Los aerosoles respiratorios son un componente común de la respiración y constituyen una vía de propagación de virus respiratorios como la Covid-19 a personas y superficies.
Los investigadores que realizan pruebas de esfuerzo físico en pacientes con problemas cardíacos en Mayo Clinic hallaron que el ejercicio a niveles mayores de esfuerzo aumentaba la concentración de aerosoles en el entorno circundante.
Además, descubrieron que el filtro recogedor de partículas de alta eficiencia (HEPA, por sus siglas en inglés) descarta de manera eficaz los aerosoles y disminuye el tiempo necesario para purificar el aire entre los pacientes. Ambos estudios se publicaron en la revista CHEST.
“Nuestro trabajo se realizó con el apoyo de los líderes en medicina cardiovascular de Mayo, quienes reconocieron al inicio de la pandemia que se requerirían medidas especiales para proteger de la Covid-19 a los pacientes y al personal, al tiempo que se seguía proporcionando atención médica cardiovascular de calidad a todos aquellos que la necesitaran”, indicó Thomas Allison, Ph.D., director de la prueba de ejercicio cardiopulmonar en Mayo Clinic en Rochester, Minnesota, y autor sénior de ambos estudios.
“Debido a que no existían pautas confiables sobre cómo hacerlo, reunimos a un equipo de investigación para encontrar respuestas a través de pruebas y datos científicos”. Recuerda que el coronavirus puede propagarse de múltiples formas, incluso a través de las gotitas que se emiten al hablar, toser, estornudar o incluso respirar.
Prueba con contadores de partículas láser
A fin de caracterizar los aerosoles generados durante diferentes intensidades de ejercicio en el primer estudio, el equipo del Dr. Allison armó un laboratorio especial de aerosoles en una carpa de plástico con flujo de aire controlado.
Se utilizaron dos tipos de contadores de partículas láser para medir la concentración de aerosoles adelante, atrás y a los costados de una persona que monta una bicicleta de ejercicio. Ocho voluntarios de ejercicio usaron equipos para medir su consumo de oxígeno, ventilación y frecuencia cardíaca.
Durante la prueba, primero un voluntario tuvo cinco minutos de respiración de reposo, seguidos de cuatro períodos de ejercicio en etapas de tres minutos cada una (con supervisión e instrucción), para trabajar al 25 por ciento, 50 por ciento, 75 por ciento y 100 por ciento de la frecuencia cardíaca prevista para su edad. Este esfuerzo fue seguido de tres minutos de enfriamiento.
Las concentraciones de aerosoles aumentaron de forma exponencial a lo largo de la prueba. Específicamente, el ejercicio al 50 por ciento o más de la frecuencia cardíaca en reposo mostró aumentos significativos en la concentración de aerosoles.
“Hemos probado en gran medida lo que muchos sospechaban: que es el motivo por el que los gimnasios se cerraron y la mayoría de los laboratorios de pruebas de ejercicio suspendieron sus prácticas. La prueba de ejercicio no se mencionaba como un procedimiento generador de aerosoles antes de nuestros estudios, porque nadie lo había estudiado específicamente antes”, afirmó el Dr. Allison.
“El ejercicio genera millones de partículas respiratorias durante una prueba, muchas de ellas de un tamaño que, según se informó, tiene potencial para transportar virus. Cuanto mayor es la intensidad del ejercicio, mayor es la cantidad de aerosoles que se producen”.
El estudio de seguimiento dirigido por el Dr. Allison se centró en cómo mitigar los aerosoles generados durante las pruebas de ejercicio al filtrarlos del aire inmediatamente después de que salen de la boca de la persona.
Incorporación de filtros HEPA a estudios
Los investigadores utilizaron un montaje similar con la carpa de ejercicio con flujo de aire controlado, el contador de partículas y la bicicleta fija, pero añadieron un filtro HEPA portátil con una campana extractora.
Seis voluntarios sanos realizaron la misma prueba de ejercicio de 20 minutos que el estudio anterior, primero sin la mitigación y luego con el filtro HEPA portátil en funcionamiento.
Además, en otro experimento se evaluó el tiempo de eliminación de aerosoles en los laboratorios de pruebas de ejercicio clínico con aerosoles generados de forma artificial para comprobar cuánto tiempo tardaba en eliminarse el 99.9 por ciento de los aerosoles.
Primero, los investigadores realizaron la prueba solo con la calefacción, la ventilación y el aire acondicionado existentes, y luego incorporaron el filtro HEPA portátil.
“El estudio del tiempo de eliminación de las partículas nos permitió conocer la rapidez con la que podíamos llevar a un nuevo paciente al laboratorio de manera segura después de terminar la prueba con el paciente anterior. Los filtros HEPA reducen este tiempo en un 50 por ciento, lo que permite un mayor volumen de pruebas necesario para satisfacer las exigencias clínicas de nuestra práctica de la medicina cardiovascular”, aseguró el Dr. Allison.
El equipo de investigación tradujo las pautas de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de Estados Unidos para la mitigación de aerosoles con un flujo de aire mejorado a través de los filtros HEPA y demostró que funcionaba bien para las pruebas de ejercicio.
El filtro HEPA eliminó del aire el 96 por ciento (más o menos el 2 por ciento) de los aerosoles de todos los tamaños generados durante el ejercicio intenso.
“Como resultado, hemos podido volver a nuestra práctica de realizar hasta 100 pruebas de esfuerzo por día sin registrar contagios de Covid en nuestros laboratorios de pruebas de ejercicio”, informó el Dr. Allison.
