"Aunque las estrategias de distanciamiento social son críticas en el momento actual de la pandemia, puede parecer sorprendente que la comprensión actual de las rutas de transmisión de huésped a huésped en enfermedades infecciosas respiratorias se base en un modelo desarrollado en la década de 1930 que, según los estándares modernos, parece demasiado simplificado".
Son las palabras de Lydia Bourouiba, investigadora del Laboratorio de Dinámica de Fluidos de Transmisión de Enfermedades del MIT y especializada en la física de la propagación de patologías a través de la mecánica de los estornudos y la tos. Sus estudios abarcan desde el resfriado común hasta las pandemias peligrosas.
Hasta 1930, lo que existía era la teoría de que los agentes patógenos estaban presentes en las gotas expedidas al respirar, hablar o estornudar, y que eran lo suficientemente grandes para asentarse alrededor de un individuo. Era la transmisión de esas gotas la principal ruta para el contagio de enfermedades respiratorias, hasta que a comienzos del siglo XX se les caracterizó en gotas grandes y chicas.
Según William F. Wells, las gotas grandes se depositan en superficies y contaminan la vecindad inmediata del individuo infectado. Por otra parte, las pequeñas se evaporan antes de asentarse y forman partículas residuales hechas del material seco de las gotas originales. A ellas se les llama núcleos de gotitas o aerosoles.
"Las estrategias de control de infección se desarrollaron en función de si una enfermedad infecciosa respiratoria se transmite principalmente a través de la ruta de gotitas grandes o pequeñas", explica Bourouiba en JAMA Network. Esa dicotomía "sigue siendo el núcleo de los sistemas de clasificación de las rutas de enfermedades respiratorias adoptadas por la OMS y otras agencias, como el Centro para el Control y la Prevención de Enfermedades", añade.
La estrategia no excluye a los modelos considerados mundialmente para el SARS-CoV-2. "La rápida propagación internacional del covid-19 sugiere que el uso de límites de tamaño de gota arbitrarios puede no reflejar con precisión lo que realmente ocurre con las emisiones respiratorias, posiblemente contribuyendo a la ineficacia de algunos procedimientos utilizados para limitar la propagación", dice. En cambio, postula, lo que se debe usar es otro modelo: el de las nubes de gas turbulento multifásico.
El viaje de las gotas
Las exhalaciones, los estornudos y la tos no solo consisten en gotas mucosalivares que siguen trayectorias de emisión parecidas a las de las balas de corto alcance: están formados principalmente por una nube de gas turbulento multifásico, una masa de aire ambiental que atrapa y transporta gotas adentro. Eso es lo que postula Bourouiba.
"La atmósfera, localmente húmeda y cálida dentro de la nube de gas, permite que las gotas contenidas evadan la evaporación durante mucho más tiempo que lo que ocurre con las gotas aisladas. En estas condiciones, la vida útil de una gota podría extenderse considerablemente por un factor de hasta 1.000, o de una fracción de segundo a minutos", explica.
"La rápida propagación internacional del covid-19 sugiere que el uso de límites de tamaño de gota arbitrarios puede no reflejar con precisión lo que realmente ocurre con las emisiones respiratorias"
Lydia Bourouiba
Debido a esta nube, las gotas portadoras de patógenos "se impulsan mucho más lejos" que si se emitieran sin ellas. En la práctica y debido a condiciones fisiológicas y ambientales, como la humedad y la temperatura, la nube de gas junto a su carga infecciosa podrían viajar entre siete y ocho metros de distancia.
Su asentamiento posterior no depende sólo del tamaño de las gotas, sino también del grado de turbulencia y velocidad de la nube de gas y de las propiedades del entorno. Las gotas, transportadas por esta nube de gas, podrían contaminar superficies pero también permanecer suspendidas en el aire, en forma de residuos, durante horas, siguiendo incluso los patrones de flujo de aire propios de los sistemas de ventilación o control climático.
"Un informe de 2020 de China demostró que las partículas del virus del SARS-CoV-2 se podían encontrar en los sistemas de ventilación en las habitaciones de los pacientes con covid-19 en los hospitales", expone Bourouiba. "Encontrar partículas de virus en estos sistemas es más consistente con la hipótesis de la nube de gases turbulentos que con el modelo dicotómico, porque explica cómo pueden viajar largas distancias desde los pacientes".
Nuevas recomendaciones
Hasta el momento, ningún estudio se ha encargado de evaluar la biofísica de las gotas y la formación de nubes de gas asociadas al covid-19, pero Bourouiba señala que varias propiedades generales del fenómeno se puede aplicar a este virus, para ajustar algunas medidas que se encuentran en ejercicio para el control de la pandemia.
"En las últimas recomendaciones de la OMS para covid-19, se aconseja al personal de atención médica y otro personal que se mantengan a una distancia de un metro de una persona que presente síntomas de enfermedad, como tos y estornudos. El Centro para el Control y Prevención de Enfermedades recomienda una separación de dos metros", ejemplifica.
Según esta teoría, las partículas del virus podrían viajar hasta ocho metros y la distancia recomendada por la OMS, de un metro, sería insuficiente
"Dado el modelo dinámico de la nube de gas, las recomendaciones para separaciones de uno a dos metros pueden subestimar la distancia, la escala de tiempo y la persistencia sobre la que viaja la nube y su carga útil patógena, generando así un rango de exposición potencial subestimado para un trabajador de salud", añade. Por ello, asegura que "es de vital importancia" el uso de equipo de protección personal adecuado, incluso a más de dos metros.
Otra implicancia está en las mascarillas —"quirúrgicas y de todo tipo"—, cuyo diseño y uso debería ser distinto. "Se pueden usar tanto para controlar la fuente (es decir, reducir la propagación de una persona infectada) como para proteger al usuario (es decir, prevenir la propagación a una persona no afectada", asegura.
Así, la eficacia de las máscaras dependerá de "la capacidad para atrapar o alterar la emisión de nubes de gas" en estornudos y tos propias, así como la exposición a ellas. "Las velocidades máximas de exhalación pueden alcanzar entre 10 y 30 metros por segundo, creando una nube que puede abarcar aproximadamente siete a ocho metros", expresa. Al respecto, asegura, "las máscaras quirúrgicas y las N95 no se prueban para estas características potenciales de emisiones respiratorias".
