Il Coronavirus passa attraverso l’aria in goccioline microscopiche – ecco'la scienza degli aerosol infettivi

Durante gli anni ’70, quando stavo crescendo nel sud della California, l’aria era così inquinata che venivo regolarmente mandato a casa dal liceo per “rifugiarmi sul posto”. Potrebbe non sembrare che ci sia molto in comune tra lo stare a casa a causa dell’inquinamento dell’aria e lo stare a casa per combattere la pandemia del coronavirus, ma fondamentalmente, entrambi hanno molto a che fare con gli aerosol.

Gli aerosol sono i piccoli pezzi galleggianti di inquinamento che compongono il famoso smog di Los Angeles, le particelle di polvere che vedi galleggiare in un raggio di sole e anche le piccole goccioline di liquido che escono dalla tua bocca quando parli, tossisci o respiri. Questi piccoli pezzi di liquidi galleggianti possono contenere pezzi del coronavirus e possono essere un importante contributo alla sua diffusione.

Se si cammina fuori in questo momento, è probabile che si vedano persone che indossano maschere e praticano il distacco sociale. Queste azioni sono in gran parte destinate a impedire alle persone di diffondere o inalare aerosol.

Sono un professore di ingegneria meccanica e studio gli aerosol e l’inquinamento atmosferico. Più si capisce come funzionano gli aerosol, meglio si può evitare di prendere o diffondere il coronavirus.

Airborne e ovunque

Gli aerosol sono ovunque. slobo/E+ via Getty Images

Un aerosol è un grumo di piccole particelle liquide o solide che galleggiano nell’aria. Sono ovunque nell’ambiente e possono essere fatti di qualsiasi cosa abbastanza piccola da galleggiare, come fumo, acqua o saliva portatrice di coronavirus.

Quando una persona tossisce, parla o respira, lancia dalla bocca da 900 a 300.000 particelle liquide. Queste particelle sono di dimensioni microscopiche – un millesimo della larghezza di un capello – fino alle dimensioni di un granello di sabbia fine. Un colpo di tosse può farle viaggiare a velocità fino a 60 mph.

La dimensione della particella e le correnti d’aria influenzano la durata della loro permanenza nell’aria. In una stanza ferma, le particelle minuscole come il fumo possono rimanere nell’aria fino a otto ore. Le particelle più grandi cadono dall’aria più rapidamente e atterrano sulle superfici dopo pochi minuti.

Stando semplicemente vicino ad altre persone, si entra in contatto costante con gli aerosol della loro bocca. Durante una pandemia questo è un po’ più preoccupante del normale. Ma la domanda importante non è se gli aerosol esalati esistono, piuttosto, quanto sono infettivi?

Il coronavirus è piccolo e facilmente trasportato da particelle di saliva trasportate dall’aria. fotograzia/Moment via Getty Images

Aerosol come sistemi di trasmissione dei virus

Il nuovo coronavirus, SARS-CoV-2, è minuscolo, circa 0,1 micron – circa 4 milionesimi di pollice – di diametro. Gli aerosol prodotti dalle persone quando respirano, parlano e tossiscono sono generalmente tra circa 0,7 micron e circa 10 micron – completamente invisibili ad occhio nudo e facilmente in grado di galleggiare nell’aria. Queste particelle sono per lo più fluidi biologici dalla bocca e dai polmoni delle persone e possono contenere pezzi di materiale genetico del virus.

I ricercatori non sanno ancora quanti singoli pezzi di SARS-CoV-2 potrebbe contenere un aerosol prodotto dalla tosse di una persona infetta. Ma in uno studio preprint, che significa che è attualmente in fase di revisione tra pari, i ricercatori hanno usato un modello per stimare che una persona in piedi e che parla in una stanza potrebbe rilasciare fino a 114 dosi infettive all’ora. I ricercatori prevedono che questi pezzi di saliva aerosolizzati infetterebbero facilmente altre persone se questo accadesse in spazi pubblici al chiuso come una banca, un ristorante o una farmacia.

Un’altra cosa da considerare è quanto sia facile inalare queste particelle. In un recente studio di modelli informatici, i ricercatori hanno scoperto che le persone inalerebbero molto probabilmente gli aerosol di un’altra persona che sta parlando e tossendo mentre è seduta a meno di 6 piedi di distanza.

Mentre questo sembra brutto, il processo effettivo dall’esposizione all’infezione è un complicato gioco di numeri. Spesso, le particelle virali che si trovano negli aerosol sono danneggiate. Uno studio sul virus dell’influenza ha scoperto che solo lo 0,1% dei virus esalati da una persona sono effettivamente infettivi. Il coronavirus inizia anche a morire una volta che ha lasciato il corpo, rimanendo vitale nell’aria fino a tre ore. E naturalmente, non tutti gli aerosol provenienti da una persona infetta contengono il coronavirus. C’è un sacco di probabilità coinvolta.

I funzionari della sanità pubblica non sanno ancora se il contatto diretto, il contatto indiretto attraverso le superfici, o gli aerosol sono la principale via di trasmissione del coronavirus. Ma tutto ciò che gli esperti come me sanno sugli aerosol suggerisce che potrebbero essere una via principale di trasmissione.

Le epidemie guidate dagli aerosol sono state collegate a ristoranti, negozi e molti altri luoghi pubblici. AP Photo/Vincent Yu

Prove di trasmissione tramite aerosol

È quasi impossibile studiare la trasmissione virale in tempo reale, quindi i ricercatori si sono rivolti al campionamento ambientale e alla ricerca di contatti per cercare di studiare la diffusione del coronavirus negli aerosol. Questa ricerca è estremamente veloce e la maggior parte di essa è ancora in fase di revisione tra pari, ma questi studi offrono informazioni estremamente interessanti, anche se preliminari.

Per testare l’ambiente, i ricercatori campionano semplicemente l’aria. In Nebraska, gli scienziati hanno trovato la SARS-CoV-2 nell’aria in un ospedale. In Cina, gli scienziati hanno anche trovato il virus nell’aria di alcuni ospedali e di un grande magazzino.

Ma il solo campionamento ambientale non può provare la trasmissione per via aerea. Un ristorante a Guangzhou, in Cina, è stato il sito di un piccolo focolaio il 23 gennaio e offre una prova diretta della trasmissione tramite aerosol. I ricercatori ritengono che ci fosse una persona infetta ma asintomatica seduta ad un tavolo del ristorante. A causa delle correnti d’aria che circolavano nella stanza a causa dell’aria condizionata, le persone sedute ad altri due tavoli si sono infettate, probabilmente a causa degli aerosol.

Nell’insieme, le prove suggeriscono che è molto più rischioso stare all’interno che all’esterno. La ragione è la mancanza di flusso d’aria. Ci vogliono tra i 15 minuti e le tre ore perché un aerosol sia risucchiato all’esterno da un sistema di ventilazione o galleggi fuori da una finestra aperta.

Un altro studio preprint sui focolai in Giappone suggerisce che le possibilità di trasmissione diretta sono quasi 20 volte più alte all’interno che all’esterno. A Singapore, i ricercatori hanno rintracciato i primi tre focolai direttamente in alcuni negozi, una cena di gala e una chiesa.

Una volta fuori, questi aerosol potenzialmente infettivi scompaiono nella distesa dell’atmosfera e sono molto meno preoccupanti. Naturalmente è possibile prendere il virus all’esterno se si è a stretto contatto con una persona malata, ma questo sembra molto raro. I ricercatori in Cina hanno scoperto che solo uno dei 314 focolai che hanno esaminato potrebbe essere ricondotto al contatto esterno.

C’è stata una recente preoccupazione per la trasmissione di aerosol durante la corsa e la bicicletta. Mentre la scienza si sta ancora sviluppando su questo, è probabilmente saggio dare ad altri ciclisti o corridori un po’ più di spazio del normale.

Indossare maschere e prendere le distanze sociali riduce il rischio di diffondere o inalare aerosol. AP Photo/Gerald Herbert

Come ridurre la trasmissione di aerosol

Con tutta questa conoscenza di come gli aerosol sono prodotti, come si muovono e il ruolo che giocano in questa pandemia, sorge una domanda ovvia: che dire delle maschere?

I Centers for Disease Control and Prevention raccomandano di indossare una maschera in qualsiasi ambiente pubblico dove è difficile prendere le distanze sociali. Questo perché le maschere fatte in casa probabilmente fanno un lavoro ragionevole per bloccare gli aerosol dalla bocca. Le prove generalmente supportano il loro uso e più ricerche stanno arrivando a dimostrare che le maschere possono essere molto efficaci nel ridurre la SARS-CoV-2 nell’aria. Le maschere non sono perfette e altri studi sono attualmente in corso per imparare quanto siano realmente efficaci, ma prendere questa piccola precauzione potrebbe aiutare a rallentare la pandemia.

Oltre a indossare una maschera, seguite il buon senso e la guida dei funzionari della sanità pubblica. Evitare il più possibile gli spazi chiusi affollati. Praticare il distacco sociale sia all’interno che all’esterno. Lavarsi le mani frequentemente. Tutte queste cose funzionano per prevenire la diffusione del coronavirus e possono aiutare a non prenderlo. C’è una quantità significativa di prove che il COVID-19 si trasmette attraverso l’inalazione di particelle trasportate dall’aria, ma seguendo attentamente i consigli degli esperti, gli individui possono ridurre al minimo il rischio che corrono.

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