UNIVERSIDAD ATLANTICA DE FLORIDA
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Resumen Las gotitas en aerosol juegan un papel central en la transmisión de diversas enfermedades infecciosas, incluida la enfermedad del legionario, el norovirus causante de gastroenteritis y, más recientemente, el COVID-19. Se sabe que las gotitas respiratorias son la fuente más importante de transmisión de COVID-19; sin embargo, pueden existir rutas alternativas dado el descubrimiento de un pequeño número de virus viables en muestras de orina y heces. El lavado de biomateria puede conducir a la aerosolización de microorganismos; por lo tanto, existe la posibilidad de que los bioaerosoles generados en los baños públicos puedan representar una preocupación para la transmisión de COVID-19, especialmente porque estas áreas están relativamente confinadas, experimentan un tráfico pesado y pueden sufrir de ventilación inadecuada. Para cuantificar el alcance de la aerosolización, medimos el tamaño y la cantidad de gotas generadas por la descarga de inodoros y urinarios en un baño público. Los resultados indican que los diseños particulares probados en el estudio generan una gran cantidad de gotas en el rango de tamaño de 0,3 μm a 3 μm, que pueden alcanzar alturas de al menos 1,52 m. Cubrir el inodoro redujo los niveles de aerosol, pero no los eliminó por completo, lo que sugiere que las gotas de aerosol escaparon a través de pequeños espacios entre la cubierta y el asiento. Además de los aumentos constantes en los niveles de aerosol inmediatamente después del lavado, hubo un aumento notable en los niveles de aerosol ambiental debido a la acumulación de gotas de múltiples descargas realizadas durante las pruebas. Esto resalta la necesidad de incorporar una ventilación adecuada en el diseño y operación de los espacios públicos, lo que puede ayudar a prevenir la acumulación de aerosoles en áreas de alta ocupación y mitigar el riesgo de transmisión de enfermedades transmitidas por el aire. |
La descarga de un inodoro puede generar grandes cantidades de aerosoles que contienen microbios, según el diseño, la presión del agua o la capacidad de descarga del inodoro. Una variedad de patógenos se encuentran generalmente en el agua estancada, así como en la orina, las heces y el vómito. Cuando se dispersan ampliamente mediante aerosolización, estos patógenos pueden causar Ébola, norovirus que resulta en una intoxicación alimentaria violenta, así como COVID-19 causado por el SARS-CoV-2.
Las gotitas respiratorias son la fuente más importante de transmisión de COVID-19; sin embargo, pueden existir rutas alternativas dado el descubrimiento de una pequeña cantidad de virus viables en muestras de orina y heces.
| Los baños públicos son motivo de especial preocupación para la transmisión de COVID-19 porque están relativamente confinados, experimentan un tráfico pesado de personas y es posible que no tengan una ventilación adecuada. |
Un equipo de científicos de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Computación de la Florida Atlantic University volvió a poner a prueba la física de los fluidos para investigar las gotas generadas al descargar un inodoro y un urinario en un baño público en condiciones normales de ventilación. Para medir las gotas, utilizaron un contador de partículas colocado a varias alturas del inodoro y el urinario para capturar el tamaño y la cantidad de gotas generadas al descargar.
Los resultados del estudio, publicados en la revista Physics of Fluids, demuestran cómo los baños públicos podrían servir como focos para la transmisión de enfermedades transmitidas por el aire, especialmente si no tienen ventilación adecuada o si los inodoros no tienen tapa o tapa. La mayoría de los baños públicos en los Estados Unidos a menudo no están equipados con tapas de asiento de inodoro y los urinarios no están cubiertos.
Para el estudio, los investigadores obtuvieron datos de tres escenarios diferentes: descarga del inodoro; descarga de inodoro y urinario cubiertos. Examinaron los datos para determinar el aumento en la concentración de aerosol, el comportamiento de las gotas de diferentes tamaños, la altura de las gotas y el impacto de cubrir el inodoro. Los niveles ambientales de aerosol se midieron antes y después de realizar los experimentos.
"Después de aproximadamente tres horas de pruebas que involucraron más de 100 descargas, encontramos un aumento sustancial en los niveles de aerosol medidos en el ambiente ambiental con el número total de gotas generadas en cada prueba de descarga hasta decenas de miles", dijo Siddhartha Verma. , Ph.D., coautor y profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Oceánica de la FAU. "Tanto el inodoro como el urinario generaron grandes cantidades de gotas de menos de 3 micrómetros de tamaño, lo que representa un riesgo de transmisión significativo si contienen microorganismos infecciosos. Debido a su pequeño tamaño, estas gotas pueden permanecer suspendidas durante mucho tiempo".
Las gotas se detectaron a alturas de hasta 5 pies durante 20 segundos o más después de iniciar la descarga. Los investigadores detectaron una menor cantidad de gotas en el aire cuando el inodoro se descargó con la tapa cerrada, aunque no mucho, lo que sugiere que las gotas en aerosol escaparon a través de pequeños espacios entre la tapa y el asiento.
"La acumulación significativa de gotitas en aerosol generadas por la descarga a lo largo del tiempo sugiere que el sistema de ventilación no fue eficaz para eliminarlas del espacio cerrado a pesar de que no hubo una falta perceptible de flujo de aire dentro del baño", dijo Masoud Jahandar Lashaki, Ph.D. , coautor y profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Civil, Ambiental y Geomática de la FAU. "A largo plazo, estos aerosoles podrían elevarse con corrientes ascendentes creadas por el sistema de ventilación o por personas que se mueven en el baño".
Hubo un aumento del 69,5 por ciento en los niveles medidos para partículas de 0,3 a 0,5 micrómetros, un aumento del 209 por ciento para partículas de 0,5 a 1 micrómetro y un aumento del 50 por ciento para partículas de 1 a 3 micrómetros. Aparte de los aerosoles más pequeños, los aerosoles comparativamente más grandes también representan un riesgo en áreas mal ventiladas a pesar de que experimentan un asentamiento gravitacional más fuerte. A menudo se someten a una rápida evaporación en el medio ambiente y las disminuciones resultantes de tamaño y masa, o la eventual formación de núcleos de gotitas, pueden permitir que los microbios permanezcan suspendidos durante varias horas.
"El estudio sugiere que la incorporación de una ventilación adecuada en el diseño y operación de los espacios públicos ayudaría a prevenir la acumulación de aerosoles en áreas de alta ocupación como los baños públicos", dijo Manhar Dhanak, Ph.D., coautor, presidente del Departamento de Ingeniería Oceánica y Mecánica, y profesor y director de SeaTech. "La buena noticia es que puede que no siempre sea necesario revisar todo el sistema, ya que la mayoría de los edificios están diseñados con ciertos códigos. Podría ser simplemente una cuestión de redirigir el flujo de aire según la distribución de los baños".
Durante el muestreo de 300 segundos, el inodoro y el urinario se descargaron manualmente cinco veces diferentes en las marcas de 30, 90, 150, 210 y 270 segundos, con la manija de descarga presionada durante cinco segundos consecutivos. El baño se limpió profundamente y se cerró 24 horas antes de realizar los experimentos, con el sistema de ventilación funcionando normalmente. La temperatura y la humedad relativa dentro del baño fueron de 21 grados Celsius (69,8 grados Fahrenheit) y 52 por ciento, respectivamente.
"Las gotas en aerosol juegan un papel central en la transmisión de diversas enfermedades infecciosas, incluido el COVID-19, y esta última investigación de nuestro equipo de científicos proporciona evidencia adicional para respaldar el riesgo de transmisión de infecciones en espacios confinados y mal ventilados", dijo Stella Batalama. Ph.D., decano de la Facultad de Ingeniería e Informática.