Medir el CO2 es decisivo para ventilar bien (y también es una oportunidad educativa)

Las principales autoridades sanitarias, como la OMS o los CDC, coinciden en que la ventilación de los espacios de trabajo es importante para mitigar la transmisión del coronavirus. Optar por espacios al aire libre siempre que sea posible y, en su defecto, favorecer la renovación del aire en los espacios cubiertos.

Las evidencias científicas de contagio por el aire son cada vez mayores. Un grupo de científicos y médicos han publicado una carta en Science advirtiendo de que las evidencias científicas de contagio por el aire son abrumadoras. Inmediatamente las autoridades sanitarias estadounidenses, los CDC, incluyeron los aerosoles como vía principal de contagio. La OMS se resiste a denominar 'aerosoles' a las partículas en las que viaja el virus, pero sus recomendaciones sanitarias se adecúan a esa descripción: para evitar contagios es imprescindible ventilar bien.

Hay resistencias a reconocer el papel de los aerosoles en la transmisión del coronavirus. El problema ahora no es la falta de evidencia, sino la terminología: en el ámbito sanitario por tradición se ha tendido a llamar aerosol a cualquier gotícula de menos de 5 micras de diámetro. En el ámbito de la física, la ingeniería o la química, llamamos aerosol a las partículas que tienen un comportamiento aerodinámico concreto. Cualquier partícula capaz de mantenerse suspendida en el aire la consideramos un aerosol.

El humo es un ejemplo clásico de aerosol, por eso tiene tanto alcance y lo olemos a metros de distancia y durante largo tiempo. Lo que se ha medido es que las gotículas de hasta 100 micras que transportan virus se comportan como aerosoles, se mantienen flotando, por eso es tan fácil inhalarlas. Cuanto más pequeñas, más alcance (>2 m) y más tiempo en suspensión.

Solo las gotas de más de 100 micras describen trayectorias balísticas con un alcance máximo de 2 m. Al principio creíamos que estas gotas eran la principal vía de contagio. Ahora todo apunta a que los aerosoles son tan importantes.

Esto explicaría algunos eventos de superpropagación en coros, mataderos, gimnasios o restaurantes. Y explicaría el número de reproducción de la COVID-19: cada infectado contagia de media a 4-6 personas. La evidencia científica es clara: los contagios más numerosos se están produciendo en espacios cerrados.

Por todo esto, además de las recomendaciones sanitarias de mantener la higiene, llevar mascarilla y respetar la distancia de seguridad (incluso con mascarilla), desde la comunidad científica se plantea seguir una serie de medidas adicionales:

•Estar en silencio y, si es indispensable hablar, que sea en voz baja. Al hablar emitimos 10 veces más aerosoles que al respirar. Al gritar o cantar 50 veces más. La baja tasa de contagios en transporte público registrada en Japón podría deberse a los buenos modales: en transporte público se viaja en silencio y las conversaciones telefónicas se consideran de mala educación.

•Uso de mascarillas homologadas y con un buen ajuste a la cara.

•Prohibir la estancia sin mascarilla en espacios cerrados. Por ejemplo, es peligroso estar en el interior de una cafetería sin la mascarilla puesta. La mascarilla solo debería retirarse en el momento en el que se le da el sorbo a la consumición y colocarla inmediatamente después. Y aun así el riesgo no es cero, solo se minimiza.

•Restringir actividades de alto riesgo en interiores. Limitar todo aquello que implique estar sin mascarilla o respirar agitadamente: comer, beber, hacer deporte, bailar… Esto aplica a reuniones, bares, restaurantes, gimnasios o discotecas.

•Promover las actividades al aire libre.

•Ventilación constante y eficaz.

Existen varios métodos para mantener una ventilación constante y eficaz: abrir puertas y ventanas favoreciendo la ventilación cruzada, usar ventiladores y equipos de aire acondicionado siempre y cuando contribuyan a diluir el aire de dentro con el aire de fuera y, si esto no es posible, optar por sistemas de filtración. En el artículo 'Cómo ventilar los espacios cerrados para obstaculizar la transmisión del coronavirus' puede consultarse la conveniencia de cada método de ventilación.

¿Cómo evaluar si el método de ventilación elegido es suficiente?

Para evaluar si la estrategia de ventilación es adecuada, se puede hacer uso de medidores de dióxido de carbono (CO2). Así lo recomiendan desde 'Schools for Health' de Harvard o desde el CSIC, entre otros. El cálculo no es nada fácil, pero varios organismos científicos han compartido métodos simplificados que son de gran ayuda.

Al respirar, entre otros gases y partículas, exhalamos dióxido de carbono. Cuantas más personas, cuanto más agitada sea su respiración, cuanto más pequeña sea la habitación, y cuanto peor ventilada esté, más dióxido de carbono se irá acumulando. Por eso la concentración de CO2 sirve para evaluar lo potencialmente peligrosa que es una estancia, y si la estrategia de ventilación utilizada está resultando eficaz.

La concentración de CO2 en exteriores ronda los 400-420 ppm (partes por millón), lo que quiere decir que, por cada millón de moléculas de aire, 400-420 son de CO2. Se considera que una estancia está bien ventilada cuando la concentración de CO2 es de 800-950 ppm. Si el valor está por encima, se considera que la estrategia de ventilación es insuficiente. Estos valores han sido los propuestos por la Escuela de Salud Pública de Harvard, quienes han elaborado una guía en cinco pasos para garantizar la ventilación; la UC Berkeley, que también ha publicado recursos sobre este tema; o el CSIC, que recientemente ha compartido una guía para ventilación de aulas.

En 2019, investigadores de Taiwán informaron sobre el efecto de la ventilación en un brote de tuberculosis en la Universidad de Taipéi. Varias estancias no estaban debidamente ventiladas, llegando a registrar concentraciones de CO2 por encima de 3000 ppm. Cuando se instalaron sistemas de ventilación que redujeron la concentración de CO2 por debajo de 600 ppm, el brote se detuvo por completo. Según la investigación, la correcta ventilación fue responsable del 97% de la disminución de la transmisión.

Si en una estancia hay 800 ppm de CO2 significa que el 1% del aire que respiramos ya ha sido respirado antes por alguien. Si son 2400 ppm, el 5% del aire que respiramos ha sido exhalado antes. Inhalar el aire que otros han exhalado es una vía de contagio. Por eso se recomienda mantener el CO2 siempre por debajo de 800 ppm. Para actividades que generen muchos aerosoles, como coros, ejercicio aeróbico, instrumentos de viento, o que impliquen hablar muy fuerte o gritar, lo ideal es mantener el CO2 a 500 ppm, que sería lo más próximo a estar al aire libre.

La tasa de ventilación se puede medir de varias maneras, entre ellas la ACH y la l/s/p. La variable más utilizada es la ACH (cambio de aire por hora) que se refiere a la rapidez con la que el aire de una habitación se reemplaza por aire exterior sin tener en cuenta la cantidad de personas presentes. La recomendación de Harvard 'Schools for Health' es mantener al menos la ACH en 5, es decir, que el aire se renueve cinco veces cada hora.

Otra variable es la l/s/p (litros/segundos/persona), que sí tiene en cuenta el número de personas presentes, es el parámetro más relevante para prevenir la transmisión de enfermedades por aerosoles. Los eventos de superpropagación que se han documentado estuvieron en el rango de 1-3 l/s/p. REHVA recomienda al menos 10 l/s/p, y si es posible 20-25 l/s/p para mitigar la transmisión de la covid-19.

En algunos edificios contemporáneos los valores de ACH o l/s/p son conocidos y están optimizados, pero en la mayoría de los centros escolares y de trabajo no se conocen estos valores. Por eso es importante contar con otras formas de evaluar indirectamente, a través de la concentración de CO2, si la ventilación es adecuada.

Antes de invertir en filtros HEPA, es mejor hacerse con un sensor de CO2 por centro escolar o de trabajo

No se trata de tener un medidor de CO2 en cada aula u oficina, sino de hacer una evaluación de la eficacia de la estrategia de ventilación en cada estancia. Una vez establecida la mejor estrategia, solo habría que mantenerla y revisar su cumplimiento con cierta periodicidad. En la actualidad hay dispositivos económicos que miden la concentración de CO2 en el aire con una precisión de 50 ppm. Suelen costar alrededor de 100 – 150 €. Este dato es importante, porque el gasto para evaluar la mejor estrategia de ventilación de todo un centro escolar o un centro de trabajo no es muy elevado.

De hecho, algunas asociaciones de padres están haciendo colectas para comprar aparatos con filtros HEPA para las aulas de sus hijos. En muchos casos no se está evaluando ni cuántos filtros hacen falta, ni dónde se deberían colocar, ni cuánto tiempo tienen que estar funcionando. Algo que tendría que hacer un especialista y que, en muchos casos, no está siendo así.

Para que sirva de ejemplo, uno de los aparatos con filtro HEPA más vendidos, cuyo precio ronda los 100 €, tiene una ACH 5 por cada 20 metros cuadrados. El tamaño de un aula media en España suele estar por encima de los 40 m2, por lo que serían necesarios al menos dos aparatos a pleno funcionamiento para renovar el aire de cada clase. Un gasto mínimo inicial de 200 € por aula en filtros HEPA.

En algunos casos, mantener la puerta y alguna ventana abierta que favorezca la ventilación cruzada, es más eficaz que varios aparatos con filtro HEPA a pleno funcionamiento. Por eso invertir en un dispositivo de medida de CO2 evitaría gastos innecesarios y ofrecería una valoración más objetiva.

Medir el CO2 como actividad educativa

Existen calculadoras en red en las que introduciendo el número de alumnos y el volumen del aula ofrecen un valor aproximado de los niveles de CO2 tolerables para minimizar el riesgo de contagio. También existen estimadores de generación de aerosoles.

Para evaluar la eficacia de la ventilación habría que hacer un registro de la variación de los niveles de CO2. Hay que medir los niveles de CO2 en el exterior, y luego medir cómo decaen los niveles de CO2 en una habitación con una concentración inicial de unos 2000 ppm al aplicar diferentes estrategias de ventilación.

En el anexo final de la guía de ventilación del CSIC figuran dos métodos para determinar la tasa de renovación del aire haciendo uso de un medidor de CO2.

La evaluación de la ventilación de las aulas podría incluirse como parte de la actividad educativa. Los alumnos de los últimos cursos de Educación Secundaria o superior, guiados por el profesorado de ciencias, podrían evaluar cuál es la mejor estrategia para mantener la correcta ventilación de las aulas. Serviría como estrategia de desarrollo de competencias y aprendizaje de contenidos propios de las materias STEM. Matemáticas, química y física básica aplicada por alumnos y profesores para hacer que los centros escolares sean espacios más seguros.