Quando Lidia Morawska sai de casa, ela leva consigo um dispositivo do tamanho de um sapato, que fornece algumas percepções sensatas sobre os restaurantes e escritórios que ela visita. Fora desses edifícios, seu monitor de dióxido de carbono, lê pouco mais de 400 partes por milhão (p.p.m.). Mas dentro de casa é uma história diferente.
Mesmo em um restaurante aparentemente espaçoso e de teto alto, o número às vezes sobe até 2.000 p.p.m. um sinal de que a sala tem ventilação insuficiente, e pode representar um risco de infecção por COVID-19. Dicas visuais podem ser enganosas, até mesmo para Morawska, uma cientista de aerossóis da Universidade de Tecnologia de Queensland em Brisbane, Austrália. “O público em geral não tem ideia sobre isso”, diz ela.
A situação não é diferente dentro de cafés ou jardins de infância, em grande parte do mundo, de acordo com pesquisadores que manejaram medidores de CO2 portáteis semelhantes. E isso é uma má notícia para a esperança de derrotar o coronavírus SARS-CoV-2.
Durante meses, as autoridades de saúde identificaram os espaços internos com pouca ventilação, como potenciais pontos de infecção. E em 1º de março, a Organização Mundial da Saúde (OMS), divulgou um roteiro há muito aguardado para melhorar a ventilação. O documento, para o qual Morawska contribuiu, estabelece metas e medidas específicas que as empresas e outros locais, podem tomar para melhorar a ventilação e tornar os edifícios mais seguros.
Mas Philomena Bluyssen, engenheira de construção da Delft University of Technology, na Holanda, diz que é preciso fazer mais. “As diretrizes da OMS”, diz ela, “são as mínimas”. Bluyssen e outros criticam a falha dos governos em fornecer orientações claras, ou dinheiro para que as pessoas tornem os espaços internos mais seguros. Alguns cientistas dizem que isso deixou grande parte da população, de crianças em idade escolar, funcionários de escritório, frequentadores de restaurantes e presidiários, em risco de contrair COVID-19.
Outros dizem que não há solução fácil, e os regimes precisos de ventilação ou purificação do ar, para tornar os espaços internos seguros, não são conhecidos. “A complexidade não está em um nível que você possa, com um simples conjunto de conselhos, resolvê-la”, diz Ehsan Mousavi, engenheiro de construção da Universidade Clemson na Carolina do Sul, que estuda a qualidade do ar interno e a ventilação em hospitais.
Mesmo assim, muitos especialistas afirmam que já se sabe o suficiente, para que as autoridades forneçam uma mensagem clara sobre a importância de uma boa ventilação para a segurança em ambientes fechados, especialmente em espaços continuamente ocupados, ou onde as máscaras são removidas durante as refeições.
Reconhecimento lento
Em 28 de março de 2020, dois meses após a OMS declarar o COVID-19 uma emergência de saúde global, a agência transmitiu uma mensagem de saúde pública no Twitter e no Facebook. “FATO: # COVID19 NÃO está no ar”, disse, rotulando as afirmações em contrário como desinformação. Mas as evidências rapidamente estabeleceram que o vírus é transmitido por via aérea, e os pesquisadores criticaram veementemente a agência.
A OMS atualizou suas recomendações sobre a transmissão do SARS-CoV-2 três meses depois, reconhecendo a possibilidade de que a transmissão aérea possa ocorrer em alguns ambientes comunitários. A transmissão aérea em “espaços lotados e inadequadamente ventilados por um período prolongado de tempo, com pessoas infectadas não pode ser descartada”, diz o conselho atualizado.
Yuguo Li, um engenheiro ambiental da construção civil da Universidade de Hong Kong, diz que está desapontado por ter demorado tanto para a OMS e outras autoridades de saúde. “Teríamos salvado muitas pessoas” se a transmissão aerotransportada fosse reconhecida anteriormente, diz ele. Mas um porta-voz da OMS disse, que a agência mencionou a importância da ventilação desde o início da pandemia.
Outros dizem que a posição da OMS ainda não vai longe o suficiente. “A transmissão aérea é dominante”, diz o epidemiologista ambiental Joseph Allen da Escola de Saúde Pública T. H. Chan da Universidade de Harvard em Boston, Massachusetts. É por isso que os controles de edifícios, como ventilação e filtragem de ar, fazem sentido, diz ele.
A OMS e outras autoridades de saúde, falharam em não priorizar claramente as medidas para melhorar a qualidade do ar interno, para reduzir a chance de contrair a COVID-19, diz Jose-Luis Jimenez, um químico atmosférico da Universidade do Colorado em Boulder. “Eles não enfatizaram o quão importante é”, diz ele. O que a OMS precisa dizer é “fato, isso atravessa o ar”, diz Jimenez, “nós respiramos”.
Uma mensagem contundente da OMS, garantiria que as autoridades nacionais de saúde tomassem conhecimento, diz Jimenez. Austrália, Holanda e alguns outros países, ainda não reconhecem em suas declarações públicas, que a transmissão aérea tem um papel significativo na disseminação do vírus SARS-CoV-2.
No início deste ano, as preocupações com a ventilação atingiram o ponto de ebulição. Centenas de profissionais de saúde, cientistas, engenheiros e especialistas em saúde e segurança ocupacional, assinaram cartas abertas conclamando funcionários do governo do Canadá, Estados Unidos, Austrália, Colômbia e Reino Unido a abordar, entre outras coisas, a má qualidade do ar interno. Todas essas campanhas combinadas, exortaram os governos locais ou nacionais, a tomar medidas para reduzir a transmissão aérea do SARS-CoV-2.
Um dos problemas é que governos e empresas, ainda estão gastando milhões de dólares na desinfecção de superfícies, diz Jimenez, apesar das evidências de que é raro o SARS-CoV-2 passar de uma pessoa para outra, através de superfícies contaminadas. Em contraste, poucos países investiram em medidas para melhorar a qualidade do ar interior.
“Se usarmos a metade do esforço que está sendo dedicado à desinfecção, e colocarmos para uma melhor ventilação, isso será de enorme benefício”, diz Jimenez. Em outubro, a Alemanha reservou € 500 milhões (US $ 593 milhões) para melhorar a ventilação em prédios públicos, incluindo escolas, museus e escritórios públicos.
As empresas na Alemanha e na Coreia do Sul, também podem solicitar financiamento do governo para comprar purificadores de ar móveis, que removem aerossóis carregados de vírus. Nos Estados Unidos, por outro lado, o financiamento federal para melhorar a qualidade do ar interno, foi limitado a prestadores de cuidados de saúde, como hospitais, até que o American Rescue Plan Act, que também fornece financiamento para escolas, se tornou lei em 11 de março.
Ameaça interna
O que torna os espaços internos tão perigosos, é que o vírus exalado pode se acumular, e infectar pessoas que não têm contato direto com uma pessoa infectada. Um exemplo importante aconteceu há um ano, durante uma festa do Dia de São Patrício, em um bar na cidade de Ho Chi Minh, no Vietnã. Doze pessoas foram infectadas na festa, mas apenas quatro tiveram contato próximo com a pessoa infectada. Surtos mais recentes em academias de ginástica em Chicago, Illinois e Havaí, também ocorreram, apesar do distanciamento físico dos participantes3 e dos limites de capacidade nas aulas de ginástica.
Desde que a OMS reconheceu no ano passado, que a transmissão aérea poderia acontecer, as agências de saúde pública enfatizaram os riscos em espaços lotados e mal ventilados. Mas a terminologia engana, diz Morawska. “Você imagina um bar movimentado”, ela diz. “Na realidade, qualquer lugar pode ficar lotado e mal ventilado. E as pessoas não percebem isso.”
Seu próprio escritório de tamanho modesto na Universidade de Tecnologia de Queensland, rapidamente se torna mal ventilado, se alguém a visita e a porta é fechada, diz ela. E restaurantes espaçosos e pouco lotados, podem parecer bem ventilados, quando não o são. É uma das razões pelas quais Jimenez e outros, defendem o uso de monitores de CO2 baratos, como uma medida aproximada para saber se a ventilação é adequada ou não. À medida que os aerossóis portadores de vírus são exalados, o CO2 também o é. E quando a ventilação é ruim, o CO2 se acumula junto com o vírus, diz Jimenez. Em uma análise não revisada, Jimenez e colegas, descobriram que o risco de infecção por SARS-CoV-2 aumenta junto com as concentrações de CO2 em ambientes fechados.
Taiwan, Noruega e Portugal têm leis que limitam o CO2 interno a 1.000 p.p.m. Estudos na Califórnia e Madrid, mostram que os níveis de CO2 nas salas de aula das escolas frequentemente excedem esse nível. Níveis elevados têm sido associados a uma menor capacidade de concentração e mais dias de doença.
Definir limites claros de CO2, ajudaria a garantir que a ventilação é adequada para reduzir o risco de infecção, diz Jimenez. Mas seu trabalho sugere que, em geral, 700 p.p.m. seria um limite melhor, e limites mais baixos, deveriam ser aplicados a academias e outros locais onde as pessoas expelem grandes volumes de ar.
Nem todos concordam que os monitores de CO2 são a solução. “Não há correlação entre CO2 e vírus”, diz Christian Kähler, físico que estuda a produção e dinâmica de aerossol na Universidade das Forças Armadas Federais em Munique, Alemanha. Isso pode dar às pessoas, uma falsa sensação de segurança quando os níveis de CO2 estão baixos, diz ele.
Jimenez argumenta que pode fornecer uma indicação rápida, se a ventilação é ou não adequada. Em agosto de 2020, a Federação das Associações Europeias de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado (REHVA) concordou, recomendando a instalação de monitores de CO2, em edifícios onde a ventilação pode ser inadequada.
E no final do ano passado, professores em Montreal, Canadá, mediram secretamente os níveis de CO2 em salas de aula, e levaram suas descobertas à mídia. O governo de Quebec está publicando online os níveis de CO2 de escolas públicas, com o objetivo de manter todos os níveis abaixo de 1.000 p.p.m. Mas, até agora, esse tipo de relatório público é a exceção.
Sem padrões definidos
Parte da dificuldade em definir metas de ventilação, é que não está claro quanta ventilação é necessária, para reduzir as taxas de infecção a um nível aceitável. Experimentos que medem diretamente como os riscos de infecção mudam com diferentes taxas de ventilação, seriam antiéticos porque colocariam as pessoas em perigo, diz Mousavi.
A dose infecciosa precisa para SARS-CoV-2, também é desconhecida. Mas os pesquisadores podem inferir quanto vírus exalado é necessário para causar a infecção, analisando surtos de doenças. Por exemplo, Jimenez e colegas, usaram detalhes de um ensaio de coral ocorrido em Washington, onde uma pessoa provavelmente infectou 52 dos 60 outros participantes, para estimar a quantidade de vírus infeccioso exalado.
Jimenez usou essa abordagem para lançar uma ferramenta online, que ainda não foi revisada por pares, em junho de 2020, para ajudar as pessoas a avaliar o risco de infecção em diferentes espaços internos, com ou sem máscaras. A ferramenta calcula o risco com base no tamanho da sala, no número de pessoas presentes, e no que estão fazendo; os vírus são exalados em taxas diferentes, dependendo se as pessoas estão cantando, correndo na esteira ou sentadas em silêncio.
A OMS recomenda uma taxa mínima de ventilação de 6 a 12 trocas de ar, em que todo o volume de ar da sala é substituído por hora, para evitar a transmissão aérea de patógenos em instalações de saúde, mas com uma taxa mais baixa de trocas de ar para outros locais. A Sociedade Americana de Engenheiros de Aquecimento, Refrigeração e Ar Condicionado (ASHRAE), estabelece padrões mínimos para a qualidade do ar interno. As metas recomendadas são tão baixas quanto 0,35 renovações de ar por hora para residências, 2-3 para escritórios, 5-6 para escolas e 6-12 para hospitais.
Mas mesmo esses padrões mínimos raramente são cumpridos, diz Liangzhu Wang, engenheiro mecânico da Concordia University em Montreal. E embora os especialistas digam que é necessária mais ventilação para reduzir o risco de infecção, eles discordam sobre o quanto. Para as escolas, Allen recomenda 4-6 trocas de ar por hora, que podem vir de uma combinação de ventilação de ar externo, filtração ou purificação de ar suplementar. Enquanto isso, a Kähler recomenda pelo menos 6 trocas de ar por hora.
Wang e seus colegas, tentaram estimar o nível de ventilação necessário para reduzir o risco de infecção nas escolas. Eles mediram a taxa de ventilação em salas de aula em 3 escolas em Montreal, e descobriram que uma sala de aula de 20 alunos e um professor com as janelas abertas, trocavam menos da metade de seu ar por hora; uma sala semelhante com ventilação mecânica, tinha duas renovações de ar por hora. Mesmo isso não seria suficiente para reduzir o número de reprodução para menos de 1, o nível no qual uma pandemia começa a diminuir. Esse valor significa que um aluno infectado, passa o vírus para menos de uma pessoa na sala. A análise de Wang, que ainda não foi revisada por pares, sugere que entre 3 e 8 trocas de ar por hora, seriam necessárias para obter o número de reprodução abaixo de 1 nesse ambiente.
As taxas de ventilação padrão são inadequadas, diz Wang. Em outra pré-impressão, ele e seus colegas, estimam que dobrar a quantidade de ar externo, reduz a chance de infecção em até 35% em locais densamente lotados, como restaurantes. Mas essa mesma mudança tem um efeito muito menor, reduzindo o risco em apenas 0,1% em locais maiores com menos pessoas, como armazéns. A análise também mostra que usar máscara em ambientes fechados, é ainda mais eficaz do que trocar o ar: as máscaras diminuem o risco de infecção em mais de 60%, porque eliminam o vírus em sua fonte, diz Wang.
Limpando o ar
Abrir as janelas, é o método mais fácil sugerido pelas autoridades de saúde para melhorar a ventilação. Embora seja melhor do que não fazer nada, uma janela aberta raramente troca ar suficiente entre o ambiente interno e externo, especialmente se não houver brisa cruzada, diz Kähler.
Abrir as janelas por apenas alguns minutos, entre as aulas, digamos, deixaria a maior parte do vírus intocada, de acordo com medições de troca de ar que Kähler e seus colegas fizeram em uma sala de aula da universidade. Em um estudo de pré-impressão, Kähler descobriu que duas janelas que permitem uma brisa cruzada, precisariam ser abertas dois terços do tempo para igualar o desempenho do sistema de aquecimento, ventilação e ar condicionado da sala. E se o tempo lá fora estiver muito quente ou frio, as pessoas simplesmente não seguirão esse conselho. “Isso protege você às vezes, mas nem sempre”, diz ele.
Um método melhor é ventilar mecanicamente um espaço. Isso atrai o ar externo livre de vírus, e remove o ar interno contaminado, diluindo assim qualquer vírus presente. Em abril de 2020, a ASHRAE e a REHVA recomendaram configurar os controles de HVAC para aspirar o máximo de ar externo possível, e filtrar o ar recirculado.
Mas Kähler diz que poucos edifícios, especialmente em climas mais amenos como na Alemanha, têm sistemas potentes o suficiente para usar 100% do ar externo. A maioria dos escritórios e salas de aula em todo o mundo, recebe fornecimento de apenas 20% do ar externo, com o restante sendo recirculado, para economizar no consumo de energia para aquecimento e resfriamento.
O custo ambiental do aumento da ventilação, deve fazer as pessoas hesitarem, diz Li. Em muitos casos, reforçar os sistemas de ventilação, agora significará removê-los assim que a ameaça de pandemia diminuir. Uma solução melhor, diz ele, é limitar o número e coibir comportamentos de risco. “Não grite, não cante e não corra”, ele aconselha.
Outra desvantagem de aumentar a ventilação do prédio, é que os quartos podem ficar barulhentos por conta das ventoinhas, diz Bluyssen, “porque o sistema não foi projetado para isso”.
Purificadores de ar móveis, que filtram vírus e outros contaminantes transportados pelo ar, poderiam ser prontamente implantados como parte da solução, diz Kähler, e seriam mais eficientes em termos de energia, do que usar aquecimento ou resfriamento extra no ar externo. Filtros em sistemas HVAC, também podem limpar o ar que é recirculado.
Bluyssen e seus colegas testaram purificadores de ar equipados com filtros de partículas de alta eficiência em um ambiente controlado. Em alguns cenários, os purificadores de ar superaram o sistema de ventilação para remoção de aerossóis, simulados por bolhas de sabão cheias de ar. Mas mesmo na configuração mais baixa, os purificadores de ar excederam o nível aceitável de ruído, e corrente de ar recomendado pelos padrões europeus.
A inovação é necessária para resolver as deficiências dos sistemas atuais, diz Bluyssen: “Nós realmente precisamos buscar soluções simples e acessíveis.” Mas Mousavi diz que o maior problema é que não se sabe o suficiente sobre os sistemas que já estão em uso. “Precisamos saber mais sobre essas tecnologias e como elas funcionam”, diz ele, para que as recomendações da ASHRAE, da OMS ou de outra agência, sejam baseadas em ciência clara. “É hora de construirmos essa base”, acrescenta.
Conforme as vacinas são lançadas, e o risco de infecção diminui, a janela de oportunidade para corrigir a má qualidade do ar interior está se fechando, diz Morawska. “Isso ainda não passou”, diz ela. Mas no próximo ano, “pode ser tarde demais”.
Os pesquisadores dizem que um foco maior na ventilação, trará benefícios durante a próxima pandemia, e mesmo quando não houver grandes surtos de doenças. A qualidade do ar interior “está muito ruim há muito tempo”, diz Bluyssen. “Isso nos dá a oportunidade de melhorar não apenas a qualidade do ar para situações de pandemia, mas também toda a qualidade do ambiente interno para o futuro.”
Referente ao artigo publicado em Nature
Autor:
Dr. Dylvardo Costa Lima
Pneumologista, CREMEC 3886 RQE 8927
E-mail: dylvardofilho@hotmail.com
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