La ventilación en los hospitales podría hacer que los virus se propagen más, sugiere el estudio

Es probable que el mayor uso de la ventilación y los filtros de aire, diseñado para mitigar la propagación de infecciones virales en los hospitales, tenga efectos impredecibles y puede hacer que las partículas virales se muevan más, según un nuevo estudio realizado por investigadores de UCL y UCLH.

En el estudio, publicado en Ciencia y tecnología de aerosollos investigadores investigaron el efecto del uso de ventilación mecánica incorporada y limpiadores de aire portátiles (PAC) sobre la propagación de partículas en el aire, que son similares a las que respiran una persona con una infección respiratoria viral como SARS-Cov-2 o influenza .

El equipo rastreó el movimiento de partículas en el aire alrededor de una clínica típica de pacientes ambulatorios hospitalarios en UCLH en el centro de Londres utilizando un generador de aerosol y contadores de partículas. Se simularon una variedad de escenarios, incluido el movimiento de partículas a una habitación vecina, en toda la clínica, y de una habitación a otra al lado lejano de la clínica.

También probaron si factores como las puertas de cierre, o la posición de ventilación y PACS dentro de una habitación, tuvieron un efecto en la propagación de partículas.

Los investigadores encontraron que si bien el uso de ventilación incorporada y PAC puede reducir la propagación de partículas en algunos escenarios, en algunos experimentos el uso de PAC aumentó la propagación de aerosol hasta en un 29% entre las habitaciones vecinas. La ventilación incorporada potencialmente aumentó la migración de aerosol en la clínica hasta 5.5 veces más que si no se usara ventilación.

El profesor Laurence Lovat, autor principal del estudio de la Cirugía de la UCL y la ciencia intervencionista y la UCLH, dijo: «La pandemia Covid-19 realmente destacó el riesgo de recoger infecciones virales aéreas en los hospitales, lo que naturalmente condujo a esfuerzos para reducir este riesgo. Muchos hospitales, el uso de sistemas de ventilación y limpiadores de aire portátiles ha aumentado.

«Si bien la urgencia de la situación exigió una respuesta rápida, desde entonces hemos estado estudiando precisamente cómo las partículas virales se mueven en espacios reales y se han sorprendido por lo que hemos encontrado.

«Poner limpiadores de aire en las habitaciones condujo a aumentos inesperados en la circulación de aerosoles en algunos casos, pero tardó meses en entender lo que estábamos viendo. Cada escenario produjo resultados diferentes e inesperados, dependiendo de los espacios y las fuentes de flujo de aire involucrados.

«Incluso en UCLH, un hospital moderno construido hace menos de 20 años, los patrones de flujo de aire no eran predecibles. En los hospitales mayores, que a menudo tienen borradores naturales, la situación probablemente sería aún más compleja».

El estudio concluyó que el uso de dispositivos de flujo de aire en los hospitales para tratar de limitar el movimiento de los patógenos en el aire requiere una cuidadosa consideración de la dinámica del flujo de aire y la colocación del dispositivo para reducir el riesgo de exacerbar el problema.

La clínica donde se llevaron a cabo los experimentos consistían en una gran sala de espera central (154 m³dividido en A y B a los fines del estudio), ocho salas de consultoría circundantes y una estación de enfermeras (todas aproximadamente 35 m³. La clínica se conectó a través de un pasillo permanentemente abierto a un corredor que conduce al resto del hospital. Los experimentos tuvieron lugar por la noche y los fines de semana cuando no había personal o pacientes presentes.

Se realizaron varios experimentos colocando generadores de aerosol dispersando la solución salina en ciertas habitaciones, con detectores de partículas ubicados en otras habitaciones para rastrear el movimiento de partículas alrededor de la clínica.

En un experimento, los investigadores simularon partículas propagadas de un profesional médico o paciente en una sala de consultoría a una habitación vecina. Se tomó una medición de línea de base en la sala de consultoría con la fuente de aerosol cuando todas las puertas estaban abiertas y no se usaban ventilación o PAC.

Se encontró que cerrar la puerta de la habitación que contenía la fuente reducía significativamente la propagación de partículas y el cierre de ambas puertas de la habitación la redujo en un 97%.

Pero cuando se abrieron puertas y se encendieron grandes PAC en la sala de espera adyacente, la propagación a la sala de consultoría vecina aumentó en un 29%. Cuando se agregaron pequeños PAC de escritorio a las salas de consultoría y a la estación de enfermeras, la propagación fue más baja que la línea de base, pero solo ligeramente.

El Dr. Jacob Salmonsmith, primer autor del estudio y investigador honorario de la Ingeniería Mecánica de UCL, dijo: «Los resultados de este experimento pueden parecer contradictorio si considera que cambiar el aire en una habitación reduce con mayor frecuencia la propagación de Viral. partículas.

«Si bien es cierto que los limpiadores de aire eliminan las partículas virales del aire y pueden reducir la propagación general, también pueden tener consecuencias no intencionadas. En particular, este experimento sugiere que los limpiadores de aire más grandes, que tienen respiraderos de escape más grandes que introducen sus propias corrientes de aire, Puede hacer que las partículas que no se han filtrado se extienden más de lo que harían si el limpiador no estuviera allí.

«En cualquier espacio dado, tiene interacciones complejas entre muchas corrientes de aire diferentes, como la ventilación, el cierre de puertas y el movimiento de las personas. Nuestros hallazgos indican que toda la imagen debe considerarse al elegir cuándo y dónde introducir los limpiadores de aire».

En otro experimento, el equipo observó patrones altamente complejos de propagación de partículas cuando todas las puertas de la sala de consultoría estaban abiertas.

Esto incluyó un escenario en el que las concentraciones más altas de partículas se detectaron en las habitaciones más lejos de una fuente de aerosol situada en una sala de consultoría donde un PAC estaba en funcionamiento. Los niveles de partículas en la habitación más lejos de esta fuente de aerosol fueron 184% más altos que el promedio, mientras que en la habitación directamente opuesta a la fuente estaban 68% por debajo del promedio.

También había un 247% más de partículas en la sala de espera más lejos de la sala de consultoría, donde un PAC estaba en funcionamiento, que en la sala de espera justo al lado. La estación de enfermeras tenía una mayor concentración de partículas que cualquier habitación en el mismo lado de la clínica que la habitación donde estaba situado el generador de aerosol.

La profesora Andrea Ducci, autora del estudio de UCL Mechanical Engineering, dijo: «Nuestros experimentos demostraron que los altos volúmenes de partículas pueden acorralarse en áreas particulares como resultado de la dinámica del flujo de aire. Esto obviamente no es ideal, particularmente si ese lugar es Una ubicación clave, como la estación de enfermeras que los miembros del personal que tratan a los pacientes probablemente visitarán a menudo durante su turno.

«La buena noticia es que estamos ampliando rápidamente nuestro conocimiento de este fenómeno. El proyecto en el que actualmente estamos trabajando tiene como objetivo simular todo el flujo de aire dentro de una clínica y evaluar la eficacia de diferentes dispositivos ubicados en diferentes ubicaciones.

«Esto nos permitirá identificar intervenciones relativamente simples, como un mejor posicionamiento de los dispositivos de ventilación para reducir la propagación de partículas, disminuyendo así el riesgo de recoger una infección en el hospital».

Dada la imprevisibilidad de cómo las partículas de aerosol se mueven alrededor de los espacios y la dificultad para medirlas, el equipo está construyendo un sistema de IA para ayudar a hacer esto y esperar comenzar a probar en los próximos 18 meses.

Los autores dicen que el estudio tiene una gran promesa de informar la acción gubernamental para garantizar que los estándares del NHS para la ventilación y la infección sean adecuados para el propósito, en línea con los esfuerzos para evitar futuras pandemias.