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Invest Clin 62(1): 16 - 27, 2021 https://doi.org/10.22209/IC.v62n1a02
Flujo espiratorio en músicos de viento, aplicación al razonamiento de las distancias frente al COVID-19.
Sergio Soto Soria1, Jaume Rosello Castello2, Ana Valero García3, Alberto Caballero García4 y Alfredo Córdova Martínez1
1Dpto. Bioquímica, Biología Molecular y Fisiología. Facultad de Ciencias de la Salud. Universidad Valladolid. Campus Universitario “Los Pajaritos”. Soria, España. 2Conservatorio de Música de Jávea. Jávea, Alicante, España.
3Conservatorio “Vicente Perelló” de Benimelli. Benimelli, Alicante, España. 4Dpto. de Anatomía y Radiología. Facultad de Ciencias de la Salud. Universidad Valladolid. Campus Universitario “Los Pajaritos”. Soria, España.
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Expiratory flow in wind musicians, application to the consideration of distances against COVID-19.
Invest Clin 2021; 62 (1): 16-27
Received: 15-10-2020 Accepted: 13-12-2020
El intercambio de gases pulmonares exi- ge que el aire sea movilizado periódicamen- te mediante la inspiración y la espiración. El volumen de gas que ocupa los pulmones de- pende de la distensibilidad pulmonar entre los pulmones y caja torácica a lo largo del ciclo respiratorio (1). La medida de volúme- nes y capacidades constituye un importante escalón en las pruebas de función pulmonar ya permiten la evaluación de un paciente sospechoso de presentar una enfermedad respiratoria (2).
El coronavirus de tipo 2 causante del síndrome respiratorio agudo severo2 abre- viado (SARS-CoV-2), es un tipo de coronavi- rus causante de la enfermedad por coronavi- rus de 2019 (COVID-19). La transmisión de la COVID-19, aunque no está bien caracteri- zada, parece ser que uno de los mecanismos importantes de propagación es por microgo- tas (gotitas) y rutas aéreas (3). Se cree que la propagación en el aire ocurre cuando las partículas respiratorias de menos de 5 μm de diámetro son inhaladas. La Organización Mundial de la Salud (OMS) informa que pue- de ocurrir una transmisión en el aire, pero
solo cuando se realizan procedimientos de generación de aerosol. La transmisión por gotículas es distinta de la transmisión aérea, pues esta última tiene lugar a través de nú- cleos goticulares que contienen microbios. Los núcleos goticulares, que tienen un diá- metro inferior a 5 μm, pueden permanecer en el aire durante periodos prolongados y llegar a personas que se encuentren a más de un metro de distancia (4). La dispersión de las gotas depende de varios factores, como la viscoelasticidad del fluido de espi- ración, el tipo de ventilación, la velocidad de espiración, la tasa de evaporación y la diná- mica de la nube turbulenta generada duran- te las exhalaciones, los estornudos o la tos (5). Los estornudos y la tos pueden formar una nube de gas multifásico turbulento que puede extender la propagación de una gota y permitirle viajar más lejos. Tras esto, la nube pierde impulso y las gotas se evaporan formando núcleos de gotas que permanecen suspendidos durante horas, con la capacidad de causar una transmisión infecciosa de ma- yor alcance (5-7).
Los gases presentan una gran compre- sibilidad, que influye sobre las característi- cas del flujo, ya que tanto el volumen como la densidad varían con facilidad. En el caso de los gases el movimiento térmico vence a las fuerzas atractivas y, por tanto, tienden a ocupar todo el volumen del recipiente que los contiene. En los gases, la densidad de- pende de la presión y de la temperatura.
La comprensión de la evaporación y dispersión de las gotitas y los núcleos de las gotitas es importante para desarrollar métodos efectivos de control para las en- fermedades transmisibles por vía aérea. La distancia a la que se pueden transmitir las enfermedades, está condicionada por la dis- tancia la que se pueden propagar las gotícu- las (5,6). Una vez que se emiten las gotas al ambiente los factores principales que deter- minan cómo se mueven son su tamaño y las corrientes de aire.
Algunos estudios (8,9) acerca de la transmisión horizontal de gotas muestran
distancias de más de 2 metros. Además, exis- ten otros factores que podrían actuar en la transmisión como son gotas respiratorias grandes, objetos y superficies contaminadas y las mencionadas microgotas respiratorias o aerosoles. El número de partículas se redu- ce con una distancia creciente desde la fuen- te. Las partículas más grandes generalmente toman una trayectoria balística, es decir, la propia inercia y a las fuerzas inherentes al medio en el que se desplaza (principalmente la fuerza gravitatoria), recorren distancias más cortas. Dependiendo de la densidad de la gota, el diámetro aerodinámico y el im- pulso, las gotas pueden moverse más rápi- do, más lento o a la misma velocidad que la corriente de aire con la que se exhalan (5-7,10). El núcleo de la gota cambia con el tiempo, dependiendo de las condiciones medioambientales. La humedad en el aire al- tera la tasa de evaporación y por ende, su ta- maño. Las gotas en un aire seco se evaporan rápidamente reduciendo su tamaño y caen por gravedad más lentamente. Este cambio en el tamaño afecta la manera en que la par- tícula responde a los patrones de flujo del aire y su asentamiento (11).
Morawska y Cao (12) indican que es muy importante reconocer que el virus se propaga por el aire y recomienden que se implementen medidas de control adecuadas para evitar su mayor propagación, en parti- cular la eliminación de las gotas cargadas de virus en aire interior, por ventilación.
Las mediciones del flujo de aire y el vo- lumen pulmonar se utilizan para realizar la valoración funcional pulmonar (1). La espi- rometría forzada incluye la medición FEV1 y la CVF, indicadores del estado de la vía aé- rea. El flujo espiratorio máximo (PEF) es un parámetro dependiente del esfuerzo coordi- nado voluntario, de la fuerza muscular, del calibre de las vías aéreas, del volumen pul- monar y de las características viscoelásticas del pulmón. La relación FEV1/CV (Índice de Fiffeneau) <70% es el parámetro más impor- tante para la identificación de una obstruc- ción (1,13).
Los músicos que tocan instrumentos de viento necesitan una función pulmonar efectiva y una fuerza muscular espiratoria adecuada para generar sonido al mover la columna de aire en cada instrumento (14). Hay que tener en cuenta que los músicos son particularmente propensos a los esfuer- zos respiratorios excesivos, y un rendimien- to prolongado de los instrumentos de viento puede conducir a la sobrecarga de los mús- culos respiratorios (15). Además, producir altas presiones en la boca (zona de emboca- dura) puede conducir a problemas oclusales (dentales y labiales) y velocidades muy eleva- das de aire exhalado e inhalado (16).
Dependiendo de la actividad metabó- lica, la ventilación tiene que adaptarse au- mentando el aire corriente para realizar así una respiración económica. Ello condiciona las tasas del flujo respiratorio, elevándose a medida que se incrementan las necesidades metabólicas y el requerimiento físico, movi- lizando un volumen de aire muy alto (17). Estas circunstancias en los momentos actua- les de la pandemia por la COVID-19 pueden determinar el comportamiento y las medidas de seguridad que se debieran tomar a la hora de desarrollar su profesión como músicos (y en particular, como músicos de instrumen- tos de viento).
Este estudio se llevó acabo en los me- ses de noviembre, diciembre (2019), enero y febrero (2020), como cuerpo fundamental de un estudio de Tesis Doctoral, que, aun- que más amplio, una parte es dedicada a la función respiratoria. Creemos que puede
ser de interés científico conocer la respues- ta pulmonar de músicos frente a sujetos de control, en una situación como la actual pandemia. En este estudio nos propusimos evaluar la eficiencia del sistema respiratorio (parámetros de espirometría dinámica) en músicos de viento y analizar los flujos res- piratorios, con el fin de poder realizar una mejor determinación de la distancia de se- guridad frente al contagio por la COVID-19. Específicamente, pretendemos aportar al- gunos elementos de discusión que permitan extraer conclusiones a tener en cuenta res- pecto a la distancia de seguridad que actual- mente están recomendando las autoridades sanitarias.
En el estudio participaron dos grupos de sujetos, todos ellos varones (Tabla I): a) 27 sujetos músicos (grupo A) y b) 19 sujetos controles (Grupo B). Este segundo grupo (controles) se trata de individuos volunta- rios jóvenes universitarios, estudiantes de ciencias de la salud que no tocaban instru- mentos de viento. Todos los músicos eran titulados en el “Conservatorio de Música de Soria”, grado profesional, con experiencia musical profesional de más de 10 años. Para conocer la experiencia musical y las horas dedicadas a la música se les preguntó acerca del instrumento que toca, años de experien- cia, horas que toca al día, horas que toca por semana. Los instrumentos que tocaban eran al 50%, viento-metal/viento-madera.
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CARACTERISTICAS ANTROPOMÉTRICAS DE LOS GRUPOS.
Grupo A (músicos) Grupo B (control)
n
Edad (años) Peso (Kg) Estatura (cm) IMC (Kg/m2)
Años de experiencia musical
Tiempo de entreno semanal (h/semana)
27
29,16 ± 7,2
84,4 ± 15,3
171,7 ± 14,1
28,9 ± 6,2
18,0 ± 2,1
19
19
19,36 ± 2,3
74,69 ± 14,5
177,0 ± 9,5
23,86 ± 3,9
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Datos expresados como media ± desviación estándar (X ± SD).
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VALORES ESPIROMÉTRICOS DE LOS SUJETOS EN AMBOS GRUPOS: MÚSICOS (GRUPO A) Y CONTROLES UNIVERSITARIOS (GRUPOS B).
INDICA Grupo A MÚSICOS
Grupo B CONTROL
FVC (L)
FEV1 (L/seg) FEV1/FVC (%)
PEF (L/min)
Volumen Flujo
Valor absoluto Flujo
4,61 ± 0,68
4,16 ± 0,68
87,62 ± 8,1
588,73 ± 59,85
5,28 ± 0,9*
4,66 ± 0,75*
88,59 ± 5,16
608,0 ± 48,56*
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Datos expresados como media ± desviación estándar (X ± SD). Diferencia estadística *p<0,05).
Ninguno de los participantes era fuma- dor o tenía o había tenido enfermedades cró- nicas tipo alérgicas o infecciones virales, ni cardíacas, que pudieran ser causa de exclu- sión del estudio. También fueron excluídos aquellas personas (músicos o no) que tuvie- ran problemas de escoliosis, pues ello podría condicionar el resultado de los datos espiro- métricos. Previamente a comenzar la realiza- ción de las pruebas, todos los sujetos fueron informados detalladamente sobre el objetivo del estudio y sus procedimientos, pudiendo plantear cuantas preguntas requerían, tras lo cual firmaron el correspondiente permiso informado.
A todos ellos se les realizó prueba espi- rométrica con el uso de un espirómetro cali- brado modelo: MINISPIR LIGHT marca: Me- dical International Research (Roma-Italia) para obtener los parámetros espirométricos básicos utilizados y analizados en este estu- dio. El propio aparato nos indica los valores predictivos que tiene establecidos para cada uno de los parámetros analizados, en fun- ción con las características antropométricas y demográficas de los sujetos de prueba, lo que permite identificar posibles trastornos respiratorios y sus tipos.
Las valoraciones se realizaron en con- diciones constantes: sujeto sentado, con las piernas dobladas a un ángulo de 90°, los pies en el suelo. No utilizaban ropas compresivas. El espirómetro se conectaba al sujeto me- diante una boquilla insertada firmemente en la boca del sujeto y se aplicó una pinza oclu- sora en la nariz. Se realizaron tres manio-
bras con una variabilidad inferior al 5% para FEV1 y CVF, seleccionándose la mejor curva. En las maniobras de respiración se les indi- có realizar una inspiración máxima, rápida hasta la posición de la capacidad pulmonar total (TLC), seguida de una espiración rápi- da y continuada hasta desalojar el máximo volumen pulmonar posible.
Se analizaron los siguientes parámetros espirométricos:
Capacidad vital forzada (CVF): canti- dad de aire que se moviliza en una inspi- ración o espiración máximas forzadas.
Volumen espiratorio forzado en 1 se- gundo (FEV1): cantidad de aire que se moviliza en el primer segundo de una espiración forzada. El FEV1 es el pará- metro más empleado de función pulmo- nar. Es dependiente del esfuerzo, tiene una elevada reproducibilidad y se co- rrelaciona lineal e inversamente con la obstrucción de las vías aéreas.
Flujo espiratorio máximo (PEF)(L/ min): y sería el que puede exhalarse por segundo en una espiración forzada. A diferencia del FEV1, el PEF se produce más precozmente, se consigue al ha- ber espirado el 75-80% de la capacidad pulmonar total dentro de los primeros 100 ms de espiración forzada (alrede- dor de 0.125 segundo). EL PEF es un parámetro dependiente del esfuerzo, de la fuerza muscular del diafragma, del calibre de las vías aéreas, del volumen pulmonar y de las características vis-
coelásticas del pulmón. Es decir, repre- senta una medida sencilla, cuantitativa y reproducible de la obstrucción de las vías aéreas.
Índice de Tiffeneau (FEV1/CVF en
%). El valor normal de la relación es del 80%, y cifras menores son el indicador espirométrico más sensible de obstruc- ción bronquial al flujo aéreo.
Como es conocido, los valores espiro- métricos pueden cambiar para una misma persona a lo largo del día, la semana y del año, por lo que todas las pruebas se reali- zaron a la misma hora del día, siendo en el periodo de 5-6 de la tarde, dada la actividad estudiantil de los sujetos estudiados, tanto músicos, como universitarios.
Los resultados fueron tratados estadís- ticamente mediante el paquete de software SPSS 12.1. Para describir una distribución normal se utilizó la prueba de Kołmogorow- Smirnov, y para analizar las diferencias entre grupos con distribución normal se utilizó la prueba t de Student para muestras indepen- dientes. Como nivel estadísticamente signi- ficativo, p <0,05 fue adoptado.
El estudio fue avalado por el comité de ética de investigación clínica acreditado del área de Salud de Burgos y Soria (Ref. CEIC 1984). Los resultados presentados en este estudio forman parte de un proyecto cien- tífico más amplio con el objeto de estudio para la realización de Tesis Doctoral.
Con excepción de la edad, las carac- terísticas de los grupos fueron similares, así que no se generan variaciones en los resul- tados espirométricos debidas a diferencias en los grupos muestrales (Tabla I). Hay que remarcar que la experiencia de los músicos (grupo A) tenían en promedio, más de 10 años de experiencia, y entrenaban 20 horas por semana. Los músicos eran semiprofesio- nales integrantes de la banda municipal de Soria.
En la Tabla II se presenta los resultados correspondientes a los datos espirométricos de ambos grupos. Como podemos observar, la CVF era menor en el grupo de los músicos (grupo A) que en el de los controles univer- sitarios (grupo B).
Igualmente, al analizar la FEV1, vimos que fue también menor en el grupo de los músicos (grupo A) con respecto al grupo B de universitarios no músicos.
Por su parte, el índice de Tiffeneau (la relación FEV1/CVF), en ambos grupos se mantuvo dentro de los rangos fisiológicos de la normalidad, sin diferencias significativas.
En cuanto a los valores de PEF, observa- mos valores más bajos en los músicos (grupo
A) con respecto al grupo de control.
Los músicos de instrumentos de viento dedican mucho tiempo a ensayar, lo que re- presenta poner a prueba el sistema respirato- rio debido al esfuerzo que ello requiere. Pero estas actividades no solo se realizan en soli- tario durante el entrenamiento, también re- quieren entrenamientos grupales para poder ensamblar y perfeccionar las piezas musica- les que se interpretan posteriormente ante el público. Tanto durante los ensayos como durante las interpretaciones (conciertos), estos profesionales deben tener una función y fuerza pulmonar adecuada para producir el sonido musical en el instrumento. Este mo- vimiento aéreo durante su respiración impli- ca a su vez la dispersión en el aire de gotitas (elemento transmisor del coronavirus).
En nuestro estudio, limitado a un grupo pequeño de músicos varones, hemos obser- vado una disminución de la capacidad vital (CV) acompañada de valores fisiológicos normales del índice de Tiffeneau (FEV1/ FVC%) (por encima del 87%). Además, he- mos observado valores de función pulmonar referentes al FEV1 más bajos que el grupo de control. Nuestros datos comparados con los valores resultantes de los estándares de Baldwin, Berglund, Kory, Knudson, Morris,
Nikodemowicz, CECA son considerados nor- males (18). Bien es verdad que son signifi- cativamente menores, pero al estar en los rangos de la normalidad no supone ninguna limitación para el desarrollo de su profesión musical.
Rohwer (19) analizó el comportamien- to de la función respiratoria antes y después de un ensayo con su banda de música y no encontró cambios significativos. Esto pue- de deberse al hecho de que las técnicas de interpretación, como las respiraciones esca- lonadas y la respiración instantánea, ayudan a los músicos a soplar. Como explica Hajda
(20) en su método de clarinete la respira- ción debe ser uniforme y lenta. Se recomien- da combinar la respiración del estómago (diafragmática) y las costillas según el dia- fragma. Este fenómeno que para los músicos es lógico, viene sustentado en el fenómeno fisiológico del punto de igual presión (PIP), que ejerce como factor limitante durante la inspiración (1). Parece que los instrumentis- tas de viento no mostraron ni un volumen corriente alto (VC) ni una capacidad vital (CVF) alta a pesar de lo que pudiéramos pre- suponer.
Sin embargo, este fenómeno podría ser aplicado al resto de los instrumentos de viento, es decir, mantener el flujo respirato- rio sin hacer esfuerzos extraordinarios, lo que hace que sea un flujo respiratorio menor y regulado que cuando lo haría una persona normal. Es decir, una aplicación efectiva del fenómeno del PIP anteriormente descrito (1). Pero, a pesar del PIP habría que tener en cuenta la diferencia de tocar fuerte o piano pues el esfuerzo y el flujo de salida de la boca es diferente, aunque a la hora de la expulsión del aire a través del instrumento quede ate- nuada debido al espacio muerto existente a lo largo del tubo. En este sentido, tampoco Borgia y col. (21) y Nauratil y Rejsek (22) encontraron diferencias significativas en los músicos de instrumentos de viento en com- paración con otras personas.
Referente al PEF y FEV, Zuskin y col.
(23) indicaron que los músicos de instru-
mentos de viento tenían un FEV1 significa- tivamente mayor que los sujetos controles, y aquellos intérpretes con más tiempo de empleo tuvieron los mayores aumentos en la función pulmonar. Sin embargo, en nues- tro estudio observamos que los niveles de FEV1 eran menores en los músicos que en los controles. De igual forma ocurrió con el PEF. Desde nuestro punto de vista esto es un fenómeno fisiológico normal, pues la edu- cación musical para tocar los instrumentos de viento se basa en ser económicos y regu- lar el flujo respiratorio. Quizás por ello los músicos pudieron llevar a cabo espiraciones más largas y controladas, mientras que el grupo de control, realizaba espiraciones más cortas y explosivas. Como ya hemos men- cionado anteriormente Hajda (20) ya indica la importancia del mantenimiento del flujo respiratorio con el mínimo esfuerzo, hecho avalado por el fenómeno del PIP, que hace que solo una parte de la exhalación de aire sea dependiente del esfuerzo.
En términos de patología podríamos decir que el tiempo forzado de larga dura- ción en las vías respiratorias podría afectar el sistema respiratorio, sin embargo, en nuestro estudio no hemos observado altera- ción alguna. Zuskin y col. (23) sugieren que por el hecho de observar alto valor de PEF% y FEV1%, podría ser así. Sin embargo, no hemos encontrado estudios que corroboren esta situación. Por el contrario, en nuestro estudio observamos que tanto la FEV1como el PEF son menores en los músicos que en los sujetos control.
Además, hay estudios (24,25) que in- dican que los músicos de instrumentos de madera se adaptan mejor a volúmenes res- piratorios más bajos, sin embargo, la trom- peta por ejemplo requiere presiones muy altas, pero bajos caudales de aire. Cossette y col. (26) concluyen que, en los trompetis- tas jóvenes, las presiones respiratorias máxi- mas son más altas que en los jóvenes que no tocan instrumentos de viento e indican que esto es probablemente una consecuencia del entrenamiento muscular respiratorio con un
instrumento de viento. Parece ser, al menos teóricamente, que es importante considerar las diferencias entre los instrumentos, ya que unos requieren presiones mayores y por lo tanto requieran mayores demandas respi- ratorias. Sin embargo, Fuhrmann y col. (27) no encontraron diferencias significativas en los parámetros respiratorios (basadas en los perfiles de presión) de músicos de viento.
La mayoría de los estudios a sugieren que el aumento de los flujos respiratorios y del volumen corriente se consideran un activo para tocar instrumentos de viento (28,29). Según estos autores, tener mayo- res volúmenes de aire a su disposición le da al músico mayor ‘poder’ con el cual crear, manipular y mantener el tono musical en un instrumento. Pero es probable que la capaci- dad de los músicos para controlar el flujo de aire esté más relacionada con su habilidad que con su capacidad física pulmonar.
Por otra parte, y aunque es cierto que las cifras del flujo respiratorio aumentan cuando se incrementan las necesidades me- tabólicas y el requerimiento físico, lo que conlleva mayor volumen de aire movilizado, en el caso de los músicos es un hecho a re- considerar. Como ya hemos discutido, el mú- sico al no precisar de un flujo inmediato tan elevado, en las circunstancias de contamina- ción por la COVID-19 genere menos aeroso- les lo que llevaría a replantear las medidas de seguridad que se debieran tomar en el ámbito de los músicos que tocan instrumen- tos de viento. Sin embargo, ello no implica que tenga menos probabilidades de propagar la COVID-19.
La dispersión de las gotas depende de varios factores, como la viscoelasticidad del fluido de espiración, el tipo de ventilación, la velocidad de espiración, la tasa de evapo- ración y la dinámica de la nube turbulenta generada durante las exhalaciones, los estor- nudos o la tos (5,6). Así pues, la compren- sión de la evaporación y dispersión de las gotitas y los núcleos de las gotitas es impor- tante para desarrollar métodos efectivos de control para las enfermedades infecciosas.
La distancia a la que se pueden mover las gotas está relacionada con la distancia a la que se pueden transmitir las enfermedades transmitidas por las gotas (5,6). Según reco- ge la OMS, estar a menos de un metro de dis- tancia de una persona con síntomas respira- torios, como tos o estornudos, sí supone un riesgo de contagio. A esa distancia, estamos expuestos a las gotitas respiratorias con ca- pacidad infectiva, de entre 5 y 10 micróme- tros (un cabello humano tiene más de 100 micrómetros de diámetro). Estos aerosoles contienen partículas virales viables que per- manece flotando el en aire durante horas. La Organización Internacional de Trabajo (OIT) ha recomendado una distancia mínima de 2 metros entre trabajadores para prevenir los contagios, siempre que se encuentren en si- tios bien ventilados (4,29). Por tanto, una persona ubicada cerca durante ese breve pe- riodo de tiempo se puede infectar (31).
Por lo que respecta a la transmisión por el aire, especifica el informe de la OMS, esta se refiere a partículas extremadamen- te pequeñas, de menos de 5 micrómetros de diámetro, que suelen resultar de la evapora- ción de gotas más grandes. Se denominan aerosoles y sí que pueden estar en el aire suspendidas durante periodos más largo de tiempo, en función del calor y la humedad, y transmitirse a distancias mayores de un me- tro. No obstante, señala la OMS, en el caso del SARS-CoV-2 sólo lo hacen en circunstan- cias muy específicas como las que se dan en el entorno hospitalario, donde el personal sanitario tiene que realizar procedimientos como intubar al paciente, desconectarlo de la ventilación, o hacerle una traqueotomía, que pueden generar esos aerosoles.
Por ello, es oportuno revisar, al menos en el ámbito de la música, la regla de control de infección de 1 a 2 m, que establece pau- tas para las precauciones de gotas.
Si a ello añadimos que el aire no sale solo por un orificio final (la campana) sino también por las llaves, por lo que la fuerza del flujo de aire exhalado queda muy reduci- da. En este sentido, hemos de recordar que,
por ejemplo, en condiciones de flujo estable (técnica que realiza el músico habitualmen- te para administrar el aire durante mayor nú- mero de compases, el aire fluye en el tubo a modo de capas concéntricas de igual veloci- dad, con una caída de presión a expensas de la viscosidad (fricción viscosa) que se opone a dicho movimiento (flujo laminar). La capa más externa (pegada a la pared del tubo), debido a la elevada fricción tiene una veloci- dad muy pequeña, aumentando en las capas centrales, es decir que su superficie externa en contacto con capas cada vez más perifé- ricas, es mayor, siendo por lo tanto cada vez mayor la resistencia viscosa, a igual presión (“empuje”) aplicada a cada una de las capas del flujo laminar. Esta fuerza es opuesta a la circulación del aire produce un retardo su- cesivo desde el centro hacia la periferia del tubo, lo que puede ser considerado también como la transferencia del “momento” (o fuerza tangencial al eje de circulación) entre las distintas capas de fluido concéntricas ha- cia la pared del tubo (29,32).
Recientemente nosotros hemos co- municado que en deportistas existe un au- mento lineal de la distancia de seguridad con respecto al flujo respiratorio (VE), lo que garantizaría el distanciamiento óptimo (17). Sin embargo, en los músicos este he- cho consideramos que puede ser irrelevante por varios motivos. Por una parte, existe un gran control en el flujo espiratorio, siendo mucho menor que en los sujetos normales (Tabla II), por otra los músicos no ejercen una fuerza mayor que los controles ni en el FEV1 ni en el PEF. A ello hay que añadir que la frecuencia respiratoria no aumenta, con lo cual tampoco se incrementa la velocidad de salida.
Así mismo, debemos considerar el com- portamiento de los flujos, puesto que hay una mezcla de flujo laminar y turbulento (11,32,33). Cuando se incrementa la velo- cidad del flujo comienzan a aparecer fluc- tuaciones en el aire, de manera que algunas partículas escapan de la línea y van a parar a otros puntos. Ello implica que la velocidad
tiene otras componentes perpendiculares al flujo que hacen que algunas de las partícu- las se desplacen de la línea. Esto las sitúa en la zona de transición de régimen laminar a turbulento. Si la velocidad sigue aumentan- do, las inestabilidades son más frecuentes y de mayor intensidad, por lo que un gran número de partículas se desplazan a otras “capas”. Todo el aire se ha difuminado por el conducto. Este desorden que hace que las partículas se “cambien de carril” es debido a que existen valores instantáneos de la veloci- dad no nulos que fluctúan alrededor de 0 en las direcciones radial y circunferencial (son valores positivos y negativos con media tem- poral nula, ya que no hay flujo neto a través de las paredes de los tubos. También en la componente de la velocidad en la dirección principal del flujo existen fluctuaciones, que hacen que el valor de la velocidad instantá- nea en un punto no se mantenga constan- te, a pesar de estar en régimen permanente (11,32,33). Pero, además, debemos tener en cuenta el efecto de la divergencia de los fluidos aéreos a través de los tubos (de los instrumentos musicales), lo que hace perder presión cuando el aire es expulsado.
En las ramificaciones (las llaves del ins- trumento musical), el área de cada una de las ramas hijas (las llaves) es menor que la sección originaria y la suma de las secciones de las ramas hijas es mayor que la de la prin- cipal. Debido a que el flujo debe ser constan- te para obtener un buen sonido y una ento- nación adecuada, debe existir una caída de la velocidad proporcional en cada una de las ramificaciones estabilizando el flujo.
Aplicando ecuación de Bernoulli (32,33) se deberían aplicar los valores pro- medio de la velocidad en cada sección del instrumento musical. El cálculo de la veloci- dad media de una sección es sencillo, y más aún en el caso de un flujo laminar. Sin em- bargo, utilizar directamente tal valor de ve- locidad media sobre la ecuación de Bernoulli sería incorrecto, pues la velocidad aparece elevada al cuadrado. La solución para poder hacerlo pasa por utilizar el denominado co-
eficiente corrector de la energía cinética, es decir, del cálculo del flujo de energía cinéti- ca por unidad de tiempo que atraviesa una sección. Sin embargo, en la realidad también deberemos tener en cuenta el efecto de atra- pamiento del material genético (la proteína del SARS-CoV-2) que el músico infectado espira, pero que se queda dentro del instru- mento.
Por lo tanto, se produce una dispersión de la presión del flujo, dada la pérdida que se produce al salir el aire por los distintos orificios, haciendo que la dispersión de las gotitas contenidas en el flujo aéreo tenga menos recorrido que cuando respiramos di- rectamente.
A ello deberíamos añadir, que gran parte de la condensación del aire respirado y espirado por los músicos, se deposita en forma de gotas grandes que caen perpendi- cularmente a la campana de los instrumen- tos. No es infrecuente ver, sobre todo a los trompetistas como de vez en cuando tienen que vaciar (sacudir) la acumulación de agua en el instrumento.
Una limitación del estudio es el esca- so número de músicos, pero debemos con- siderar que ellos forman parte de un grupo poblacional de la provincia más pequeña de España (Soria) y por lo tanto el número de músicos es escaso. Y, sin embargo, nuestra provincia ha sido la de mayor incidencia pro- porcional de coronavirus de toda España.
En conclusión, creemos que en el caso de los músicos debería ser reconsiderada la distancia de seguridad establecida ac- tualmente como prevención de contagio de COVID-19, puesto que los flujos espira- torios son menores y los músicos no están en frente uno de otro (están detrás), además de que el público se encuentra a una distan- cia de unos 5 metros. Además, deberíamos contemplar que el hecho de la distancia de los tubos hace que al final, la salida de aire sea menor pues parte se queda en el instru- mento (espacio muerto). Es decir, en el mú- sico, además de ejercer menor presión para el flujo respiratorio, se controla mucho más
acorde también a lo que representa el PIP, y a lo que supone el espacio muerto anatómi- co del propio instrumento musical. Por otra parte, la condensación del aire exhalado deja mucha cantidad del aerosol en el propio ins- trumento en forma de gotas que los músicos deben limpiar del instrumento, que en esas condiciones conlleva la higienización del ins- trumento. Así pues, hay numerosas variables que influyen en los flujos y la dispersión, la propagación de bioaerosoles que deberían ser consideradas.
Agradecemos la participación volunta- ria y desinteresada de los componentes de la banda municipal de Soria, por su participa- ción e implicación en el estudio.
069X-2-15.
87(00)00111-0.
33. 33. Arregui FJ, Cabrera E, Cobacho R, Gó- mez E, Soriano J. Apuntes de mecánica de fluidos. Valencia. Universidad Politécnica, 2017.