O filtro HEPA reduz as partículas respiratórias transportadas pelo ar geradas durante exercícios intensos

ROCHESTER, Minnesota – Aerossóis respiratórios são um componente comum da respiração e são uma forma comum de vírus respiratórios, como o COVID-19 , se espalharem para outras pessoas e superfícies. Os pesquisadores que realizam testes de esforço físico para pacientes cardíacos na Mayo Clinic descobriram que praticar exercícios em níveis crescentes de esforço aumentava a concentração de aerossol no ambiente ao redor. Eles também descobriram que um filtro de ar particulado de alta eficiência (HEPA) filtrou de forma eficaz os aerossóis e diminuiu o tempo necessário para limpar o ar entre os pacientes.

Os dois estudos foram publicados na revista CHEST.

“Nosso trabalho foi realizado com o apoio da liderança de Medicina Cardiovascular da Mayo, que reconheceu logo no início da pandemia que medidas especiais seriam necessárias para proteger os pacientes e funcionários contra a COVID-19, e ao mesmo tempo continuar a fornecer cuidados cardiovasculares de qualidade a todos os que deles necessitavam”, diz Thomas Allison, Ph.D., diretor de Testes de Esforço Cardiopulmonar na Mayo Clinic em Rochester, Minnesota e autor sênior dos dois estudos. “Como não havia orientação confiável sobre como fazer isso, montamos uma equipe de pesquisa para encontrar respostas por meio de testes e dados científicos.”

Para caracterizar os aerossóis gerados durante várias intensidades de exercício no primeiro estudo, a equipe do Dr. Allison montou um laboratório especial de aerossol em uma tenda de plástico com fluxo de ar controlado. Dois tipos de contadores de partículas de feixe de laser foram usados para medir a concentração de aerossol na frente, nas costas e nas laterais de uma pessoa andando de bicicleta ergométrica. Oito voluntários usaram equipamentos para medir o consumo de oxigênio, ventilação e frequência cardíaca.

Durante o teste, um voluntário primeiro teve cinco minutos de respiração em repouso, seguido por quatro séries de três minutos de exercícios dirigidos (com monitoramento e orientação) para trabalhar a 25, 50, 75 e 100 por cento de sua frequência cardíaca prevista para a idade. Esse esforço foi seguido por três minutos de descanso. As descobertas foram publicadas on-line na revista CHEST.

As concentrações de aerossol aumentaram exponencialmente ao longo do teste. Especificamente, exercícios com 50 por cento ou mais da frequência cardíaca em repouso mostraram aumentos significativos na concentração de aerossol.

“De fato, acredito que comprovamos dramaticamente o que muitos suspeitavam. É por isso que as academias foram fechadas e a maioria dos laboratórios de teste de exercício fechou seus consultórios. O teste de esforço não foi listado como um procedimento gerador de aerossol antes de nossos estudos porque ninguém o havia estudado especificamente antes”, diz o Dr. Allison. “O exercício gera milhões de aerossóis respiratórios durante o teste, muitos de um tamanho relatado como tendo potencial para conter vírus. Quanto maior a intensidade do exercício, mais aerossóis são produzidos.”

O estudo de acompanhamento conduzido pelo Dr. Allison concentrou-se em como reduzir os aerossóis gerados durante o teste de esforço, filtrando-os do ar imediatamente após saírem da boca da pessoa. Os pesquisadores usaram uma configuração semelhante, com a tenda de exercícios com fluxo de ar controlado, contador de partículas e bicicleta ergométrica, mas adicionaram um filtro HEPA portátil com uma capela de exaustão.

Seis voluntários saudáveis completaram o mesmo teste de esforço de 20 minutos do estudo anterior, primeiro sem a redução e depois com o filtro HEPA portátil em funcionamento.

Além disso, um experimento separado testou o tempo de eliminação do aerossol nos laboratórios clínicos de teste de esforço usando aerossóis gerados artificialmente para testar quanto tempo levou para 99,9 por cento dos aerossóis serem removidos. Os pesquisadores primeiro realizaram o teste apenas com os aparelhos de aquecimento, ventilação e ar-condicionado existentes e, em seguida, com a adição do filtro HEPA portátil em funcionamento.

“O estudo do prazo de eliminação nos informou em quanto tempo poderíamos trazer com segurança um novo paciente para o laboratório após terminar o teste do paciente anterior. Os filtros HEPA reduziram esse prazo em 50 por cento, permitindo o maior volume de testes necessários para atender às demandas clínicas do nosso consultório de Medicina Cardiovascular”, afirma o Dr. Allison.

A equipe de pesquisa traduziu as diretrizes dos Centros de Controle e Prevenção de Doenças dos EUA para a redução de aerossol com fluxo de ar aprimorado por meio de filtros HEPA e mostrou que isso funcionou bem para o teste de esforço: 96 por cento (com uma margem 2 por cento para mais ou para menos) dos aerossóis de todos os tamanhos gerados durante exercícios intensos foram removidos do ar pelo filtro HEPA.

“Como resultado, pudemos retornar à nossa prática de realizar até 100 testes de esforço por dia, sem qualquer transmissão registrada de COVID em nossos laboratórios”, declara o Dr. Allison.

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