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Introducción El objetivo de este artículo es mostrar algunas evidencias técnicas que explican por qué es seguro viajar en avión, a pesar de la pandemia originada por el nuevo coronavirus SARS-CoV-2. La Asociación Internacional de Transporte Aéreo (IATA) mostró la baja incidencia de transmisión de la COVID-19 durante los vuelos, mediante una revisión actualizada de casos publicados. Desde principios de 2020, se habían notificado 44 casos de COVID-19 en los que la transmisión se asociaba supuestamente con un viaje aéreo (incluidos los casos confirmados, probables y potenciales); durante el mismo período habían viajado por avión aproximadamente mil doscientos millones de pasajeros. La relación de estos datos implica un caso por cada 27.2 millones de viajeros. Incluso en el supuesto de que el 90 por ciento de los casos no se hubieran reportado, habría un solo caso por cada 2.7 millones de pasajeros. La IATA cree que estas cifras son sumamente tranquilizadoras; además, la gran mayoría de los casos publicados ocurrieron antes de que se generalizara el uso de los cubrebocas durante el vuelo. Una nueva perspectiva sobre por qué las cifras son tan bajas proviene de investigaciones separadas, realizadas por los fabricantes Airbus, Boeing y Embraer en sus aeronaves, mediante dinámica de fluidos computacional (DFC). Si bien las metodologías utilizadas fueron distintas, cada simulación detallada confirmó que los sistemas de flujo de aire dentro de las aeronaves controlan el movimiento de partículas en la cabina, lo que limita la propagación del virus. Los datos de las simulaciones arrojaron resultados similares: · Los sistemas de flujo de aire de las aeronaves, los filtros de aire de partículas de alta eficiencia HEPA (High Efficiency Particulate Arresting), la barrera natural del respaldo del asiento, el flujo de aire hacia abajo y las altas tasas de intercambio de aire, reducen de manera eficiente el riesgo de transmisión de enfermedades a bordo. · La incorporación de la utilización de cubrebocas agrega una capa adicional y significativa de protección, lo que hace que estar sentado muy cerca en la cabina de un avión sea más seguro que en la mayoría de otros entornos interiores. La recopilación de datos por parte de la IATA y los resultados de las simulaciones por separado, se alinean con los bajos números informados en un estudio revisado por pares, recientemente publicado por Freedman y Wilder-Smith (2020) en el Journal of Travel Medicine. Aunque no hay forma de establecer un recuento exacto de todos los posibles casos asociados con los vuelos, la comunicación de la IATA con las aerolíneas y las autoridades de salud pública, combinado con una revisión exhaustiva de la literatura disponible, no han arrojado ninguna indicación de que la transmisión a bordo sea común o generalizada. Además, el estudio de Freedman y Wilder-Smith apunta a la eficacia del uso de cubrebocas para reducir aún más el riesgo de contagio. La IATA recomendó el uso de cubrebocas a bordo, en junio de 2020, y es un requisito común en la mayoría de las aerolíneas, desde la posterior publicación e implementación de la “Guía de Despegue” por parte de la OACI. Esta guía agrega múltiples capas de protección, en los sistemas de flujo de aire de las aeronaves, que ya garantizaban un entorno de cabina seguro con muy pocos riesgos de transmisión de enfermedades durante el vuelo. La guía integral de la OACI para viajes aéreos seguros en medio de la crisis de la COVID-19, involucra tanto a los aeropuertos como a las aeronaves. El uso de cubrebocas es uno de los elementos más visibles. Pero la gestión de líneas de espera, el procesamiento sin contacto, la reducción del movimiento en la cabina y los servicios simplificados a bordo, se encuentran entre las medidas múltiples que está tomando la industria de la aviación para mantener los vuelos seguros. A lo anterior se suma el hecho de que los sistemas de flujo de aire están diseñados para evitar la propagación de enfermedades, mediante tasas altas de flujo y de intercambio de aire, y una filtración altamente efectiva de cualquier aire reciclado. Las características del diseño de las aeronaves añaden una capa adicional de protección, que contribuye a la baja incidencia de contagios en vuelo, debido a: 1. Interacciones cara a cara limitadas, cuando los pasajeros miran hacia adelante y se mueven muy poco 2. El efecto del respaldo que actúa como una barrera física al movimiento del aire de una hilera a otra. 3. La minimización del flujo de aire horizontal, con un diseño de flujo segmentado que se dirige generalmente hacia abajo, desde el techo hacia el piso. La tasa alta de aire fresco que entra en la cabina. El aire se intercambia de 20 a 30 veces por hora a bordo de la mayoría de los aviones, lo que es mucho más favorable al compararlo contra el espacio promedio de oficinas (intercambio promedio de 2 a 3 veces por hora) o el de las escuelas (intercambio promedio de 10 a 15 veces por hora). 4. El uso de filtros HEPA que tienen una tasa de eficiencia de eliminación de bacterias/virus superior al 99.9 por ciento, lo que garantiza que el suministro de aire que ingresa a la cabina no sea una vía para la introducción de microbios (Figura 1).
Figura 1. Factores que disminuyen la transmisión de COVID-19 a bordo de las aeronaves comerciales Fuente: Adaptado de PowerPoint Presentation (iata.org)
La interacción de esos factores de diseño en la creación de un entorno de bajo riesgo se había entendido intuitivamente, pero no se había modelado previamente antes de las simulaciones mediante DFC, por los tres principales fabricantes de aeronaves, en cada una de las cabinas de sus equipos. Los siguientes son aspectos destacados de estas investigaciones. 1. Investigación de Airbus Airbus usó DFC para crear una simulación de alta precisión del aire en una cabina de aeronave A320, para observar cómo las gotículas producidas al toser se mueven dentro del flujo de aire de la cabina. La simulación estimó las magnitudes de parámetros como la velocidad del aire, su dirección y temperatura en 50 millones de puntos en la cabina, hasta mil veces por segundo. Luego, utilizó las mismas herramientas para modelar un entorno distinto a la cabina de una aeronave, con varias personas manteniendo una distancia de seis pies (1.8 metros) entre ellos. El resultado fue que la exposición potencial era menor cuando las personas se sentaban una al lado de otra en un avión, que cuando se mantenían a seis pies de distancia en un entorno de oficina, aula o tienda de comestibles.
Figura 2. Modelo computacional de dinámica de fluidos en 3D del flujo de aire en cabina Fuente: https://www.iata.org/contentassets/a1a361594bb440b1b7ebb632355373d1/airbus-trust-airtravel.pdf
Figura 3. Barreras de protección Fuente: Adaptado de https://www.iata.org/contentassets/a1a361594bb440b1b7ebb632355373d1/airbus-trust-airtravel.pdf
Figura 4. Distancia física en dos escenarios Fuente: Adaptado de https://www.iata.org/contentassets/a1a361594bb440b1b7ebb632355373d1/airbus-trust-airtravel.pdf
Después de múltiples simulaciones altamente detalladas, que utilizaron los métodos científicos más precisos disponibles, se obtuvieron datos concretos que revelaron que la cabina del avión ofrecía un entorno mucho más seguro que, otros espacios públicos cerrados. La forma en que el aire circula, se filtra y se reemplaza en los aviones crea un entorno absolutamente único, en el que se tiene tanta protección sentado uno al lado del otro, como si se estuviera parado con una separación de seis pies de distancia con otras personas.
Figura 5. Diseño de la cabina para mantener al aire limpio Fuente: Adaptado de https://www.iata.org/contentassets/a1a361594bb440b1b7ebb632355373d1/airbus-trust-airtravel.pdf
2. Investigación de Boeing Utilizando DFC, los investigadores de Boeing rastrearon cómo las partículas producidas al toser y respirar se mueven dentro de la cabina del avión. Se estudiaron varios escenarios, incluido el pasajero que tose con y sin cubrebocas, el pasajero que tose ubicándolo en diferentes localizaciones de asiento en la aeronave, y cambios en las salidas de aire superiores individuales de los pasajeros, tanto abiertas como cerradas.
Figura 6. Análisis e investigación de la calidad del aire en la cabina de una aeronave Fuente: adaptado de Confident Return to Flight | Proposals & Drafts (iata.org)
Este modelo determinó el número de partículas generadas al toser y que entraron en el espacio para respirar de los otros pasajeros. Después, se compararon escenarios similares en otros entornos, como una sala de conferencias. Según el recuento de partículas en el aire, los pasajeros sentados uno al lado del otro en un avión, equivalen a estar a más de siete pies (ó 2.13 metros) de distancia en un entorno de edificio típico. 3. Investigación de Embraer Utilizando modelos de DFC, los flujos de aire en la cabina y la dispersión de gotículas fueron validados en pruebas de entorno de cabina. Esta empresa analizó este ambiente considerando a un pasajero tosiendo en distintas ubicaciones de asiento, con las condiciones de flujo de aire de sus diferentes aeronaves, para medir estas variables y su efecto. La investigación que Embraer completó, mostró que el riesgo de transmisión a bordo es extremadamente bajo, y los datos reales sobre transmisiones en vuelo que pueden haber ocurrido, respaldan estos hallazgos.
Figura 7. Datos de prueba utilizados para el modelado y diseño de la cabina Fuente: PowerPoint Presentation (iata.org)
El Vicepresidente de Ingeniería, Tecnología y Estrategia de Embraer señaló que, gracias a la tecnología y los procedimientos implementados, se puede volar de una manera segura. De hecho, la cabina de un avión comercial es uno de los espacios más seguros disponibles en cualquier lugar durante esta pandemia. Estos esfuerzos de investigación demuestran la cooperación y dedicación en la seguridad de todos los involucrados en el transporte aéreo y proporcionan evidencia de que el aire en la cabina de una aeronave es seguro.
Figura 8. Estudios mediante DFC para el seguimiento de la dispersión de las gotículas Fuente: Adaptado de PowerPoint Presentation (iata.org)
También, comentó que no existe una única solución milagrosa que nos permita vivir y viajar con seguridad en la era de la COVID-19; pero la combinación de medidas que se están implementando permite asegurar a los viajeros de todo el mundo que la COVID-19 no ha vencido su libertad de volar. La investigación detallada de dinámica de fluidos computacional de los fabricantes de aeronaves, demuestra que la combinación de las características de diseño existentes en las aeronaves, junto con el uso de cubrebocas, crea un entorno de bajo riesgo para la transmisión de la COVID-19. Como siempre, las aerolíneas, los fabricantes y todas las entidades involucradas en la aviación se guiarán por la ciencia y las mejores prácticas mundiales, con objeto de mantener los vuelos seguros para los pasajeros y la tripulación (IATA, 2020).
4. Investigación de USTRANSCOM Otro estudio posterior, publicado por el Comando de Transporte de Estados Unidos (USTRANSCOM), respalda las investigaciones de la IATA y de los fabricantes de aeronaves. Los resultados de su prueba de dispersión de aerosol en cabinas de aeronaves comerciales, señalan que el riesgo de exposición general a patógenos en aerosol, como el coronavirus, es muy bajo en el tipo de aeronaves que el Comando contrata para mover personal del Departamento de Defensa (DOD) de Estados Unidos y a sus familias. Esta prueba fue realizada a finales de agosto de 2020, en los tipos de aeronaves que contrata frecuentemente USTRANSCOM, como son los Boeing 767-300 y 777-200. Mediante esta prueba se mapeó en tiempo real la concentración de partículas a las que están expuestos los pasajeros, en cuatro zonas de cabina en una aeronave Boeing 777-200 y en tres secciones para una Boeing 767-300. Se realizaron más de 300 liberaciones de aerosol durante ocho días e involucraron pruebas en vuelo real, en vuelo simulado y en tierra. Dentro del alcance de la prueba, los resultados mostraron para este tipo de aeronaves en general, un riesgo de exposición bajo a patógenos en aerosol, como el que genera la COVID-19. Los maniquíes con y sin cubrebocas se ubicaron en varios asientos de las aeronaves, mientras se liberaban partículas trazadoras fluorescentes a intervalos de dos segundos, durante las pruebas en tierra y en vuelo. Además, se instalaron sensores de partículas fluorescentes en toda la aeronave y en la zona de respiración de los pasajeros, para medir las concentraciones en tiempo real. La prueba reveló que el aerosol liberado se diluyó rápidamente, debido a las tasas altas de intercambio de aire presentadas en el interior de las aeronaves. El tiempo que las partículas trazadoras de aerosol permanecieron detectables dentro de la cabina fue de menos de seis minutos. A modo de comparación, una casa estadounidense típica tarda alrededor de 90 minutos en eliminar este tipo de partículas del aire. El alto intercambio de aire, junto con la filtración de alta eficiencia (HEPA) de todo el aire recirculado, permite que el sistema de suministro de aire de una aeronave comercial brinde una protección mayor que, los estándares de diseño para una sala de aislamiento de pacientes o un quirófano de hospital. Si bien las pruebas tenían algunas limitaciones, por ejemplo, únicamente consideraron a un sólo pasajero infectado y no recopilaron datos que reflejaran el movimiento de los pasajeros en la cabina, los resultados son alentadores. Tanto para las aeronaves Boeing 777 como 767, los cálculos muestran que se requieren aproximadamente 54 horas de vuelo para la inhalación acumulativa de una supuesta dosis infecciosa. Estos datos ayudaron a desarrollar estrategias para el acomodo de los pasajeros y las configuraciones de los asientos, con objeto de mitigar el riesgo potencial de transmisión de patógenos de persona a persona. La prueba realizada incluyó múltiples series de micro-liberaciones de partículas trazadoras de aerosol, que simulaban a un pasajero infectado con la COVID-19, con y sin cubrebocas. Los cubrebocas utilizados durante la prueba fueron de tipo quirúrgico, plisados estándar de tres capas. La prueba utilizó más de 40 sensores analizadores y recolectores biológicos instantáneos que detectaron concentraciones de aerosoles en las zonas de respiración de los pasajeros en diferentes secciones de las cabinas de las aeronaves. También, se realizaron pruebas de aerosol con etiquetas de ADN junto con muestras de la superficie de áreas de alto contacto, como los apoyabrazos y los respaldos de los asientos. Estos resultados mejoraron el conocimiento del riesgo de exposición dentro de las cabinas y respaldaron la toma de decisiones del Comando, mientras se esfuerzan por proporcionar los métodos de transporte más seguros. Los científicos a cargo de la investigación señalaron que los datos presentados respaldan otros estudios y modelos epidemiológicos sobre transmisión de enfermedades en aeronaves modernas, como el de dos personas que viajaban infectadas de la COVID-19 en un vuelo de quince horas entre Guangzhou, China y Toronto, Canadá. A bordo también viajaron otras 350 personas, de las cuales, ninguna resultó infectada (USTRANSCOM, 2020).
Conclusiones Actualmente, no existe una sola medida que pueda mitigar todos los riesgos para el reinicio de los viajes aéreos. Sin embargo, una implementación efectiva con un enfoque basado en una gama de medidas representa la forma más eficaz de equilibrar la mitigación del riesgo con la necesidad de abrir la economía y permitir los viajes en el plazo inmediato. A medida que se logra una mayor claridad en términos de medidas adicionales, como las pruebas eficaces de COVID-19 y la vacunación, se pueden incorporar nuevas medidas en el procesamiento de los pasajeros, para mitigar aún más los riesgos e incrementar la confianza en los viajes aéreos, lo que conducirá más adelante hacia la reanudación de las operaciones "normales". Cada día que las fronteras estén cerradas se produce un daño enorme a la economía global. El concepto de medidas en capas ha logrado disminuir en forma significativa los riesgos de contagio en el transporte aéreo. La tecnología, innovación y automatización serán los elementos clave, para la recuperación de la industria aérea mundial.
Referencias FREEDMAN David O y Wilder-Smith Annelies. (2020). In-flight transmission of SARS-CoV-2: a review of the attack rates and available data on the efficacy of face masks. Journal of Travel Medicine. 25 de septiembre de 2020. Disponible en: https://academic.oup.com/jtm/advance-article/doi/10.1093/jtm/taaa178/5910636 IATA (Asociación Internacional de Transporte Aéreo). (2020). Research points to low risk for COVID-19 transmission inflight. Disponible en: https://www.iata.org/en/pressroom/pr/2020-10-08-02/ ORGANIZACIÓN DE LA AVIACIÓN CIVIL INTERNACIONAL (OACI). (2020). Take-off: Guidance for Air Travel through the COVID-19 Public Health Crisis. Council Aviation Recovery Task Force. Canadá. Disponible en: Microsoft Word - 20200527_Take-Off Document._FINAL.docx (icao.int) United States Transportation Command (USTRANSCOM). (2020). USTRANSCOM releases results from study testing risk of COVID exposure on contracted aircraft. Disponible en: https://www.ustranscom.mil/cmd/panewsreader.cfm?ID=C0EC1D60-CB57-C6ED-90DEDA305CE7459D
Glosario Coronavirus. Es una familia de virus que causa enfermedades y circula entre humanos y animales. COVID-19. Enfermedad provocada por el coronavirus SARS-CoV-2. DFC. Dinámica de fluidos computacional, es una de las ramas de la mecánica de fluidos que utiliza métodos numéricos y algoritmos para resolver y analizar problemas sobre el flujo de fluidos. SARS-CoV-2. Coronavirus de tipo 2 causante del síndrome respiratorio agudo severo. Inicialmente fue llamado 2019-nCoV; se descubrió y aisló por primera vez en Wuhan, China. Tiene un origen zoonótico, es decir, se transmitió de un huésped animal a uno humano. HERRERA Alfonso |
