Aerotransporte de Patógenos
En esta época de preocupación extrema por cuidar la salud, y ante la pandemia cíclica de la cepa AH1N1 de influenza, es vital que las personas responsables de los sistemas HVAC aseguren el bienestar de los ocupantes, contribuyendo a crear un medio ambiente sano.
Estudios recientes demuestran que el aire juega un papel importante en la transmisión de infecciones, evidenciando que ciertas enfermedades son transmitidas por aire, como lo fue la experiencia en el año 2003 con la epidemia del Síndrome Respiratorio Agudo Severo (SARS), donde se descubrió que la propagación del virus fue por contacto y vía aérea, a través del sistema de ventilación en un edificio de departamentos.
Esto nos lleva a preguntarnos sobre el papel que juega el sistema de ventilación en la propagación de patógenos, tales como virus, bacterias, hongos o levaduras capaces de causar enfermedades.
Figura 1. Partículas Producidas por Personas
Cuando un individuo tose, estornuda o habla, emite partículas de saliva y mucosa que contienen patógenos. Estas partículas aerosolizadas son de diversos tamaños, algunas de ellas pueden medir menos de 10 micrones de diámetro y por lo tanto, pueden alcanzar la región alveolar, al ser inhaladas por un individuo (ver figura 1).
Las partículas más grandes “gotas grandes” (droplet, en inglés) se asientan rápidamente en las superficies. Por el contrario, las partículas más pequeñas tienden a quedar suspendidas en el aire. Además las partículas sufren un proceso de evaporación, en que reducen su tamaño, quedando el “núcleo de la gota” (droplet nuclei, en inglés), lo que las hace lo suficientemente pequeñas para continuar suspendidas en el aire.
Debido a esto, si las partículas que contienen el patógeno son inhaladas por un individuo susceptible, y se depositan en un sitio adecuado, por ejemplo en el tracto respiratorio, se puede desarrollar una infección y enfermedad. Incluso mientras se respira, durante la exhalación se pueden proyectar partículas hasta un metro de distancia, mientras que al estornudar, las partículas pueden alcanzar varios metros (ver figura 2).
Figura 2. Dispersión de Partículas Inhaladas por el Sistema Respiratorio Humano Diámetro Aerodinámico (micrones) Región Probable de Depósito 9.0 Filtrado por la nariz 6.0 – 9.0 Se deposita en la laringe 4.6 – 6.0 Se deposita en la tráquea y bronquios primarios 3.3 – 4.6 Se deposita en los bronquios secundarios 2.15 – 3.3 Se deposita en los bronquios terminales 0.41 – 2.15 Se deposita en los alvéolos 0.41 Se pueden exhalar
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Una vez que se emiten las partículas al ambiente los factores principales que determinan el cómo se mueven son: su tamaño y las corrientes de aire que la mueve.
Las normas relacionadas con el ahorro energético son:
El núcleo de la gota cambia con el tiempo, dependiendo de las condiciones medioambientales. La humedad en el aire altera la tasa de evaporación y por ende su tamaño. Las gotas en un aire seco se evaporan rápidamente reduciendo su tamaño y caen por gravedad más lentamente. Este cambio en el tamaño afecta la manera en que la partícula responde a los patrones de flujo del aire y su asentamiento (ver figura 3).
Las partículas aerotransportadas pueden ser respirables (inhaladas) o no respirables, como en caso de ciertas infecciones de la piel u ojos, infecciones nosocomiales en heridas o virus gastrointestinales (ver recuadro Formas de Contagio).
Formas de contagio 1. Contacto•Transmisión directa: La transmisión se da como resultado de un contacto físico directamente entre el infectado y otra persona. Por ejemplo entre un paciente y un médico.
• Transmisión indirecta: La transmisión ocurre a través de la transferencia de microorganismos mediante el contacto con un objeto intermedio, generalmente inanimado, dentro del medio ambiente del paciente. El patógeno entra al cuerpo a través de la boca, nariz, ojos o una herida.
3. Por aireLa transmisión ocurre por la diseminación de microorganismos en forma de aerosol. Partículas menores que 5 micras pueden permanecer suspendidas en el aire indefinidamente. Cuando un individuo tose, estornuda o habla emite partículas de saliva o de mucosa que contienen el patógeno. La transmisión aérea ocurre por la diseminación del “núcleo de la gota” posterior al proceso de evaporación del aerosol o por pequeñas partículas tales como células escamosas o polvo que ya son suficientemente pequeñas para quedar suspendidas. Los microorganismos contagiosos que son dispersados de esta manera pueden recorrer grandes distancias debido a las corrientes del aire y pueden ser inhalados por individuos que no hayan tenido un contacto directo con la persona infectada a pesar de estar en diferentes habitaciones. Medios de transmisión: estornudar, toser, hablar, aerosol inyectado y distribuido por el sistema HVAC, aerosoles por agua contaminada como torres de enfriamiento, regaderas, deficiencias en el sistema HVAC.
Nota: Todos los agentes infecciosos que ocasionan enfermedades al ser aerotransportados, pueden causar infecciones por contacto directo o por gotas grandes. Si el patógeno tiene parte de su vida en el tracto respiratorio, es probable que se presente en aerosoles generados y proyectados al aire al respirar, hablar, toser, estornudar o cantar.
2. Gotas grandesLa transmisión ocurre por gotas grandes de saliva (mayores de 5 micras) generadas cuando una persona estornuda, habla o tose. Muchas de estas gotas son mayores que 5 micras por lo que no permanecen suspendidas en el aire y son depositadas en superficies rápidamente. Para que se genere un contagio se debe estar a un metro de distancia de la persona infectada. Medios de propagación: contacto con la mano, con un fluido infectado, transmisión por insectos.
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Actualmente el contagio por aerosoles o transmisión aérea es reconocido para muchos patógenos tales como virus (Varicella zoster), bacterias (Mycobacterium tuberculosis) y hongos (Aspergillus spp.). Adicionalmente a pesar de que el principal modo de transmisión de SARM (MRSA, en inglés), es por el contacto de manos entre las personas, especialmente en nosocomios o en instalaciones de atención médica, la transmisión vía aérea juega un papel importante en las infecciones de SARM en vías respiratorias. Sin embargo, en estos tiempos continúa el debate sobre la forma en que el virus de la influenza es trasmitida.
En teoría, el virus de la influenza puede ser transmitido por contagio directo, gotas grandes o a través de aerosoles (transmisión por aire), modos que no son exclusivos. Pero también existe una tendencia a disminuir la importancia de la aerotransmisión.
¿Estamos subestimando el contagio de la influenza vía aérea?
En el pasado, la comunidad médica ha enfatizado la transmisión por gotas grandes o contacto directo como el modo primario de propagación, disminuyendo el papel de la transmisión vía aérea. Sin embargo, algunos documentos publicados recientemente sugieren que el virus submicrónico de la Influenza A puede ser aerotransportado.
El Dr. Tellier en su estudio publicado por los CDC (Centros para el Control y Prevención de Enfermedades de EU) en noviembre del 2006, titulado “Resumen de la Transmisión del Virus de la Influenza A”, manifiesta que existe evidencia que la transmisión de la influenza vía área puede ser una forma importante de contagio, que tiene obvias implicaciones para la planeación de una contingencia en caso de una pandemia.
Además agrega que “a pesar de las investigaciones exhaustivas, no ha encontrado un sólo estudio que pruebe que la transmisión por gotas grandes sea predominante y que la transmisión por aerosol sea poca o nula”.
En su artículo se presentan observaciones epidemiológicas y experimentos con animales que demuestran la importancia de la transmisión vía aérea de la influenza. Entre sus observaciones destaca el conocido brote descrito por Moser en un avión de Alaskan Airlines, donde viajaban cinco miembros de la tripulación y 49 pasajeros, quienes permanecieron por espacio de 4.5 horas en espera en Homer, Alaska, incluyendo dos a tres horas en las que un sistema de ventilación no se encontraba funcionando adecuadamente.
Un pasajero con síntomas severos de fiebre y tos fue diagnosticado con el virus de la Influenza A H3N2, permaneció en el avión cerca del armario de las chaquetas y del baño durante las 4.5 horas junto con otros 30 pasajeros. El resto de los viajeros y la tripulación periódicamente bajaban y subían del avión.
Posteriormente, el 72% de los pasajeros y la tripulación presentaron síntomas de influenza y de ellos, el 91% fueron confirmados mediante las pruebas de laboratorio con esta enfermedad.
Aunque no existe actualmente una solución para resolver el problema, si podemos contar con la tecnología para combatirla, la luz ultravioleta es una de ellas.
Por otro lado, las observaciones del efecto de la luz ultravioleta para prevenir este virus entre pacientes con tuberculosis durante la pandemia de influenza de 1957-58 sugiere la transmisión vía aérea. En un hospital de veteranos ubicado en California, la proporción de individuos infectados con influenza durante dos brotes sucesivos fue substancialmente menor en el departamento que tenía lámparas ultravioleta germicida, comparado con el departamento que no las tenían instaladas (2% contra 19%).
Siguiendo esta línea, el Departamento de Salud y Servicios Humanitarios de los Estados Unidos, emitió la Guía Provisional para la Planeación del Uso de Cubre Bocas Médicos y Respiradores en caso de una Pandemia por Influenza, documento en donde manifiesta que la contribución proporcional e importancia clínica de los posibles modos de transmisión de influenza (gotas grandes, aerotransportada y contacto directo) permanece sin esclarecerse y podría depender de la cepa del virus.
En otro estudio de “West Virginia University”, publicado en enero del 2009, se confirmó la presencia del virus de la influenza en muestras de aire obtenidas en la sala de urgencias de un hospital. El estudio se llevo a cabo durante la temporada de influenza del 2008. Blachere y sus colegas tomaron muestras de un departamento de emergencia de un hospital. Se utilizaron instrumentos de medición, para partículas de diferentes tamaños, estacionarios y portátiles en 6 diferentes ocasiones en una variedad de lugares, incluyendo cuartos de espera y de examinación. En tres diferentes días se encontró el virus de Influenza tipo A, de los cuales el 53% de las partículas detectadas estaban dentro de la fracción de partículas respirables (menores de 4 micrones de diámetro). Los resultados fueron positivos en los instrumentos de medición localizados en cuartos de espera, recepción y los utilizados por el equipo médico. Una prueba más que sugieren que el virus de la influenza puede ser trasmitido por vía aérea.
Con lo anterior queda claro que aunque el modo de la transmisión de la influenza es complejo y poco entendido, la aerotransmisión es un factor importante, especialmente en hospitales y centros dedicados al cuidado de la salud.
La pandemia de gripe de 1918 que causó la muerte de más de 50,000 millones de personas en el mundo, se presentó ligeramente durante la primavera y regresó en seis meses en una forma mucho más mortal. Las pandemias de los últimos 100 años: la Gripe Española (1918), Gripe Asiática (1957) y la Gripe de Hong Kong (1968), comparten un común denominador: las oleadas subsecuentes con más fuerza.
Figura 4. Diámetro de las partículas (micrones) Diámetro de Partículas (Micrones) Fuente: W.J. Kowalski, P.E, Airborne Respiratory Diseases and Mechanical Systems for Control of Microcrobs.
Cuartos de aislamiento en hospitales
En el estudio sobre el papel de la Ventilación en la Transmisión de Agentes Infecciosos en el Medioambiente, un especialista llamado Li y sus colegas concluyeron, tras analizar 200 estudios médicos publicados entre 1960 y el 2005, que existe suficiente evidencia para demostrar la asociación entre ventilación, el control de la dirección del flujo del aire en edificios y la transmisión de infecciones tales como sarampión, tuberculosis, varicela, ántrax, influenza, viruela y SARS, por lo que es posible reducir el riesgo de infección por aerosoles al alterar los parámetro de ventilación (ver figura 4).
El control de infecciones aerotransportadas en los hospitales requiere de ciertas consideraciones. Al estar conectados los cuartos de hospital a través de pasillos, corredores, escaleras o tiros de elevadores, un diferencial de presión producido por diferencias en la temperatura del aire, el viento o ventiladores mecánicos, pueden generar corrientes que se mueven de una habitación a la otra. Estas corrientes se modifican al abrir y cerrar de puertas y ventanas, pues al abrir una ventana se puede cambiar la presión de los cuartos circunvecinos o pasillos. Esto destaca la importancia de mantener las puertas y ventanas de un cuarto de aislamiento cerradas.
Tiempo estimado en que una partícula viaja 3 metros
Tamaño en micrones
Tiempo
1-3
Indefinidamente
10
17 minutos
20
4 minutos
100
10 segundos
Nota: El tiempo puede ser afectado por la turbulencia del aire
En la actualidad las guías de la CDC recomiendan que personas con enfermedades altamente contagiosas (tuberculosis, etc.), deben ser aisladas en una habitación individual con ciertas características. El uso de filtración reduce las concentraciones aerotransportadas por debajo de su dosis infecciosa y, en caso de recirculación de aire, se debe utilizar filtración HEPA (99.97% eficiencia mínima en partículas de 0.3 micrones).
Además es recomendable diluir el contaminante siguiendo las guías de tasa de ventilación por área. Por ello, si el cuarto de aislamiento fue construido después del 2001, debe de haber 12 cambios de aire por hora, los construidos con anterioridad pueden utilizar seis cambios de aire por hora, lo importante es la composición del aire.
Es también de suma importancia que los cuartos de aislamiento permanezcan bajo presión negativa para controlar las exfiltraciones por medio de ventanas o puertas mal selladas, esto se consigue a través de una unidad extractora con filtros HEPA, o por medio del sistema de aire acondicionado cuando el aire de inyección es menor al que se extrae. Se recomienda un diferencial mínimo de presión de 2.5 Pa. (0.01” col. de agua) en relación a pasillos.
El flujo del aire debe moverse del lugar donde está el personal de salud al paciente, es decir, flujo direccional del área limpia a la contaminada colocando el retorno o extractor cerca del paciente. De preferencia el aire debe ser extraído al exterior y la habitación debe tener un sensor para alertar en caso de que haya una pérdida de presión negativa.
Algunos procedimientos, tales como la broncoscopía o la entubación, generan aerosoles, incrementando potencialmente la diseminación de “núcleos de gotas” por lo que se recomienda el uso de protección respiratoria, por ejemplo, el N-95, para todo el personal de salud.
En épocas de epidemia, los hospitales pudieran ser inundados con pacientes con enfermedades contagiosas, como la influenza, por ende es muy importante determinar el número de cuartos de aislamiento al planear los hospitales.
En dado caso que no se pueda obtener la presión negativa con el sistema de ventilación del nosocomio, entonces se pueden utilizar unidades extractoras portátiles o fijas para convertir una habitación normal en un cuarto de aislamiento. Estas unidades deben estar equipadas con filtros HEPA y opcionalmente lámparas germicidas ultravioleta (onda corta-C) (ver figura 5 y 6).
Las normas relacionadas con el ahorro energético son:
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Las normas relacionadas con el ahorro energético son:
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¿Sistema HVAC: elemento crítico para el control de patógenos en lugares cerrados?
Los microorganismos tienden a proliferar en medios donde exista aire, polvo y agua, por lo que un sistema HVAC (ventilación, calefacción y aire acondicionado) requiere un mantenimiento rutinario y monitoreo para proveer una Calidad el Aire Interior eficiente y minimizar las condiciones que favorecen la proliferación y distribución de los patógenos.
Según la EPA, un sistema HVAC que esté apropiadamente diseñado, instalado, con una adecuada operación y mantenimiento, es esencial para proveer un medioambiente saludable. Por contrario, la falta de manutención puede generar y diseminar contaminantes.
La Comisión Federal para la Protección contra Riesgos Sanitarios (Cofepris) de la Secretaría de Salud, manifiesta que los “sistema de aire acondicionado tienen especificaciones de limpieza y mantenimiento, por ejemplo, lavado del equipo, recambio de filtros, lo que debe verificarse a través de registros específicos que permitan el control y evaluación de su funcionamiento”. Pero un sistema limpio no es exclusivo de hospitales o clínicas.
Debido a que 90% del tiempo pasamos en interiores, nos obliga a mantener una adecuada Calidad del Aire Interior para la protección y seguridad de los ocupantes, reducir ausentismo y aumentar la productividad.
Según la Organización Mundial de la Salud (OMS) señala la posibilidad de que la nueva cepa de la influenza AH1N1 pueda mutar a una forma más virulenta. Además la OMS advierte que si el virus interactuara como el H5N1, gripe aviar, que ya se encuentra en varios países, podría ser devastador. ¿Estamos preparados?
Recomendaciones para elevar el sistema inmunológico de un edificio
Filtración. Manejar un adecuado nivel de filtraje en conjunto con una instalación, operación y mantenimiento correcto.
Lámparas Ultravioleta para Aire Acondicionado. La luz ultravioleta destruye el DNA de virus y bacterias evitando que los microorganismos se reproduzcan. Al desinfectar el aire que pasa a través del sistema HVAC se reduce significativamente la cantidad de patógenos que recirculan a través del edificio
Uso de purificadores o extractores con filtros HEPA. Para la purificación, recirculación y extracción del aire.
Dilución por ventilación. Su efectividad dependerá de los cambios de aire por hora y distribución.
Presurización. Por ejemplo, cuartos aislados deben de permanecer bajo una presión negativa y cuartos de pacientes inmunodeprimidos bajo una presión positiva.
Control de la temperatura y humedad. Influye sobre la rapidez con la que la saliva se seca y las gotas cambian de tamaño, además del crecimiento y de hongos.
Mantenimiento a todos los componentes del sistema HVAC (ductos de inyección, ductos de retorno y manejadora).
Un brote de Serratia marcescens en un hospital de Emiratos Árabes Unidos, en el departamento de Cuidados Intensivos Neonatales, ocasionó que 36 bebes se infectarán y otros 5 perdieran la vida, confirmándose que la fuente de contaminación fueron los ductos de aire acondicionado.
Pareciera que los microbios o gérmenes son oportunistas, la verdad es que compartimos el medio con ellos, por ello será más seguro tomar una actitud proactiva. Hay evidencia de que el virus como el de la influenza podrían ser transmitidos mediante aerotransporte y aunque no existe una solución única para resolver este tipo de problema, afortunadamente sí existe la tecnología, que sin la intención de reemplazar las medidas para el control de infecciones, se puede aplicar exitosamente por ingenieros, arquitectos, encargados de edificios y mantenimiento, para combatir la diseminación de patógenos transmitidos vía aérea, haciendo uso adecuado del sistema de ventilación. El tiempo para prepáranos es ahora.
