A qualidade do ar no local de trabalho

O ar ao nosso redor pode parecer limpo, mas contem muitos tipos de partículas microscópicas, como partículas minerais, gotículas de água, pólen, vários tipos de material biológico e poluentes originados na atividade humana, que nosso olho não consegue ver. Essas partículas podem transportar microrganismos, agentes alergênicos e toxinas que podem alterar a qualidade do ar e causar uma ampla variedade de doenças em seres humanos e animais.

Com o mundo em alerta com a pandemia de COVID-19, a comunidade científica e os governos envolvidos em debates sobre as vias de infecção (gotículas, aerossóis ou qualquer outra partícula ou superfície contaminada) e sobre os meios de proteção necessários, devemos conhecer melhor as formas como as doenças são transmitidas pelo ar.

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Como as partículas são transportadas pelo ar, reduzindo sua qualidade

Numa escala maior, agentes alergênicos, partículas de pó e gotículas respiratórias podem ser transportados pelo ar por suspensão, ou seja, causada por vapor de água e vento em movimento rápido ou outros distúrbios físicos no ar. Devido ao seu tamanho pequeno e à ação das correntes de ar, podem permanecer suspensos no ar por longos períodos e serem levados a grandes distâncias.

Existem várias maneiras pelas quais as partículas infecciosas se podem espalhar pelo ar.

• Perturbação física, como varrer o chão, despejar líquidos ou sólidos, pulverizar, triturar, perfurar…

• Perturbação mais específica relacionada com a indústria: triagem de lixo, compostagem, processamento agrícola e de alimentos

• Vento ao ar livre ou interno

• Autoclismo (descarga) nas instalações sanitárias

O ar em ambientes fechados pode estar até 5 vezes mais poluído do que o ar exterior

O termo bioaerossóis é usado para descrever as pequenas partículas (0,001–100μm) que se originam de plantas ou animais e contêm matéria orgânica, incluindo microrganismos patogénicos vivos ou mortos.

Numa escala menor, a atividade respiratória humana e animal – respirar, falar, gritar, cantar, tossir, espirrar – cria gotículas de tamanhos variados. Doenças como varicela, gripe, sarampo e tuberculose são transmitidas por essas partículas transportadas pelo ar e que são inaladas. Em pandemias recentes como a de COVID-19, o vírus da SARS (da mesma família de coronavírus da COVID-19), MERS e gripe suína, tem havido maior interesse em identificar todas as rotas de transmissão e muito mais pesquisas realizadas sobre o papel potencial da transmissão por via aérea.

Até Julho de 2020, a OMS baseava suas recomendações no uso de Equipamento de Proteção Individual (EPI) para a COVID-19 no contato direto de gotículas (de tamanho maior) numa superfície mucosa (olhos, boca, nariz) e baseava a disseminação indireta apenas por meio de superfícies contaminadas. Após uma carta aberta assinada por mais de 200 cientistas pedindo o reconhecimento do potencial de disseminação aérea da COVID-19 em gotículas respiratórias microscópicas (aerossóis), a OMS desde então reconheceu a possibilidade.

Inalando partículas suspensas no ar...

Uma revisão da OMS sobre como partículas de pó transportadas pelo ar comprometem a qualidade do ar mostrou que as partículas maiores (> 30μm) que são inaladas são capturadas principalmente nas vias aéreas superiores, especialmente ao inspirar pelo nariz. Ficam retidas no muco e cílios que revestem as passagens nasais e podem ser expelidos.

As partículas de tamanho médio ficam presas nas vias aéreas entre a região da cabeça e a parte superior dos pulmões. Também podem ser facilmente ejetadas pela ação dos cílios que revestem as passagens de ar e o muco. Essa ação, contudo, é prejudicada pelo tabagismo ativo ou passivo.

As partículas que atingem a parte mais profunda dos pulmões, a região alveolar, têm menos de 10 µm de tamanho. As partículas aí depositadas podem ter entre 10 e 2μm, enquanto as partículas menores tendem a ser exaladas novamente. Respirar pela boca aumenta muito a quantidade de pó e partículas de maiores dimensões depositadas nas vias respiratórias inferiores.

Partículas ou gotículas infecciosas que são inspiradas e ficam presas nas membranas mucosas da boca, nariz, garganta e pulmões, podem infectar os tecidos nesse ponto, dependendo do microrganismo.

... exalando partículas de aerossóis infecciosas

Estudos realizados em pacientes com gripe mostram que o fluxo de ar de baixa velocidade produzido pela inalação e exalação pode criar partículas de aerossol nos pulmões e emiti-las no ar exalado. A tosse produz um grande número de partículas do vírus influenza no ar a cada movimento de tosse. Descobriu-se que a expiração expele menos partículas de vírus por cada respiração, mas como é realizada com mais frequência do que a tosse, produz uma quantidade maior de material infeccioso, no total.

Tossir e espirrar produzem um fluxo de ar em alta velocidade através dos pulmões, garganta, nariz e boca. Isso pode desalojar gotículas infectadas de muco e saliva e projetá-las em alta velocidade no ar corrente. Essas gotículas variam em tamanho, desde "grandes" bolhas visíveis que pousam rapidamente nas proximidades, até partículas microscópicas em escala micrométrica que se comportam como nuvens e giram no ar ao longo de vários metros. Foram medidas as velocidades do fluxo de ar para diferentes atividades respiratórias.

• Respiração: até 1m/s
• Fala: 5m/s
• Tosse: 2–50m/s
• Espirros: > 100m/s

Vídeos de câmera lenta feitos por pesquisadores do MIT mostram que tosses e espirros produzem nuvens de gás, além de gotículas e camadas de muco e saliva que voam. Descobriram que pequenas gotículas nas nuvens viajaram de 5 a 200 vezes mais longe do que se pensava. A turbulência da nuvem mantém as gotas de menores dimensões suspensas enquanto as maiores caem. À medida que as gotículas se movem no ar, evaporam e encolhem, o que pode deixar para trás núcleos de gotículas pequenas o suficiente para flutuar no ar e serem carregadas por correntes de ar dentro ou fora de edifícios.

A pesquisa do MIT mostrou que gotículas de 100 μm (aproximadamente a largura do cabelo humano) de diâmetro percorreram uma distância cinco vezes maior, enquanto as gotículas de 10μm de diâmetro percorreram uma distância 200 vezes maior. Gotículas menores que 50 μm podem permanecer no ar por tempo suficiente para alcançar os sistemas de ventilação, podendo ser espalhadas ao redor e dentro de um edifício.

Vários estudos sobre patologias e a qualidade do ar encontraram partículas viáveis ​​(infecciosas) do vírus da gripe em gotículas respiratórias dessas dimensões e, recentemente (Julho de 2020), partículas viáveis ​​de SARS-CoV-2 foram também encontradas em gotículas de aerossol respiratório produzidas pela respiração, fala, grito e tosse.

Fatores que afetam o risco de infecção

Vários fatores afetam a qualidade do ar e consequentemente o risco de infecção. Mesmo a própria distância que as partículas viajam no ar é afetada por inúmeras variáveis ​​- não apenas o seu tamanho e o efeito da gravidade.

• Distância da pessoa infectada

• Tempo passado na sua proximidade

• Dose infecciosa produzida pela pessoa infectada

• Densidade de partículas infecciosas no ar – e dose viral recebida

• Fluxo de ar no ambiente

• Tipo de bactéria ou vírus – a viabilidade e a quantidade de partículas/organismos necessários para causar uma infecção variam muito

• Aerodinâmica da partícula, incluindo forma, diâmetro, velocidade, carga elétrica, composição, densidade

• Temperatura e humidade

Nem todas as pessoas infectadas com vírus, como gripe ou coronavírus, são infecciosas. Existem períodos críticos durante a doença quando a produção de vírus atinge o pico. Menos de metade dos pacientes com gripe libertou o vírus da gripe, num estudo realizado pelo Wake Forest Baptist Medical Center. Cerca de um quinto dos pacientes estudados foram classificados como “super espalhadores” ou “super emissores” porque produziram até 32 vezes mais vírus do que outros emissores. Tinha também doenças mais graves, produzindo maior carga viral nos seus corpos.

Estudos de pacientes com COVID-19 encontraram diferenças na produção viral entre os pacientes de mais de duas ordens de magnitude (x100), com os “super espalhadores” a atingir uma produção de mais de 100.000 partículas virais por minuto de fala.

Como as instalações sanitária comprometem a qualidade do ar

O fluxo de água e ar gerado por uma descarga de autoclismo pode criador de uma nuvem de partículas infecciosas que paira no ar durante 8 minutos

O risco de transmissão de doenças transmitidas pelo ar nas Instalações Sanitárias, mesmo de um prédio para outro através do sistema de esgoto, foi demonstrado pela primeira vez em 1907. Num ensaio na década de 1950, uma casa de banho foi contaminada com bactérias e placas de ágar usadas para recolher aerossóis que são projetados no ar. Descobriu-se que a quantidade de aerossóis aumentava com o aumento da energia de descarga e que as bactérias ainda estavam no ar oito minutos após a descarga.

Agentes patogénicos espalhados no Ar pelas Instalações Sanitárias

As Pesquisas mostraram, direta ou indiretamente, que várias bactérias e vírus podem contaminar o ar vindas da descarga do autoclismo.

• E. coli: na década de 1970, foi descoberto que os aerossóis contendo a bactéria E. coli permaneceram no ar e viáveis ​​por pelo menos 4 a 6 horas após a descarga. Em outra experiência, instalações sanitárias onde foram espalhadas bactérias e vírus (bacteriófago MS2 e poliovírus) não estavam completamente livres dos microrganismos após sete descargas e as tentativas de limpar a bacia foram pouco eficazes em eliminá-los.

• Salmonela: Mais recentemente, em 2000, descobriu-se que a Salmonela podia ser cultivada a partir de amostras de ar próximas de uma bacia sanitária após a descarga. A Salmonela também permaneceu na água da bacia por mais de 12 dias e num biofilme abaixo da linha de água por 50 dias depois de contaminar o vaso sanitário com a bactéria. Isso mostra que um biofilme pode ser capaz de manter um suprimento de bactérias que infectam em continuidade a água do vaso sanitário e os aerossóis gerados na descarga por períodos muito mais longos.

• Norovírus: Acredita-se que a disseminação do Norovírus, mesmo após tentativas de higienização após um surto, seja o resultado da capacidade das bacias das Instalações Sanitárias de continuar a gerar aerossóis contaminados após múltiplas descargas e da resistência do Norovírus à limpeza e desinfecção.

• Influenza: alguns pacientes infectados com a estirpe H1N1 do vírus da gripe têm diarreia e o vírus foi detectado nas fezes e na urina, o que significa que há potencial para transmissão aérea pelas bacias sanitárias.

• Coronavírus: O SARS-CoV-1 foi identificado pela OMS como a causa de um “evento de super espalhamento” num apartamento de Hong Kong que resultou em 342 pessoas infectadas e 42 mortes. O governo de Hong Kong descobriu que a disseminação do vírus foi provavelmente causada por aerossóis carregados de vírus originados no sistema de esgoto e trazidos por curvas da canalização em U, através dos ralos do chão das Instalações Sanitárias e de exaustores de outros apartamentos. Algumas partículas de aerossol podem ter sido expelidas para o exterior do edifício de vários andares e transportadas para cima, para outros blocos de apartamentos.

A capacidade de microrganismos viáveis ​​de se espalharem por meio de aerossóis através de um sistema de canalização de águas residuais foi posteriormente confirmada numa experiência que montou uma bancada de teste à escala real, de dois andares. Provaram-se os perigos dos sistemas interconectados e a necessidade de projetar sistemas de canalização de forma a evitar que aerossóis contaminados escapem em diferentes partes de um edifício.

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