La importancia de controlar la humedad para reducir infecciones respiratorias

El conjunto de medidas que recogen las siguientes líneas sirve para combatir eficazmente la propagación de los virus transmitidos por el aire. ¿Por qué ayuda una humedad relativa controlada del 40 al 60%? Para responder a esta pregunta, primero hay que explicar qué es la humedad y luego hablar de sus beneficios cuando se controla.

¿Qué es la humedad del aire?

"La humedad excesiva arruina las semillas y la sequedad engendra enfermedades peligrosas (Abbé Raynal (1713-1796), Hist. phil. VII, 21). El aire en el que vivimos, la troposfera, es una mezcla de nitrógeno, oxígeno y otros gases, vapores y contaminantes. La humedad del aire se refiere a la cantidad de vapor de agua en el aire.

Cuando la humedad relativa del aire interior se mantiene entre el 40 y el 60%, el aire se convierte en un aliado para el organismo

El porcentaje de masa de vapor de agua en el aire puede estar entre el 0,1% y el 2%. El peso de 1 m³ de aire seco es de unos 1205 g (2). Por lo tanto, la cantidad de agua en el aire ambiente varía entre 0 g/m³ (nunca se alcanza) y 25 g/m³...  En resumen, unos pocos gramos.

La humedad del aire no es fácilmente percibida por nuestros sentidos por dos razones:

- El aire ambiente es húmedo, pero no se moja.

- El vapor de agua en el aire es absolutamente invisible.

En psicrometría (la ciencia que estudia el aire húmedo), la humedad del aire puede cuantificarse mediante diferentes parámetros. Los dos más importantes son el ratio de humedad y la humedad relativa.

- El ratio de humedad se refiere a la cantidad de vapor de agua que contiene el aire. Se expresa en gramos de agua por metro cúbico de aire seco (g _{de agua}/kg _{de aire seco}). Esta cantidad no está sujeta a las variaciones de temperatura.

- La humedad relativa (en %) es la relación entre la cantidad de vapor de agua en el aire y la cantidad máxima de vapor de agua que puede absorber el aire y varía con la temperatura.

Por lo tanto, la humedad relativa del aire fluctúa con la temperatura del aire. La calefacción de los edificios aumenta la temperatura del aire interior, disminuyendo su humedad relativa porque el contenido de agua no cambia. Esto explica por qué el aire no tratado es seco en invierno.

La humidificación del aire es la acción de aumentar la cantidad de agua en el aire, con lo que se incrementa la humedad relativa de un local calentado.

Beneficios de una humedad relativa controlada entre el 40 y el 60%

Actualmente, muchos estudios científicos internacionales coinciden en que una humedad relativa controlada entre el 40 y el 60% (en condiciones normales de temperatura interior) es beneficiosa para reducir las infecciones respiratorias. 

Mantener la humedad relativa entre el 40-60% reducirá la transmisión e infectividad de los bioaerosoles 

Sus beneficios afectan a todo lo relacionado con el sistema respiratorio, desde la calidad del aire respirado hasta la protección de los alvéolos pulmonares. En resumen, sus beneficios son los siguientes:

- Ayuda a reducir la transmisión aérea de agentes infecciosos.

- Ayuda a mantener las medidas fisiológicas de protección de las vías respiratorias.

- Ayuda a moderar las reacciones inflamatorias del sistema respiratorio.

Menor transmisión e infectividad de los bioaerosoles

Numerosos estudios científicos confirman que la calidad del aire mejora con la humidificación controlada. Además de reducir la cantidad de polvo y alérgenos en el aire, también actúa sobre los bioaerosoles. 

Respirar - hablar - toser - estornudar, estas acciones provocan la dispersión de finas partículas contaminantes en el aire: los bioaerosoles. En el caso de los virus respiratorios, los virus son transportados en gotas de agua.

Los datos gravimétricos (diámetro, masa) de los bioaerosoles y las condiciones del aire ayudan a explicar la transmisión de las infecciones respiratorias.

El coste de la humidificación en invierno puede compensarse fácilmente con una reducción de los costes de calefacción

A temperatura constante (20ºC), la humedad controlada entre el 40 y el 60% reduce la infectividad de los aerosoles contaminados con el virus de la gripe ⁽¹¹⁾.

Los investigadores, del Instituto de Investigación Troposférica (TROPOS) de Leipzig y del Laboratorio Nacional de Física del CSIR de Nueva Delhi informan de que la propagación del virus del SARS-COV2 también se reduce cuando la humedad relativa está entre el 40 y el 60%. ⁽¹²⁾

Beneficiosa para el epitelio respiratorio

El epitelio respiratorio (que se encuentra en la nariz, la faringe y el sistema traqueal) humidifica y calienta el aire inhalado. 

Además, su producción de mucosidad limpia las cavidades respiratorias superiores. El moco se une a las partículas transportadas a la faringe por los cilios de las células epiteliales (escalera mucociliar). Cada célula epitelial contiene unos 200 cilios ⁽¹³⁾.

Esta limpieza mucociliar es la primera línea de defensa de las vías respiratorias y los pulmones. Su reducción o pérdida es una de las principales causas de las infecciones respiratorias. Se puede mantener esta barrera humidificando el aire ⁽¹⁴⁾.

Moderación de las reacciones inflamatorias

Las partículas y los microorganismos que escapan a la primera línea de defensa, el moco epitelial, llegan al pulmón distal. A partir de ahí deben ser eliminados rápida y eficazmente por la segunda línea de defensa: los fagocitos. Los macrófagos alveolares son las células fagocíticas dominantes en los pulmones (14).

La inflamación respiratoria aguda (IRA) representa la respuesta inmediata a un agente agresivo, de corta duración (unos pocos días o semanas), a menudo de inicio brusco y caracterizada por intensos fenómenos vasculo-exudativos. Múltiples mediadores bioquímicos desencadenan la inflamación. Entre ellos, los interferones (IFN) activan los macrófagos e inhiben la replicación del virus.

Controlar la humedad del aire no es gratis, pero la falta de ella es ciertamente muy costosa

Un nivel de humedad interior de unos 7-10 g/kg (humedad relativa del 40-60%) aumenta la defensa inmunitaria natural de los macrófagos y disminuye la virulencia de las IRA.

Conclusión

El cuerpo humano está formado por más de un 65-70% de agua. Todas las barreras (piel y mucosas) que lo protegen del exterior tienen intercambios térmicos y de agua con el aire ambiente. El aire seco absorbe su agua, secándolas y reduciendo su capacidad de protección.

Cuando la humedad relativa del aire interior se mantiene entre el 40 y el 60%, el aire se convierte en un aliado para el organismo. Mejora la calidad del aire, reduce la cantidad y la infectividad de los bioaerosoles, mantiene la trampa de mucosidad de los epitelios y garantiza la eficacia del sistema inmunitario. El confort físico producido por esta humedad del aire también tiene un efecto positivo sobre el sueño (según un estudio de la NASA ⁽¹⁶⁾).

De igual modo, reduce los problemas de electricidad estática, lo que es importante cuando se manipulan gases inflamables (como el oxígeno).

En el tratamiento del aire interior, la humidificación es tan importante como la filtración, la calefacción y la renovación, y todo ello tiene un coste. 

El coste de la humidificación en invierno puede compensarse fácilmente con una reducción de los costes de calefacción, ya que se puede ahorrar 1°C de calefacción cuando se aumenta la humedad relativa del 20 al 50% ⁽¹⁷⁾. Controlar la humedad del aire no es gratis, pero la falta de ella es ciertamente muy costosa.

Consejos de la Revisión Virológica Anual (marzo de 2020) para limitar la transmisión de los virus respiratorios en invierno:

1. Lavarse las manos para evitar la autoinoculación tras el contacto con fómites.

2. Llevar una mascarilla para mantener la nariz y la garganta calientes y húmedas, y reducir drásticamente la propagación de los virus y la carga viral en el aire.

3. Mantener los niveles de vitamina D en la sangre dentro del rango normal tomando suplementos si es necesario para compensar la reducción de la producción del cuerpo debido a la reducción de la luz solar. La vitamina D es importante para las defensas inmunitarias, al igual que las vitaminas A, C, B6, B9 y B12.

4. Dormir más de 7 horas para ayudar al sistema inmunitario.

5. Ventilar los interiores con suministro de aire fresco y extracción de aire interior para reducir la carga viral y la carga de CO2

6. Mantener la humedad relativa del aire interior entre el 40 y el 60% para reducir la transmisión viral y proteger las mucosas del sistema respiratorio.

Artículo elaborado por Paul-Emile DAVID | Licenciado en Farmacia | Miembro de ASHRAE | Especialista HVAC | Armstrong International

Referencias y citaciones

(1) Annual Review of Virology 2020. 7:2.1–2.19 Seasonality of Respiratory Viral Infections Miyu Moriyama,1 Walter J. Hugentobler,2 and Akiko Iwasaki1,3,4.

(2) D. Pedro Rodriguez Ramos. La importancia de la humedad relativa en el control ambiental. Calidad del aire interior.

(3) Wells, W. F., On Air-borne Infection. Study II. Droplets and Droplet Nuclei. Journal article: American Journal of Hygiene 1934 Vol.20 pp.611-18.

(4) ASHRAE Position Document on Airborne Infectious Diseases Approved by ASHRAE Board of Directors April 14, 2020.

(5) Fabian P, McDevitt JJ, DeHaan WH, Fung ROP, Cowling BJ, et al. (2008) Influenza Virus in Human Exhaled Breath: An Observational Study. PLoS ONE 3(7): e2691. doi:10.1371/journal. 0002691.

(6) Natural Ventilation for Infection Control in Health-Care Settings Editors: James Atkinson, Yves Chartier, Carmen Lúcia Pessoa-Silva, Paul Jensen, Yuguo Li, and Wing-Hong Seto. Geneva: World Health Organization; 2009.

(7) Blausen.com staff (2014). "Medical gallery of Blausen Medical 2014".

(8) COVID-19: Why we should ware all mask, Sui Huang.

(9) Yang, Wan, and Linsey C Marr. “Mechanisms by which ambient humidity may affect viruses in aerosols.” Applied and environmental microbiology vol. 78,19 (2012): 6781-8. doi:10.1128/AEM.01658-12.

(10) Lowen AC, Mubareka S, Steel J, Palese P (2007) Influenza virus transmission is dependent on relative humidity and temperature. PLoS Pathog 3(10): e151. doi:10. 1371/journal.ppat.0030151.

(11) Noti JD et. al, High Humidity Leads to Loss of Infections Influenza Virus from Simulated Coughs, PLoS ONE 8(2): e57485, 2013 (11) 2017 ASHRAE Fundamentals Handbook, Chap 10. Indoor environment health.

(12) Ahlawat, A., Wiedensohler, A. and Mishra, S.K. (2020). An Overview on the Role of Relative Humidity in Airborne Transmission of SARS-CoV-2 in Indoor Environments. Aerosol Air Qual. Res. (in press). DOI: 10.4209/aaqr.2020.06.0302.

(13) Scherzad A, Hagen R, Hackenberg S. Current Understanding of Nasal Epithelial Cell Mis-Diff erentiation. J Infl amm Res. 2019;12:309-

317 https://doi.org/10.2147/JIR.S180853.

(14) William J. Janssen, Adrianne L. Stefanski, Bruce S. Bochner, Christopher M. Evans, Control of lung defence by mucins and macrophages: ancient defence mechanisms with modern functions, European Respiratory Journal Oct 2016, 48 (4) 1201-1214; DOI: 10.1183/13993003.00120-2015.

(15) Kudo E, Song E, Yockey LJ, Rakib T, Wong PW, et al. 2019. Low ambient humidity impairs barrier function and innate resistance against influenza infection. PNAS 116:10905–10.

(16) Caddick, Z. A., et al. (2016). Sleep environment recommendations for future spaceflight vehicles. 7th International Conference on Applied Human Factors and Ergonomics: Advances in Intelligent Systems and Computing, 484, pp. 923-933.

(17) ISO 7730:2005 Ergonomics of the thermal environment — Analytical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria.