Partículas respiratorias exhaladas durante el canto y la conversación

Introducción

El canto coral se suspendió en muchos países durante la pandemia de Covid-19 debido a informes incidentales de transmisión de enfermedades (Hamner 2020). El modo de transmisión se ha atribuido a las gotitas exhaladas, pero con la excepción de un estudio sobre tuberculosis de 1968, actualmente casi no hay evidencia científica de un aumento de las emisiones de partículas por el canto (Loudon y Roberts 1968).

Sin embargo, un número sustancial de estudios ha investigado los aerosoles emitidos al respirar, hablar, toser y estornudar (por ejemplo, Asadi et al.2019; Johnson et al.2011). También se ha demostrado que la respiración normal con el tiempo puede generar un aerosol de virus más viable que la tos, ya que esta última es una actividad menos frecuente (Lindsley et al. 2016).

En comparación con hablar, cantar a menudo implica una voz continua, una presión sonora más alta, frecuencias más altas, respiraciones más profundas, flujos de aire más altos y consonantes más articuladas. Es probable que todos estos factores aumenten las emisiones exhaladas.

El objetivo de este estudio fue investigar las emisiones de aerosoles y gotitas durante el canto, en comparación con el habla y la respiración. También examinamos la presencia de SARS-CoV-2 en el aire al respirar, hablar y cantar, y la eficacia de las mascarillas para reducir las emisiones.

En este estudio, definimos las partículas de aerosol como aquellas que tienen un tamaño seco en el rango de 0.5-10 µm. Aunque es discutible desde el punto de vista de la física de los aerosoles, normalmente se utiliza en medicina un diámetro de corte de entre 5 y 10 µm para clasificar la ruta de transmisión de aerosoles frente a gotas. Las gotas se definen aquí como partículas exhaladas, de un tamaño de micra sin límite de tamaño superior, y se miden directamente en la boca antes de la evaporación completa, por lo tanto, parcialmente en fase líquida.

Métodos

En el estudio se incluyeron doce cantantes voluntarios: 7 cantantes de ópera profesionales (2 bajos, 1 barítono, 2 altos y 2 sopranos) y 5 amateurs (3 tenores, 2 altos). Los cantantes estaban sentados o de pie en posición vertical.

Las mediciones de los 12 cantantes se realizaron en una cámara experimental hermética de 22 m3 a una temperatura ambiente de alrededor de 22 ° C y una humedad relativa máxima del 40%. La cámara se ventiló con aire libre de partículas con una tasa de intercambio de aire de 3 h - 1.

Tanto los cantantes como los investigadores llevaban trajes de aire limpio para minimizar las concentraciones de partículas de fondo. Además, analizamos el SARS-CoV-2 en muestras de aire recolectadas cerca de dos personas confirmadas positivas para Covid-19 mientras hablaban y cantaban.

Resultados y discusión

Como se ilustra en las Figuras 1 y 2, hubo diferencias significativas en las emisiones de partículas entre respirar, hablar y cantar (prueba de Friedman para la masa de partículas de aerosol emitidas, p <0,0001). El canto suave generó significativamente más partículas de aerosol que el habla normal (p = 0,002).

El canto alto produjo más partículas que el canto suave (p = 0,002). La figura 1 ilustra las tasas de emisión de masa. La mediana (rango) de tasas de emisión de partículas de aerosol fueron: 270 (120-1380) partículas / s para hablar normalmente, 570 (180-1760) partículas / s para hablar en voz alta, 690 (320-2870) partículas / s para cantar normalmente, 980 (390-2870) partículas / s para cantar fuerte y 1480 (500-2820) partículas / s para cantar fuerte con dicción exagerada.

Para cantar en voz alta con una mascarilla, la tasa de emisión fue de 410 (200-1150) partículas / s. Por lo tanto, una simple mascarilla redujo la cantidad de partículas de aerosol generadas al cantar a un nivel similar al habla normal (sin diferencia significativa, p = 0.08).

Figura 1. Tasas de emisión de masa de partículas de aerosol durante diferentes ejercicios (azul oscuro, eje y izquierdo) y el número promedio de gotas por cuadro (del análisis de imágenes, ver Figura 3) en el aire exhalado durante los mismos ejercicios (rojo, derecha eje y). La masa de partículas se midió en el intervalo de 0,5 a 10 µm. Cada cuadro azul representa datos de 12 cantantes para partículas de aerosol y 5 cantantes para gotas. No se muestran dos valores altos para el canto fuerte.