 al cabo de 4 días, frente a los 0 y 2 que se producirían con la ventilación estipulada por el RITE.

Una respuesta para México.

Chernóbil: La serie que ha llamado la atención del público.
Muchos han visto la magnífica serie de Chernóbil. Una serie cruda de principio a fin, donde se narra desde la perspectiva de varios grandes héroes de aquel accidente. En México ha levantado dudas referentes a la Central Nuclear Laguna Verde (CNLV), las actividades del Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares (ININ) y del gobierno mexicano en poder operar dichas instalaciones.
La CNLV consta de 2 reactores tipo BWR-5 (Boiling Water Reactor) que son reactores enfriados y moderados por agua con combustible nuclear enriquecido al 3% en U-235. La unidad 1 entró en operación comercial en 1990 y la unidad 2 lo hizo hasta 1995. A lo largo de todo este tiempo, la CNLV han provisto al país del 4~5 % de la energía total, sin duda una gran cantidad contenida en un espacio pequeño.

La central eléctrica nuclear Vladímir Ilich Lenin (mejor conocida como Central Nuclear de Chernóbil) y la CNLV no son lo mismo.

DIFERENCIAS
1. La serie omite el comentario que un RMBK produce cantidades significativas de plutonio (debido su diseño). Debemos recordar que la Unión Soviética se encontraba en la guerra fría con Estados Unidos de América y la carrera armamentista estaba en crecimiento; un RBMK producía plutonio que podían extraer para construcción de misiles nucleares. En México NO PRODUCIMOS ARMAMENTO NUCLEAR.
2. Contenciones: El RBMK solo cuenta con blindaje biológico (contenía al reactor) y el edificio del reactor. En la CNLV se tiene vasija del reactor (contiene al reactor), contención primaria (contiene a la vasija del reactor) y la contención secundaria que contiene a la primaria.
3. El coeficiente de vacío en el RBMK es positivo. Lo que esto significa es que cuando hay un aumento de v***r en el núcleo, también conocido como un "vacío" de agua que absorbe los neutrones, la reactividad del reactor aumentará. En contraste, un reactor con un coeficiente de vacío negativo disminuirá en reactividad, como se tiene en los reactores de la CNLV.
4. Barras de control con mecanismos con grafito. El grafito era el moderador de los RBMK; esto quiere decir que modera a los neutrones para sostener la reacción en cadena (producción de neutrones sostenida para fisionar). Si las barras de control “el freno de emergencia”, está diseñado con mecanismos de grafito, que es “el acelerador”, se espera que por un momento la reacción se acelere. Imagina que estas al borde de un barranco y para meter reversa primero debes avanzar un poco en primera. Tal vez te caigas. En México el moderador es agua y las barras de control tienen mecanismos hidráulicos.
5. “Atomgrad” como se le conocía a Chernóbil, tenía una creciente responsabilidad de demostrar su superioridad tecnológica frente a las ciudades americanas. No importaba la calidad sino la cantidad; por lo que escatimaban en gastos de seguridad para poder construir mayor número de unidades. En México no competimos por poder.
6. Un regulador deficiente. La Unión Soviética guardaba todo en secrecía y con hermetismo, lo que dificultaba las actividades del Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) y comparativas con otros países. En México el regulador es la Comisión de Seguridad Nuclear y Salvaguardias (CNSNS) que atiende y regula con apego a normas internacionales y a recomendaciones del OIEA.

Reseña de tipos de lámparas