Respira hondo, a pesar del coronavirus

Con una prueba de actividad viral, los científicos de Fraunhofer investigan si el aire filtrado por sistemas de ventilación todavía contiene virus infecciosos y, por lo tanto, transmisibles. © Fraunhofer IGB

¿Pueden los sistemas de ventilación y purificación de aire proteger contra el Covid-19? ¿Cómo deben ser diseñados para ello? ¿Y cómo deben estar estructurados los conceptos de higiene y ventilación para reducir la transmisión de virus por aerosoles? Respuestas a estas preguntas ofrece un equipo de investigación de los Institutos Fraunhofer IBP, IGB y IPA en un nuevo centro de asesoramiento para aire saludable.

Incluso en diciembre de 2020, el Ministerio de Economía, Trabajo y Vivienda de Baden-Württemberg aprobó la Iniciativa Aire Saludable, un programa integrado de asesoramiento e investigación. «Sobre todo las pequeñas y medianas empresas tienen una alta necesidad de asesoramiento en la actual situación de pandemia para evitar aerosoles. Con la Iniciativa Aire Saludable queremos mostrar rápidamente y de manera práctica soluciones científicamente fundamentadas para la ventilación en espacios cerrados y la prevención de aerosoles», dice la ministra Dra. Nicole Hoffmeister-Kraut.

Por ello, los tres Institutos Fraunhofer de Stuttgart, IBP, IGB y IPA, establecen conjuntamente el centro de asesoramiento para aire saludable. Allí ayudan a pequeñas y medianas empresas de Baden-Württemberg a implementar conceptos de ventilación. Junto con fabricantes, operan entornos de prueba y realizan pruebas de eficacia de tecnologías de purificación de aire. Además, en un estudio se verificará cómo afectan los sistemas de ventilación móviles y fijos a la propagación de aerosoles infecciosos de SARS-CoV-2.

Investigaciones sobre la conversión y reconstrucción de sistemas de ventilación

Originalmente, los sistemas de ventilación y purificación de aire se desarrollaron para filtrar polvo y aire viciado de espacios interiores y para aspirar aire fresco del exterior. Durante mucho tiempo, pocos se interesaron en cómo afectaban a la propagación de virus. Luego llegó el Covid y desde entonces quedó claro: los sistemas de ventilación, en combinación con la tecnología de climatización, pueden favorecer la propagación de SARS-CoV-2 en espacios cerrados. «Cuanto más fría y seca esté el aire, más fácil se propaga el virus», dice el Dr. Udo Gommel, jefe del área de automatización y tecnología de pureza en el Instituto Fraunhofer para Tecnología de Producción y Automatización IPA. «Porque en ese caso, las diminutas gotas de agua en las que puede estar contenido el virus se evaporan más rápido y permanecen más tiempo en el aire», añade el profesor Dr. Gunnar Grün, subdirector del Instituto Fraunhofer para Física de la Construcción IBP.

Como la ventilación constante o frecuente no es una alternativa viable solo en los meses fríos, los sistemas existentes de ventilación y purificación deben ser modificados y los nuevos diseñados de manera diferente. Pero, ¿cómo exactamente? ¿Y qué efecto tienen los sistemas de ventilación existentes sin tecnología de climatización en la propagación de SARS-CoV-2? Eso es precisamente lo que un equipo de investigación quiere averiguar ahora en un estudio conjunto.

Descontaminación de filtros

Para ello, los científicos quieren obtener una visión general: ¿Qué dispositivos de ventilación fijos o móviles están disponibles en el mercado? ¿Cómo afectan a la carga viral, partículas, nivel de ruido y confort en espacios cerrados? «Por supuesto, también nos interesan aspectos sostenibles, como la aplicación práctica, el mantenimiento y el consumo energético de los dispositivos», dice el profesor Grün. Las consideraciones teóricas inicialmente se traducen en simulaciones y posteriormente en pruebas prácticas. El equipo de investigación desea realizar experimentos con los sistemas en la sala limpia del IPA, en los laboratorios de los Institutos Fraunhofer IBP e IGB, o simplemente allí donde ya estén instalados, por ejemplo, en salas de reuniones, conferencias o áreas de trabajo. Allí, junto con los fabricantes de sistemas de ventilación y purificación de aire, simularán y evaluarán diferentes escenarios para ver cómo afectan a la distribución de aerosoles en el espacio. Así, se pueden obtener conclusiones rápidamente y con fiabilidad.

Al final, se presentarán propuestas concretas sobre cómo mejorar o modificar los sistemas de ventilación para impedir en la medida de lo posible la propagación de SARS-CoV-2. Pero ya se puede anticipar una cosa: «Cuando los sistemas de ventilación filtran agentes patógenos del interior, sus filtros están contaminados con virus», advierte el director del estudio Gommel. «Por ello, los filtros pueden ser irradiados con luz ultravioleta, lo que inactiva los virus. Como esta radiación UV es dañina para la vista y la piel humanas, la irradiación debe realizarse en una carcasa o área especialmente diseñada y protegida».

Pruebas con virus modelo demuestran la eficacia de tecnologías de purificación de aire

Paralelamente, Gommel, Grün y su colega la profesora Dr. Susanne Bailer, del Instituto Fraunhofer para Tecnología de Interfaces y Bioprocesos IGB, establecen el centro de asesoramiento para aire saludable. Este sirve de punto de contacto para pequeñas y medianas empresas de Baden-Württemberg en todas las cuestiones relacionadas con la configuración de la ventilación en tiempos de pandemia. En particular, se construirán bancos de pruebas adecuados para que los fabricantes puedan investigar la eficacia de las tecnologías de purificación de aire. «Para poder realizar afirmaciones lo más fiables posible, trabajamos con virus sustitutos llamados surrogados. Estos virus modelo utilizados en las pruebas son muy similares a los coronavirus novedosos, pero no representan un riesgo para las personas ni para el medio ambiente», explica la experta en virus Bailer. «Al analizar la actividad y cantidad de los virus antes y después de las medidas de limpieza del aire, se pueden hacer conclusiones sobre las modificaciones necesarias en los sistemas de ventilación o pasos de inactivación». Para cubrir también la demanda informativa de los proveedores y fabricantes de sistemas de ventilación y purificación de aire, las investigadoras comparten sus experiencias de asesoramiento con estas empresas.

Los aerosoles también son peligrosos en otros ámbitos de la vida

La Iniciativa Aire Saludable tiene una duración de un año y cuenta con una financiación de 2,7 millones de euros. Para su inicio, el 3 de marzo de 2021, se realizará el evento en línea gratuito «Meet (y)our experts» sobre el tema de la purificación del aire (ver recuadro informativo). En él, las científicas y científicos participantes informarán sobre su centro de asesoramiento y explicarán cómo pueden participar las empresas. En webinars posteriores y similares, el equipo de investigación informará sobre los nuevos conocimientos adquiridos.

Los resultados de los estudios, que se esperan para principios de 2022, podrían servir como base para futuras investigaciones. Porque los aerosoles también representan un problema serio como vectores de otros virus infecciosos y en otros ámbitos de la vida: desde la contaminación del aire por partículas finas y óxidos de nitrógeno en muchas ciudades alemanas, hasta humos tóxicos en cabinas de aviones y emisiones de materiales en edificios, y partículas tóxicas o conductoras que afectan la fabricación de celdas de baterías. Con estudios adicionales, la industria podría en el futuro desarrollar sistemas de ventilación y purificación de aire efectivos y económicos para una amplia gama de aplicaciones.