Cómo el flujo de aire dentro de un automóvil puede afectar el riesgo de transmisión de COVID-19: lo que funciona mejor para las ventanas y la ventilación

Un nuevo estudio analiza cómo los patrones de flujo de aire dentro de la cabina de pasajeros de un automóvil podrían afectar la transmisión del SARS-CoV-2 y otros patógenos en el aire. Mediante simulaciones por computadora, el estudio analizó el riesgo de que las partículas de aerosol se compartan entre un conductor y un pasajero en diferentes configuraciones de ventanas. Los tonos más rojos indican más partículas. Se demostró que el riesgo es mayor con las ventanas cerradas (arriba a la izquierda) y disminuye con cada ventana abierta. El mejor caso fue tener todas las ventanas abiertas (abajo a la derecha). Crédito: Laboratorio Breuer / Universidad Brown

Un nuevo estudio utiliza simulaciones por computadora para rastrear los flujos de aire dentro de la cabina de pasajeros de un automóvil, proporcionando estrategias potenciales, algunas de ellas contrarias a la intuición, para reducir el riesgo de transmisión de enfermedades transmitidas por el aire.


Un nuevo estudio de los patrones de flujo de aire dentro de la cabina de pasajeros de un automóvil ofrece algunas sugerencias para reducir potencialmente el riesgo de COVID-19 transmisión mientras comparte viajes con otros.

El estudio, realizado por un equipo de investigadores de la Universidad de Brown, utilizó modelos informáticos para simular el flujo de aire dentro de un automóvil compacto con varias combinaciones de ventanas abiertas o cerradas. Las simulaciones mostraron que la apertura de ventanas (cuantas más ventanas mejor) creaba patrones de flujo de aire que reducían drásticamente la concentración de partículas en el aire intercambiadas entre un conductor y un solo pasajero. Explotar el sistema de ventilación del automóvil no hizo circular el aire tan bien como algunas ventanas abiertas, encontraron los investigadores.


“Conducir con las ventanas abiertas y el aire acondicionado o la calefacción es definitivamente el peor escenario, según nuestras simulaciones por computadora”, dijo Asimanshu Das, estudiante de posgrado en la Escuela de Ingeniería de Brown y coautor principal de la investigación. “El mejor escenario que encontramos fue tener las cuatro ventanas abiertas, pero incluso tener una o dos abiertas era mucho mejor que tenerlas todas cerradas”.

Das codirigió la investigación con Varghese Mathai, un ex investigador postdoctoral en Brown que ahora es profesor asistente de física en la Universidad de Massachusetts, Amherst. El estudio se publica en la revista Avances científicos.

Flujo de aire de las ventanas del coche

Un estudio publicado recientemente en Science Advances analiza cómo los patrones de flujo de aire dentro de la cabina de pasajeros de un automóvil podrían afectar la transmisión del SARS-CoV-2 y otros patógenos en el aire. Las simulaciones produjeron algunos hallazgos potencialmente contradictorios. Por ejemplo, uno podría esperar que abrir las ventanas directamente al lado de cada ocupante podría ser la forma más sencilla de reducir la exposición. Las simulaciones encontraron que, si bien esta configuración es mejor que no tener ventanas abiertas, conlleva un mayor riesgo de exposición en comparación con bajar la ventana frente a cada ocupante. “Cuando las ventanas opuestas a los ocupantes están abiertas, se obtiene un flujo que ingresa al automóvil detrás del conductor, atraviesa la cabina detrás del pasajero y luego sale por la ventana delantera del lado del pasajero”, dijo Kenny Breuer, profesor de ingeniería en Brown y autor principal de la investigación. “Ese patrón ayuda a reducir la contaminación cruzada entre el conductor y el pasajero”. Crédito: Laboratorio Breuer / Universidad Brown

Los investigadores enfatizan que no hay forma de eliminar el riesgo por completo y, por supuesto, la guía actual de los Centros para el Control de Enfermedades (CDC) de EE. UU. Señala que posponer el viaje y quedarse en casa es la mejor manera de proteger la salud personal y comunitaria. El objetivo del estudio fue simplemente estudiar cómo los cambios en el flujo de aire dentro de un automóvil pueden empeorar o reducir el riesgo de transmisión de patógenos.

Los modelos de computadora utilizados en el estudio simulaban un automóvil, basado libremente en un Toyota Prius, con dos personas adentro: un conductor y un pasajero sentados en el asiento trasero en el lado opuesto al conductor. Los investigadores eligieron esa disposición de los asientos porque maximiza la distancia física entre las dos personas (aunque aún menos de los 6 pies recomendados por los CDC). Los modelos simulaban el flujo de aire alrededor y dentro de un automóvil que se movía a 50 millas por hora, así como el movimiento y la concentración de aerosoles provenientes tanto del conductor como del pasajero. Los aerosoles son partículas diminutas que pueden permanecer en el aire durante períodos prolongados. Se cree que son una forma en que SARS-CoV-2 el virus se transmite, particularmente en espacios cerrados.

Parte de la razón por la que abrir las ventanas es mejor en términos de transmisión de aerosoles es porque aumenta la cantidad de cambios de aire por hora (ACH) dentro del automóvil, lo que ayuda a reducir la concentración general de aerosoles. Pero ACH fue solo una parte de la historia, dicen los investigadores. El estudio mostró que diferentes combinaciones de ventanas abiertas creaban diferentes corrientes de aire dentro del automóvil que podían aumentar o disminuir la exposición a los aerosoles restantes.

Debido a la forma en que el aire fluye por el exterior del automóvil, la presión de aire cerca de las ventanas traseras tiende a ser más alta que la presión en las ventanas delanteras. Como resultado, el aire tiende a ingresar al automóvil a través de las ventanas traseras y salir por las ventanas delanteras. Con todas las ventanas abiertas, esta tendencia crea dos flujos más o menos independientes a cada lado de la cabina. Dado que los ocupantes de las simulaciones estaban sentados en lados opuestos de la cabina, muy pocas partículas terminan siendo transferidas entre los dos. El conductor en este escenario tiene un riesgo ligeramente mayor que el pasajero porque el flujo de aire promedio en el automóvil va de atrás hacia adelante, pero ambos ocupantes experimentan una transferencia de partículas dramáticamente menor en comparación con cualquier otro escenario.

Las simulaciones para escenarios en los que algunas ventanas, pero no todas, están inactivas, arrojaron algunos resultados posiblemente contrarios a la intuición. Por ejemplo, uno podría esperar que abrir las ventanas directamente al lado de cada ocupante podría ser la forma más sencilla de reducir la exposición. Las simulaciones encontraron que, si bien esta configuración es mejor que no tener ventanas abiertas, conlleva un mayor riesgo de exposición en comparación con bajar la ventana frente a cada ocupante.

“Cuando las ventanas opuestas a los ocupantes están abiertas, se obtiene un flujo que ingresa al automóvil detrás del conductor, atraviesa la cabina detrás del pasajero y luego sale por la ventana delantera del lado del pasajero”, dijo Kenny Breuer, profesor de ingeniería en Brown y autor principal de la investigación. “Ese patrón ayuda a reducir la contaminación cruzada entre el conductor y el pasajero”.

Es importante tener en cuenta, dicen los investigadores, que los ajustes del flujo de aire no sustituyen al uso de la máscara por parte de ambos ocupantes cuando están dentro de un automóvil. Y los hallazgos se limitan a la exposición potencial a aerosoles persistentes que pueden contener patógenos. El estudio no modeló gotas respiratorias más grandes ni el riesgo de ser infectado por el virus.

Aún así, los investigadores dicen que el estudio proporciona nuevos conocimientos valiosos sobre los patrones de circulación del aire dentro del compartimiento de pasajeros de un automóvil, algo que antes había recibido poca atención.

“Este es el primer estudio del que tenemos conocimiento que realmente analizó el microclima dentro de un automóvil”, dijo Breuer. “Hubo algunos estudios que analizaron cuánta contaminación externa entra en un automóvil o cuánto tiempo permanece el humo del cigarrillo en un automóvil. Pero esta es la primera vez que alguien observa los patrones de flujo de aire en detalle “.

La investigación surgió de un grupo de trabajo de investigación de COVID-19 establecido en Brown para reunir experiencia de toda la Universidad para abordar aspectos muy diversos de la pandemia. Jeffrey Bailey, profesor asociado de patología y medicina de laboratorio y coautor del estudio del flujo de aire, lidera el grupo. Bailey quedó impresionado con la rapidez con la que la investigación se unió, y Mathai sugirió el uso de simulaciones por computadora que podrían realizarse mientras la investigación de laboratorio en Brown se pausó por la pandemia.

“Este es realmente un gran ejemplo de cómo diferentes disciplinas pueden unirse rápidamente y producir hallazgos valiosos”, dijo Bailey. “Hablé brevemente con Kenny sobre esta idea, y en tres o cuatro días su equipo ya estaba haciendo algunas pruebas preliminares. Esa es una de las mejores cosas de estar en un lugar como Brown, donde la gente está ansiosa por colaborar y trabajar en diferentes disciplinas “.

Referencia: “Flujos de aire dentro de los vehículos de pasajeros e implicaciones para la transmisión de enfermedades transmitidas por el aire” por Varghese Mathai, Asimanshu Das, Jeffrey A. Bailey y Kenneth Breuer, 4 de diciembre de 2020, Avances científicos.
DOI: 10.1126 / sciadv.abe0166

Pilar Benegas

Pilar Benegas es una reconocida periodista con amplia experiencia en importantes medios de USA, como LaOpinion, Miami News, The Washington Post, entre otros. Es editora en jefe de Es de Latino desde 2019.