Η αερομεταφερόμενη μετάδοση του SARS-CoV-2 έχει σημαντικό ρόλο στη διασπορά του ιού στους κλειστούς χώρους, σύμφωνα με τους ερευνητές της επιστήμης των αερολυμάτων. Οι σχετικές μελέτες έχουν καταλήξει στο συμπέρασμα πως ενώ η πιθανότητα αερομεταφερόμενης μετάδοσης σε εξωτερικούς χώρους είναι εξαιρετικά χαμηλή, στους εσωτερικούς χώρους, και δη σε εκείνους με υψηλή συνάθροιση ατόμων, ακόμη και η χρήση μάσκας προσώπου προσφέρει περιορισμένη προστασία.
«Η έρευνα για τις αερομεταφερόμενες ασθένειες πριν από την τρέχουσα πανδημία είχε επικεντρωθεί κυρίως σε ‘'βίαια'' φαινόμενα εκπνοής, όπως το φτάρνισμα και ο βήχας. Λιγότερη προσοχή είχε δοθεί στη μετάδοση αερολύματος (aerosol), αλλά υπάρχουν σημαντικοί λόγοι να υποψιαζόμαστε, ότι αυτός ο τρόπος μετάδοσης παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στην υψηλή μεταδοτικότητα της covid-19», ανέφερε ο Κωνσταντίνος Σιούτας, καθηγητής στο Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος και κάτοχος της έδρας Fred Champion στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Καλιφόρνιας (USC), σε διαδικτυακή διάλεξη με θέμα «Ο Covid-19 από τη σκοπιά της επιστήμης των aerosol», που έδωσε κατόπιν πρόσκλησης της Πολυτεχνικής Σχολής του ΑΠΘ.
Όπως εξήγησε ο κ. Σιούτας χρειάστηκε χρόνος για τους επιστήμονες των αερολυμάτων να πείσουν την ιατρική κοινότητα ότι, λόγω του μικρού μεγέθους των αερολυμάτων και της δυνατότητάς τους να παραμείνουν στον αέρα αρκετές ώρες, σε συνδυασμό με την ανεπαρκή γνώση για την μετάδοση του SARS-CoV-2 μέσω σταγονιδίων, απαιτείται επανεξέταση του τρόπου με τον οποίο διασπείρεται ο ιός.
«Η κρίσιμη στιγμή ήρθε με τη δημοσίευση ενός ‘'challenge document'' με τίτλο ‘'Είναι ώρα να αντιμετωπιστεί η μετάδοση της Covid 19 μέσω του αέρα'', την 6η Ιουλίου 2020, απευθυνόμενο στον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας, υπογεγραμμένο από 239 διακεκριμένους aerosol επιστήμονες από όλο τον πλανήτη. Τρεις μήνες αργότερα, η θέση του ΠΟΥ έχει αλλάξει και αναγνωρίζεται ότι η αερομεταφερόμενη μετάδοση παίζει πολύ σημαντικό ρόλο», ανέφερε σύμφωνα με το ΑΜΠΕ, ο καθηγητής.
«Πώς παράγονται τα αερολύματα με την αναπνοή και ομιλία»
Πώς γίνεται όμως η μετάδοση του κορονοϊού μέσω αερολυμάτων που παράγουν άτομα, τα οποία είναι προσυμπτωματικά ή ασυμπτωματικά, χωρίς να φταρνίζονται ή να βήχουν;
«Οι άνθρωποι παράγουν μεγάλες ποσότητες σωματιδίων κάτω των 5 μικρομέτρων (μm), καθώς αναπνέουν και μιλούν. Αυτά τα εκπνεόμενα σωματίδια έχουν τυπικά διάμετρο περίπου 1 μm ή μικρότερη, και επομένως είναι αόρατα με γυμνό μάτι. Οι περισσότεροι άνθρωποι που δεν είναι εξοικειωμένοι με τα αερολύματα δε γνωρίζουν καθόλου ότι υπάρχουν», ανέφερε ο καθηγητής.
Σημείωσε, δε, πώς «ακόμα και τα μεγαλύτερα σωματίδια που παράγονται από τον βήχα και το φτάρνισμα, είτε πέφτουν στο έδαφος λόγω βαρύτητας μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα, είτε εξατμίζονται σε πολύ μικρότερα μεγέθη, στην περιοχή του 1 μικρομέτρου ή λιγότερο και μένουν στον αέρα πολλές ώρες».
«Αυτά τα μικρότερα σωματίδια ταξιδεύουν ελεύθερα στον αέρα και μεταφέρουν το ιογενές τους περιεχόμενο εκατοντάδες μέτρα από το σημείο εκπομπής τους», εξήγησε.
«Ένα σενάριο και τρεις υποθέσεις για τη διασπορά του SARS-Cov-2 σε ένα εστιατόριο»
Πώς όμως υπολογίζεται το ιικό φορτίο που παράγεται από τα αερολύματα σε έναν κλειστό χώρο;
Ο κ.Σιούτας παρουσίασε ένα πιθανό σενάριο, με τρεις διαφορετικές υποθέσεις. Εξέτασε συγκεκριμένα πόσο πιθανό είναι να μεταδοθεί ο ιός από ασυμπτωματικούς φορείς σε ένα εστιατόριο.
Το σενάριο αφορά ένα εστιατόριο γύρω στα 50 τετραγωνικά μέτρα, με 3 μέτρα ύψος. Λαμβάνεται υπόψη ότι με βάση τα υγειονομικά πρωτόκολλα στον χώρο αυτό υπάρχουν έξι τραπέζια των τεσσάρων ατόμων, συνεπώς υπάρχουν 24 πελάτες στο εστιατόριο, οι οποίοι θα παραμείνουν στον χώρο 2 έως 2,5 ώρες. Υποθετικά και με βάση επιδημιολογικές μελέτες ένα ποσοστό 10% ή δύο πελάτες στους 24 είναι ασυμπτωματικοί φορείς και δεν το γνωρίζουν. Υπολογίζεται στη συνέχεια το ρίσκο των υπολοίπων 22 να μολυνθούν από τον ιό στο χρονικό διάστημα της παραμονής τους στο εστιατόριο.
Οι τρεις διαφορετικές υποθέσεις που εξετάζονται είναι το εστιατόριο να διαθέτει μόνο φυσικό αερισμό, από παράθυρα ή πόρτες, στη δεύτερη περίπτωση να διαθέτει σύστημα εξαερισμού και στην τρίτη περίπτωση να λειτουργεί και καθαριστής αέρα εσωτερικού χώρου.
Συνολικά ο κάθε ασυμπτωματικός φορέας υπολογίζεται ότι μέσα σε δύο ώρες παράγει 12,6 ιικά αντίγραφα RNA του SARS-CoV-2, άρα οι δύο φορείς 25,2 ιικά αντίγραφα.
Έτσι, στην πρώτη περίπτωση όπου υπάρχει μόνο φυσικός αερισμός η συγκέντρωση του ιικού φορτίου στον χώρο είναι 0,15 ιικά αντίγραφα RNA ανά κυβικό εκατοστό, στη δεύτερη περίπτωση με τη λειτουργία συστήματος εξαερισμού στα 0,10 ιικά αντίγραφα ανά κυβικό εκατοστό και στην τρίτη με τη λειτουργία του καθαριστή η συγκέντρωση πέφτει στα 0,034 ιικά αντίγραφα ανά κυβικό εκατοστό.
Για να υπολογιστεί το ρίσκο της μόλυνσης για καθέναν από τους μη ασθενείς πολλαπλασιάζεται η συγκέντρωση του ιικού φορτίου στον χώρο με τα κυβικά μέτρα αέρα που αναπνέει κάποιος ανά δύο ώρες.
«Ξέρουμε ότι συνήθως ένας άνθρωπος όταν κάθεται αναπνέει γύρω στα 0,8 κυβικά μέτρα μέσα σε μία ώρα . Για τις δύο ώρες που κάθεται κάθε πελάτης στο εστιατόριο θα δούμε πόσα ιικά αντίγραφα RNA του SARS-CoV-2 θα έχει εισπνεύσει», διευκρίνισε ο καθηγητής.
Συνεπώς, με βάση το χειρότερο σενάριο, όπου και ένα ιικό αντίγραφο RNA είναι ικανό για να μολυνθεί ένας άνθρωπος, στην πρώτη περίπτωση το ποσοστό της μόλυνσης είναι 24%, στο δεύτερο 17% και στο τρίτο 5%. «Υπάρχουν πολλοί που θα πουν ότι θεωρητικά και ένα RNA copy μπορεί να οδηγήσει σε μόλυνση, όμως συνήθως χρειάζονται 20-50 ιικά αντίγραφα. Από την άλλη όμως ο υπολογισμός της παραγωγής ιικών αντιγράφων ανά ml του σάλιου μας, αφορά έναν μέσο όρο και υπάρχουν άνθρωποι που μπορούν να παράγουν και 100 φορές περισσότερα ιικά αντίγραφα RNA, άρα αν λάβουμε υπόψη και αυτή την παράμετρο ο υπολογισμός είναι αρκετά λογικός», εξήγησε ο κ. Σιούτας.
«Είναι αποτελεσματικοί οι καθαριστές αέρα;»
Σε ό,τι αφορά τον πιο αποτελεσματικό τρόπο για να μειωθεί η συμμετοχή των αερολυμάτων στη διασπορά του κορονοϊού ο κ. Σιούτας επισήμανε ότι «τα μέτρα που έχουν ληφθεί μέχρι σήμερα, όπως η τήρηση φυσικών αποστάσεων, το πλύσιμο των χεριών, η αποφυγή συνωστισμού και η χρήση μάσκας προσώπου, είναι όλα στη σωστή κατεύθυνση», όμως «αν και οι μάσκες είναι πολύ αποτελεσματικές στο φιλτράρισμα σωματιδίων μεγαλύτερων από 5 μικρομέτρων, η αποτελεσματικότητα τους μειώνεται στο 50% για μικρότερα σωματίδια, ακόμη και αν ένα άτομο φοράει την μάσκα σφιχτά».
«Η χρήση καθαριστών αέρα εσωτερικού χώρου και αποτελεσματικών συστημάτων εξαερισμού είναι επιτακτική για την προστασία του κοινού από την Covid19, ειδικά καθώς μπαίνουμε στο χειμώνα. Η χρήση αυτών των συστημάτων θα πρέπει να συσταθεί από τις αρμόδιες αρχές ως απολύτως απαραίτητη για την εστίαση, όπου οι άνθρωποι δεν μπορούν να φορούν μάσκες ούτως ή άλλως, αλλά θα είναι επίσης πολύ χρήσιμη για τη δημόσια προστασία σε όλους τους άλλους χώρους, όπως νοσοκομεία, σχολεία, ιατρεία, μέσα μαζικής μεταφοράς, πολυκαταστήματα και καταστήματα τροφίμων», ανέφερε ο καθηγητής.
Σχετικά με την επιλογή κατάλληλου καθαριστή διευκρίνισε: «Αυτοί οι φορητοί καθαριστές αέρα εξοπλισμένοι με φίλτρα υψηλής απόδοσης (HEPA), για την αφαίρεση σωματιδίων και μπορούν να καθαρίσουν πλήρως εσωτερικούς χώρους 50 -100 τετραγωνικών μέτρων σε περίπου 15-20 λεπτά, αναλόγως μοντέλου. Η επιλογή του καθαριστή αέρα εξαρτάται κυρίως από τον όγκο του χώρου, όπου θα χρησιμοποιηθεί. Ένας εμπειρικός κανόνας λέει ότι ο ρυθμός ροής δειγματοληψίας του καθαριστή πρέπει να είναι τέτοιος ώστε ο όγκος του αέρα του συγκεκριμένου χώρου να περάσει από τον καθαριστή και να φιλτραριστεί περίπου 4 έως 5 φορές σε μία ώρα».