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Aerossóis estão no ar

a man wearing face mask and aerosols coming out from his mask

Como o vírus SARS-CoV-2 se espalha no ar ambiente?

Exatamente como o coronavírus se espalha - seja principalmente por meio de uma infecção por gotículas de água ou melhor, sobre aerossóis no ar respirável ainda não está definitivamente esclarecido. Quando um paciente corona tosse, fala ou espirra, é produzido um feixe de diferentes tamanhos que penetra e se espalha no ar ambiente.

Todas essas gotículas e aerossóis de diferentes tamanhos contêm potencialmente vírus. Um tópico de pesquisa do Prof. Dr. Martin Kriegel, chefe do Instituto Hermann Rietschel na TU Berlin, estudou como essas partículas se comportam, se e quando elas afundam no solo, a que distância estão distribuídas, permanecem no ar ou onde sedimento.

Quanto tempo os patógenos permanecem no ar?

"Em vários projetos, investigamos o tempo que os patógenos passam no ar sob uma ampla gama de condições", disse Martin Kriegel. Para esses experimentos, sua equipe de "Controle de Contaminação" tem duas salas limpas de pesquisa, vários laboratórios internos de fluxo de ar e uma sala de cirurgia de pesquisa à sua disposição. Em conexão com a pandemia corona, os cientistas estão investigando como a propagação do vírus depende da composição e distribuição do tamanho das partículas no ar exalado (aerossol). Um aerossol é a menor partícula, líquida ou sólida (podem ser vírus, por exemplo, individualmente ou em combinação com saliva ou também fuligem, partículas em suspensão, etc.) em um gás, geralmente o ar. O tamanho das partículas varia de alguns nanômetros - ou seja, um milionésimo de um milímetro - a vários micrômetros. Em comparação, um cabelo humano tem uma espessura de cerca de 100 mícrons.

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O tamanho dos aerossóis transportadores é crucial para o comportamento dos vírus no ar

"Para o coronavírus, parece que tanto as infecções por gotículas quanto a transmissão pelo ar, ou seja, por meio de aerossóis, são relevantes", disse Martin Kriegel. Em uma infecção por gotículas, as partículas de vírus em uma gotícula de saliva atingem diretamente as membranas mucosas de outro ser humano. Em uma transmissão aérea, os vírus entram nas vias aéreas, aglutinados nas menores partículas líquidas. O tamanho dos aerossóis transportadores é crucial para o comportamento dos vírus no ar, mas também para o clima interno, a taxa de mudança do ar e a maneira como é ventilado. “Partículas maiores afundam no solo mais rápido. Partículas menores seguem o fluxo de ar e podem permanecer no ar por muito tempo”, diz Martin Kriegel.

Partículas de 0,01 mícrons a 1500 mícrons ocorrem ao falar, tossir ou espirrar

A propagação no espaço da mistura de partículas, saliva e ar, que ocorre durante a fala, tosse e espirro, ocorre em duas etapas. Primeiro, tossir / falar / espirrar cria um raio que penetra no ar da sala e se mistura cada vez mais com ele. O curso do feixe de entrada depende de diferentes condições de contorno, como velocidade, turbulência, a diferença de temperatura entre o feixe e o ar ambiente e a diferença de umidade. Vários estudos mostraram que partículas de 0,01 mícrons a 1500 mícrons ocorrem ao falar / tossir / espirrar. “Depois que o feixe foi completamente misturado com o ar ambiente, a distribuição ocorre”, explica Martin Kriegel. "As partículas menores seguem em grande parte o fluxo de ar da sala, enquanto as partículas maiores caem gradualmente no solo. O fato de que os humanos emitem partículas muito grandes apenas quando soletradas é frequentemente ignorado. A fala normal e a tosse geram quase exclusivamente pequenos aerossóis."

Mais de 50 por cento das partículas médias ainda podem ser encontradas no ar após 20 minutos.

Em vários projetos, os cientistas mediram o chamado tempo de sedimentação (tempo de depósito) de partículas de diferentes classes de tamanho. Partículas pequenas (0,5 a 3 mícrons) ainda estão quase completamente presentes no ar após um tempo de medição de 20 minutos. A deposição dessas partículas não é ou apenas ligeiramente reconhecível. Para partículas médias (3 a 10 mícrons), mais de 50 por cento ainda podem ser encontrados no ar após um tempo de medição de 20 minutos. "Outro estudo mostra que gotículas ainda maiores (> 60 mícrons) podem se espalhar para longe no espaço sob certas circunstâncias. É o caso, por exemplo, quando as partículas são emitidas no fluxo de flutuabilidade de fontes de calor (por exemplo, por uma pessoa) . Eles sobem, se espalham horizontalmente e só então começam a se depositar. Possíveis movimentos de ar horizontais aumentam ainda mais o efeito de distribuição ", diz Martin Kriegel.

E qual é a situação em um escritório com várias pessoas?

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 Em conexão com a retomada do trabalho diário em um escritório ocupado por várias pessoas, os cientistas também simularam a propagação de partículas em um escritório ocupado por quatro pessoas com e sem ventilação mecânica. "Isso mostra que as partículas menores com menos de 50 mícrons, em particular, se espalham muito na sala sem ventilação mecânica e permanecem por muito tempo. Em contraste, as partículas entre 5 e 20 mícrons se espalham menos em uma sala com ventilação mecânica e são amplamente descarregadas ", diz Martin Kriegel.

Qualquer aumento no suprimento de ar externo faz sentido.

"As principais questões que iremos explorar agora em projetos interdisciplinares são como as partículas SARS-CoV-2 devem ser grandes para que ainda sejam infecciosas e como a duração da permanência desse tamanho de partícula pode ser influenciada por sistemas direcionados de suprimento e exaustão de ar ou até a simples ventilação dos quartos. O clima interno também desempenha um papel, porque os aerossóis diminuem muito rapidamente devido à evaporação e se comportam de forma diferente. Basicamente, pode-se dizer que em taxas de mudança de ar típicas em edifícios residenciais e de escritórios, os patógenos permanecem na sala por horas. A velocidade de afundamento e também a renovação do ar demoram muito. Qualquer aumento no suprimento de ar externo é, portanto, geralmente útil. "

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