La ingeniería aerobiológica es la ciencia que se ocupa del diseño de edificios y sistemas para controlar los patógenos y alérgenos transmitidos por el aire en ambientes interiores. Los entornos más comunes incluyen edificios comerciales, residencias y hospitales. Este campo de estudio es importante porque los climas interiores controlados generalmente tienden a favorecer la supervivencia y transmisión de patógenos humanos contagiosos , así como de ciertos tipos de hongos y bacterias .
Dado que las instalaciones de atención médica pueden albergar varios tipos diferentes de pacientes que potencialmente tienen sistemas inmunológicos debilitados , la ingeniería aerobiológica es de gran importancia para los ingenieros de hospitales . La aerobiología que preocupa a los diseñadores de hospitales incluye virus , bacterias , hongos y otros productos microbiológicos como endotoxinas , micotoxinas y compuestos orgánicos volátiles microbianos (MVOC). Las bacterias y los virus, debido a su pequeño tamaño, se transmiten fácilmente por el aire como aerosoles bacterianos . Incluso las gotas de gran tamaño pueden permanecer suspendidas en el aire durante largos períodos si la velocidad ascendente del aire en espacios cerrados excede la velocidad descendente de la partícula, según lo dicta su masa insignificante [1] . Debido a esto, se deben tomar precauciones y técnicas de mitigación adecuadas con la calidad del aire interior en los hospitales que tratan enfermedades infecciosas .
Como mínimo, los sistemas de ventilación permiten diluir y eliminar los contaminantes del aire, lo que, en general, mejora la calidad del aire interior y hace que los ocupantes estén más contentos. Si se revisan y reemplazan los filtros según sea necesario, pueden formar un componente integral de un sistema de fortalecimiento inmunológico diseñado para prevenir la propagación de enfermedades por vía aérea. También se pueden utilizar para presurizar áreas dentro de los edificios a fin de controlar la contaminación .
Los sistemas de ventilación pueden contribuir a la carga microbiana del ambiente interior al atraer microbios del aire exterior y crear condiciones para su crecimiento. Cuando los microbios se posan en un filtro húmedo que ha estado acumulando polvo, tienen el medio perfecto para crecer y, si crecen a través del filtro, tienen el potencial de convertirse en aerosoles y transportarse por todo el edificio a través del sistema de control de HVAC .
Las bacterias en los hospitales pueden ser aerosolizadas cuando los pacientes enfermos tosen y estornudan y debido a la gran cantidad de gérmenes producidos es necesario que el número de cambios de aire por hora (ACH) se mantenga alto en las salas de tratamiento y quirófanos . La Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado generalmente recomienda de 12 a 25 ACH en salas de tratamiento y quirófanos y de 4 a 6 ACH en salas de cuidados intensivos . Para las habitaciones que contienen pacientes con tuberculosis , los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades recomiendan un ACH de 6 a 12, y que el aire de escape se envíe a través de filtros de aire de partículas de alta eficiencia ( HEPA ) antes de enviarse al exterior.
Para mantener seguros a los pacientes, los hospitales utilizan una variedad de tecnologías para combatir los patógenos transmitidos por el aire. Las salas de aislamiento pueden diseñarse para que cuenten con flujos de aire con presión positiva o negativa. Las salas de presión positiva se utilizan cuando hay pacientes que son extremadamente susceptibles a las enfermedades, como los pacientes con VIH . Para estos pacientes, es fundamental evitar la entrada de cualquier microorganismo, incluidos hongos y bacterias comunes que pueden ser inofensivos para las personas sanas. Estos sistemas filtran el aire antes de su administración con un filtro HEPA y luego lo bombean a la sala de aislamiento a alta presión, lo que obliga al aire de la sala de aislamiento a salir al pasillo. En un sistema de presión negativa , el objetivo es mantener aisladas las enfermedades infecciosas controlando el flujo de aire y alejando los aerosoles dañinos de los trabajadores de la salud y otras áreas ocupadas. Las salas de aislamiento con presión negativa evitan que los contaminantes y los patógenos lleguen a las áreas externas. La aplicación más común de estas salas en la industria de la salud hoy en día es para aislar a los pacientes con tuberculosis. Para ello, el aire se extrae de la sala a una velocidad mayor que la que se está suministrando. Esto dificulta que las enfermedades transmitidas por el aire pasen de un área contaminada al pasillo de un hospital, porque el aire ingresa constantemente a la habitación en lugar de escapar de ella.
El método habitual de filtración en los centros sanitarios son los filtros de aire de baja eficiencia situados fuera de la unidad de tratamiento de aire, seguidos de los filtros HEPA (High Efficiency Particulate Air) colocados después de la unidad de tratamiento de aire. Para obtener la certificación HEPA, los filtros deben eliminar partículas de 0,3 μm de diámetro, con una eficacia de al menos el 99,97 por ciento. Los quemadores de aire esterilizan el aire que sale de las salas de aislamiento contaminadas calentándolo a 300 °C (572 °F) durante seis segundos. La irradiación germicida ultravioleta (UVGI) es otra técnica de esterilización del aire para fines especiales. Se define como la radiación electromagnética en el rango de aproximadamente 200 a 320 nm, que se utiliza para destruir microorganismos. Cuando se utilizan filtros HEPA junto con herramientas de esterilización UV, los resultados pueden ser extremadamente eficaces. El filtro eliminará las esporas más grandes y resistentes, y todo lo que queda son los microbios más pequeños, que se eliminan de manera más eficiente mediante el tratamiento UV de alta intensidad.