La transmission de coronavirus, tels que le coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV), le coronavirus du syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS) et le SRAS-CoV-2, se produit par exposition à des particules d’aérosol formées lorsqu’une personne infectée tousse ou éternue . Actuellement, la propagation rapide du SRAS-CoV-2 à travers le monde a persisté dans la pandémie actuelle de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) pendant près de deux ans.
Étudier: Utilisation de purificateurs d’air portables pour réduire la transmission aéroportée de virus respiratoires infectieux – une étude numérique sur la dynamique des fluides. Crédit d’image : VectorManZone/Shutterstock.com
Sommaire
Jusqu’où les aérosols peuvent-ils voyager ?
Il est impératif de comprendre tous les aspects de la transmission virale, y compris la distance et la vitesse à laquelle les aérosols peuvent voyager en intérieur. Ces informations aideraient à développer des stratégies d’atténuation efficaces pour contrôler la propagation de la maladie.
En règle générale, plus la taille d’une gouttelette est grande, moins elle parcourrait de distance. Généralement, en intérieur, les grosses gouttelettes parcourent une distance de moins de deux mètres. En revanche, les gouttelettes de petite taille, également appelées aérosols fins, pourraient rester dans l’air plus longtemps et parcourir une plus longue distance.
Les aérosols fins jouent un rôle vital dans la transmission des infections virales aéroportées. Dans la pandémie actuelle, les scientifiques ont déclaré que le mode de transmission aéroporté jouait un rôle vital dans la transmission mondiale du SRAS-CoV-2.
Parmi les mesures préventives encouragées par les gouvernements, l’une a été l’utilisation de désinfectants pour l’air. La dispersion des aérosols suit fortement les flux d’air convectifs ; par conséquent, un système de ventilation approprié avec des taux de renouvellement d’air élevés et l’introduction de géométries orientant le flux pourraient arrêter la propagation de la maladie.
Cependant, la refonte complète des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) pourrait être extrêmement coûteuse. En conséquence, les scientifiques et les décideurs ont encouragé l’utilisation de purificateurs d’air portables.
Les purificateurs d’air peuvent-ils empêcher la propagation d’une infection virale aéroportée ?
Les purificateurs d’air comprenant des filtres absorbant les particules à haute efficacité (HEPA) peuvent filtrer plus de 99 % des particules de plus de 200 nanomètres (nm). Cette technologie est économique, portable, capable de filtrer de nombreuses particules virales et est facile à utiliser grâce à ses interfaces de contrôle conviviales. Bien que de nombreux documents soient disponibles qui soutiennent le fait que les purificateurs d’air peuvent désinfecter l’air pollué, peu de preuves sont disponibles pour montrer son utilisation efficace.
Deux des questions essentielles concernant l’utilisation de purificateurs d’air pour obtenir les meilleurs résultats sont la meilleure position pour placer un purificateur d’air dans une pièce et s’il est nécessaire d’utiliser des débits maximaux dans les purificateurs pour les espaces avec ou sans système CVC. La solution à ces questions pourrait améliorer la fonction des purificateurs d’air.
Des études antérieures ont montré que des débits plus élevés peuvent filtrer plus de particules ; cependant, un jet de sortie plus fort peut entraver le flux d’air et peut provoquer un mélange d’air indésirable. Ce système crée également plus de bruit.
En gardant ces aspects à l’esprit, une nouvelle étude informatique publiée sur le serveur de préimpression medRxiv* se concentre sur les performances des purificateurs d’air portables basés sur des simulations de dynamique des fluides numérique (CFD).
Simulations CFD et purificateurs d’air
De nombreuses études ont appliqué la CFD pour évaluer les activités génératrices d’aérosols et la ventilation dans les hôpitaux. La nouvelle étude a utilisé la géométrie et la configuration d’une salle de consultation comme point de départ des simulations. En effet, dans la situation actuelle, le délai de clairance entre les consultations joue un rôle déterminant qui affecte le taux de renouvellement des patients.
Dans cette étude, la simulation de modélisation CFD a montré une diminution de la transmission du virus après la mise en œuvre de purificateurs d’air portables. Les chercheurs ont non seulement caractérisé l’efficacité des purificateurs d’air, mais ont également fourni un guide pratique pour obtenir des résultats optimaux.
Ici, les chercheurs ont utilisé un nombre fixe d’aérosols (masse normalisée) pour l’injection initiale pour toutes les simulations. Diverses situations ont été envisagées, telles qu’une production plus élevée de particules d’aérosol par les médecins, car ils en parleraient davantage, la position du climatiseur et la ventilation, pour n’en nommer que quelques-unes. Comme les vitesses respiratoires des modèles humains suivent généralement des courbes sinusoïdales, les chercheurs ont observé des fluctuations distinctes dans la région sphérique locale.
L’étude de simulation a montré que de grands purificateurs d’air placés sur le sol pouvaient réduire efficacement le nombre relatif d’aérosols à un état stable dans toute la pièce. Plus précisément, les purificateurs d’air pourraient réduire la présence d’aérosols au sol de 77 %, 60 % à 0,5 mètre au-dessus du sol et 68 % à 1 mètre au-dessus du sol. Les purificateurs d’air plus petits se sont également avérés efficaces pour réduire de 50 % le nombre relatif d’aérosols lorsqu’ils sont placés sur le bureau du médecin.
L’application de deux purificateurs d’air, un grand dans l’espace vide légèrement éloigné et un petit plus près du coin salon, a encore réduit le nombre d’aérosols de 62 %. Les scientifiques ont découvert que l’entrée d’aspiration doit être élevée au-dessus du sol pour obtenir une réduction plus élevée de 40 % de la concentration d’aérosol à l’état d’équilibre.
Ces résultats montrent que les purificateurs d’air portables pourraient être utilisés comme stratégie d’atténuation pour prévenir la transmission ultérieure de virus respiratoires. Bien que l’utilisation de plusieurs purificateurs d’air puisse être plus efficace, leurs positions relatives jouent un rôle essentiel pour obtenir le meilleur résultat.
Conclusion
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé la modélisation CFD pour étudier l’efficacité des purificateurs d’air portables pour réduire la prévalence des aérosols fins. La présente étude a montré que les purificateurs d’air peuvent réduire efficacement les aérosols en milieu hospitalier ; cependant, leurs positions sont importantes pour obtenir le meilleur résultat.
Cette étude fournit des conseils pratiques qui peuvent être facilement mis en œuvre pour prévenir la transmission aéroportée des infections respiratoires dans les hôpitaux.
*Avis important
medRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, orienter la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies.
