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Preventing superspreading events in (sub)tropical areas

The distribution of COVID-19 around the globe broadly follows the pattern of influenza. Above 30 degrees North latitude, the outbreak was mainly in the second part of the regular flu season.

In the (sub)tropical regions the flu waves do not occur during the winter, but during rainy seasons. The first major outbreak of COVID-19 south of 30 degrees North latitude occurred in Brazil. This is a country where the flu seasons run from March to June.

This 2018 study looks at when the regular flu breaks out in the different states in the country Brazil.  We also show a map of the number of infected cases with Covid-19 per 100,000 inhabitants now. It is clear to see that both the flu and Covid-19 run from the north (from week 13) to the south (until week 27).

In many other countries in the (sub-) tropical regions, rain periods have recently started or will soon start, as in large parts of Southeast Asia. This means that in those countries there is a risk that Covid-19 outbreaks will take place like in Brazil.

By understanding when and how outbreaks occur during the rainy season, it is possible to contain it as much a possible.

The spread of Covid-19 above 30 degrees NB

It is becoming increasingly clear that superspreading events play a crucial role in the spread of Covid-19. In the New York Times on June 2nd, there was an article entitled “Stop the superspreading events”.

Research in several countries shows that the spread of the virus is caused by only a small percentage of the infected. It was found that 10% of the infected persons accounted for 80% of new infections. The other new infections (20%) are caused by a slightly higher percentage of 20%. In other words: no less than 70% of those infected do not spread the virus.

The spread of the virus occurs mainly in indoor spaces without ventilation and low humidity, with a relatively large number of people. This is a situation that occurs above 30 degrees North latitude much more frequently in the winter months than in the summer months. Then there is usually much more moisture in the air and doors and windows are kept open more.

There are more and more indications that virus particles, which are airborne for quite a while, play a major role in this. The prominent German virologist Christian Drosten thinks that this form of spreading plays a larger role than through direct contact.  This recent study with the titel Identifying airborne transmission as the dominant route for the transmission of COVID-19″. indicates this.

But what about the (sub)tropical areas, where the humidity is usually much higher than in the northern countries?

The inexplicable seasonal patterns of influenza

Influenza has been studied for a long time. But if you look at those studies, there still appears to be a lot of uncertainty about how the transmission of the virus really takes place. Via direct contact or via the air or both. Plus, there is still no conclusive explanation for the differences in seasonal patterns across the earth.

In 2014 there was a big congress in Dubai on infectious diseases. A doctor connected to the WHO gave a presentation about the search for an explanation for the differences in seasonal patterns in countries below 30 degrees North latitude.

In that presentation the status of that search is described.

He presented all kinds of possible explanations (slide 14 and further), but never concluded that these explanations for the differences in patterns worldwide, were conclusive.

Regarding the relationship between distribution and the rainy season, it is stated (slide 28) that people spend on average half an hour a day indoors. But on slide 29 it is stated that this half hour hardly matters, especially given the high population density in urban areas. A 2007 study by Lofgren etc. found no relation either between the increase in the number of contacts due to the weather and the increase in the spread of influenza.

This 2016 study also shows that people do not understand the cause of the patterns of influenza waves in tropical areas.

In search for the logical answers

If we only start from logic, then these two questions are crucial:

  1. If north of the 30th latitude North, closed spaces without ventilation play a crucial role, why not in the rest of the world?
  2. There is a clear relation between outbreaks and the rain period, but why?

The study of the outbreak pattern in Manaus of Covid-19 gave the beginning of an answer.

In the South-East of the Netherlands there have been many municipalities with various superspreading events between the end of February and mid-March. First Carnival was celebrated around the 25th of February. Then 5 days after the church services on Sunday 1st March or Sunday 8th March you see a clear outbreak in these Roman Catholic congregations. In about 14 days, the number of infections increased by a factor of 30 to 50. In municipalities with infections in the first week of March, but without superspreading events, the increase in 14 days before the lockdown was a factor 6 to 10 times smaller.

From the 19th of March in Manaus a pattern like that of municipalities in the Netherlands with a superspreading event can be seen. In the graph below, the pattern of Manaus is compared to that of Oss, a municipality in the south of the Netherlands. The two graphs are very similar. Start date in Oss was a church service on Sunday 8 March. The starting date in Manaus was 13 or 14 March. But what happened there?

While searching in Manaus for the possible reason, only one special event stood out. The weather on the morning of Saturday 14 March: heavy rain showers.

And it also turned out they had thunderstorms that morning in and around Manaus, as can be seen on this site,.

In Guayaquil in Ecuador, also near the equator, there was also a big outbreak. There we see a strong increase in the number of infections on March 13th. It has been raining regularly there since February. And on the 8th, we see rain- and thunderstorms, usually a reason for people to unplug their ventilators.

So, this is a very strong indication that the “superspreading events” in (sub-) tropical areas happen not only during the rainy season, but exactly during a heavy rainstorm (with or without thunderstorms).

If you look at the housing of most poor people in those areas, you will see that they usually do not have any glass windows. This provides a form of natural ventilation for cooling down almost all the time. And ventilation is a clear protection against the occurrence of superspreading events, as we know from the Northern countries.

But during a (tropical) rainstorm something special happens:

– All people stay inside

– If there is a threat of water coming in, the doors and blinds are closed.

– Plus, it often happens that they unplug any fans during a thunderstorm.

Experts state that a heavy downpour causes a kind of curtain around the house, as it were, which shuts off ventilation from/to the outside. In addition, during a thunderstorm the electrical charge in the air is different than normal and this can also affect the way in which the virus can travel from one person to another.

Where one uses air conditioning with closed windows and doors, one also runs extra risk. Especially when the air humidity is below a certain level (at a temperature of 20 degrees below 40% relative humidity).  Also, in those rooms you need as much fresh air as possible and/or optimize the airflow and (HEPA) filtration of your air conditioning system.

These are the optimum conditions for a superspread event. Not because 50 people are infected in one room at the same time. But because in quite a few houses 1 person infects a large part of the other people present. If there are 250 people in houses infecting an average of 6 people, then there are also 1.500 people infected in total. So, these are “fragmented superspreading events”.

Exactly how it works during a rainstorm needs to be investigated further (quickly), but that does not take away from the fact that you can already take precautions to minimize the chance of infection during the rain/thunderstorm.

The next three months

In that presentation at that WHO congress in 2014 it was indicated where flu outbreaks occur in the months June-July-August. So, where there is a very high chance of major outbreaks of Covid-19 as well. Problem is that in this overview, countries are a whole, while in large countries like Brazil, flu waves are more regional (and move from North to South).

In several countries in Central and South America where it rains more, we see clear increases in the number of Covid-19 infections.

In Southeast Asia, the monsoon period is now approaching and, especially in India, an outbreak of the order of magnitude as in Brazil is imminent.

On this site a picture is given of how rainfall in Southeast Asia has averaged over the years between 1985 and 2015. These are two pictures of the monsoon period:

This is the average picture of 16 June. West India (with Mumbai), Bangladesh and Myanmar get the most rain then.

At this moment, the distribution of the number of Covid-19 victims in India is as follows:

And this is the average picture of the monsoon on August 1. Then a much larger part of India will have to deal with the monsoon and we also see a lot of rain in Vietnam and Laos.

How to reduce the chance of superspreading events during a rainstorm as much as possible?

If you do not realize when and how the strong growth in the number of cases occurs during the rainy season, you do not know what you can do to counteract either. Although the exact mechanisms during a rain/thunderstorm have not been determined, the following approach is wise in case of heavy rain and/or thunderstorms:

– Try to divide the people as much as possible between the available spaces indoors and outside.

– Try to ventilate as much as possible. So close doors and windows as little as possible and leave available ventilators on.

– Talk to each other as little as possible and if you do want to talk, use facemasks.

– Try to breathe out through the nose, because this seems the least likely to release virus particles.

With this advice, the chance of becoming infected during heavy rain is minimized.

Stay healthy

Drs. Maurice de Hond –  Drs.  Willem Engel, The Netherlands

Containcovid-19@gmail.com
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Prevención de eventos de superdifusión en zonas (sub-)tropicales de America Latina

Introducción

Somos dos científicos comprometidos desde los Países Bajos. Tenemos fuertes dudas sobre los consejos de la Organización Mundial de la Salud y las medidas que toma la mayoría de los gobiernos nacionales sobre COVID-19.

Por eso empezamos hace ya 3 meses nuestras propias investigaciones y llegamos a la conclusión de que EL VIRUS SE  DISTRIBUYE A TRAVÉS DEL AIRE. Son las partículas pequeñas del virus que permanecen en el aire (aerosoles) las que causan la mayoría de las infecciones. Este es un estudio reciente donde también se ha llegado a la misma conclusión.

Eso tiene varias consecuencias. Una es que hay poco peligro cuando estamos afuera, porque el virus se propaga rápidamente. La otra es que existe un gran peligro de contagio cuando estamos en la casa o la oficina, una iglesia o en una fiesta con muchas personas. Específicamente cuando estamos con muchas personas adentro con poca o ninguna ventilación, los riesgos de contagio son más altos. Cuando hay mucha gente en un evento, se llama eventos de superdifusión. Los eventos de superdifusión están jugando un papel importante (New York Times, 2 de junio de 2020). Sin embargo la mayoría de los gobiernos (y la OMS) todavía no reconocen bien la importancia de esta vía de contagio.

En las regiones subtropicales, el virus normal de la gripe está particularmente activo durante la temporada de lluvias, porque las personas se quedan dentro. Todo indica que el mismo fenómeno se manifestará para el virus COVID-19.

En las regiones subtropicales las olas de gripe no se producen durante el invierno, sino durante las estaciones de lluvia. El primer brote importante de COVID-19 al sur de los 30° de latitud norte se produjo en Brasil. Este es un país donde la temporada de gripe va de marzo a junio.

Pronto otros países y otras regiones del mundo, como la India, y países como Panamá, México, Colombia, Bolivia, Chile están o entrarán en la temporada de lluvias.

En este estudio de 2018 se muestra cuando la gripe estalla en los diferentes estados de Brasil.  Además mostramos un mapa del número de casos infectados con Covid-19 por cada 100.000 habitantes en ese momento. Es evidente, que tanto la gripe como el Covid-19, van del norte (desde la semana 13) al sur (hasta la semana 27).

(Temporadas de gripe en Brasil por latitud y propagación del Covid-19 en semanas.   04-06-2020)

Como anteriormente mencionamos, en muchos otros países de las regiones subtropicales, los períodos de lluvia han comenzado recientemente o comenzarán pronto, como en grandes partes del sudeste asiático. Esto significa, que en esos países existe el riesgo de que se produzcan brotes de Coronavirus como en Brasil.

Si se comprende cuándo y cómo se producen los brotes durante las temporadas de lluvia, se pueden controlar lo mejor posible.

La propagación del Covid-19 por encima de los 30° de latitud norte

Cada vez está más claro que los eventos de superdifusión juegan un papel crucial en la propagación del Covid-19. En el New York Times del 2 de junio del presente año, hubo un artículo titulado “Detengan los eventos de superdifusión”. Sobre la base de estudios realizados en diversos países, se afirmó que el 10% de las personas contagiadas es el causante del 80% de nuevos contagios, el 20% del 20% restante y el 70% no infectaba a nadie.

Las investigaciones realizadas en varios países muestran que la propagación del virus es causada por sólo un pequeño porcentaje de los infectados. Se descubrió que el 10% de las personas infectadas representaban el 80% de las nuevas infecciones. Las otras nuevas infecciones (20%) son causadas por un porcentaje ligeramente mayor del 20%. En otras palabras: no menos del 70% de los infectados no propagan el virus.

La propagación del virus se produce principalmente en interiores sin ventilación y con baja humedad, con un número relativamente grande de personas. Esta es una situación que se produce por encima de los 30° de latitud norte con mucha más frecuencia en los meses de invierno que en los de verano. Suele haber mucha humedad en el aire y las puertas y ventanas generalmente se mantienen abiertas.

Cada vez hay más indicios de que las partículas de virus, que permanecen en el aire durante largo tiempo, ejercen un rol fundamental en esto. El prominente virólogo alemán Christian Drosten piensa que esta forma de propagación del virus a través del aire, juega un papel más importante que la propagación a través de contacto directo.

¿Pero qué pasa en las zonas subtropicales, donde la humedad suele ser mucho más alta que en los países del norte?

Los inexplicables patrones estacionales de la gripe

La gripe ha sido estudiada durante mucho tiempo. Pero si observas esos estudios, parece que todavía hay mucha incertidumbre sobre cómo se produce realmente la transmisión del virus: a través del contacto directo, o a través del aire o de ambos. Tampoco hay una gran búsqueda de explicación de las diferencias en los patrones estacionales en toda la Tierra.

En el 2014 hubo un gran congreso en Dubai sobre enfermedades infecciosas. Un médico vinculado a la OMS hizo una exposición sobre la búsqueda de una explicación a las diferencias de los patrones estacionales en los países situados por debajo del paralelo 30° N.

En esa presentación se describe lo siguiente:

“La dinámica de las enfermedades infecciosas ofrece una amplia variedad de fenómenos intrigantes e inexplicables, sin embargo, ninguno se observa de manera tan consistente y sigue siendo tan poco conocido como la estacionalidad de la gripe”

Lofgren et al. (2007)  Influenza Seasonality: Underlying Causes and Modeling Theories,. J.Virol 81:5429-5436

En el mismo estudio aparecen representadas todo tipo de explicaciones posibles (diapositiva 14 y siguientes), pero el autor declara que aún no hay una explicación concluyente de las diferencias de estos patrones en todo el mundo.

En cuanto a la relación entre la propagación del virus y la estación de lluvias, se afirma (diapositiva 28) que las personas pasan en promedio media hora al día en interiores. Pero en la diapositiva 29 se muestra que esta media hora es apenas relevante, especialmente dada la alta densidad de población en las zonas urbanas.

En un estudio realizado en 2007 por Lofgren et al. no se encontró ninguna relación entre el aumento del número de contactos debido al clima y el aumento de la propagación de la gripe.

También, un estudio de 2016, muestra que las personas no comprenden la causa de los patrones de las olas de la gripe en las zonas tropicales:

“La actividad de la influenza es poco conocida en los trópicos, a pesar de múltiples picos y actividad identificable durante todo el año.”

 

En busca de respuestas lógicas

Si sólo partimos de la lógica, entonces estas dos preguntas son cruciales:

  1. Si en el paralelo 30° Norte, los espacios cerrados y sin ventilación juegan un papel fundamental. ¿Por qué no en el resto del mundo?
  2. Hay una clara relación entre los brotes y el período de lluvias. ¿Pero, cómo y cuándo ocurre?

El estudio de los patrones de brotes en Manaos dió el comienzo de una respuesta.

En el sudeste de los Países Bajos, en muchos municipios, han tenido lugar varios eventos de superdifusión entre finales de febrero y mediados de marzo. El primer carnaval se celebró alrededor del 25 de febrero. Luego, 5 días después de ceremonias religiosas, el domingo 1 de marzo o el domingo 8 de marzo, se vió un claro brote de COVID-19 en estas congregaciones católicas. En unos 14 días, el número de contagios se multiplicó por un factor de 30 a 50. Mientras, en municipios, donde no tuvieron lugar eventos de superdifusión, pero sí con contagios en la primera semana de marzo, el aumento en 14 días antes del cierre (Lockdown) fue por un factor de 6 a 8 veces menor.

A partir del 19 de marzo en Manaus se puede observar un patrón similar al de los municipios de los Países Bajos con eventos de superdifusión. En el gráfico siguiente, el patrón de Manaus se compara con el de Oss en los Países Bajos. Los dos gráficos son muy similares. La fecha de inicio en Oss fue durante una ceremonia religiosa el domingo 8 de marzo. La fecha de inicio en Manaus fue el 13 o 14 de marzo. ¿Pero qué pasó entonces allí?

Número de casos de Covid-19 después de un evento de superdifusión. 

En busca de una posible razón, sólo se destacó un evento especial en la mañana del sábado 14 de marzo: fuertes lluvias.

Desafortunadamente, esa mañana tambíen hubo tormentas eléctricas alrededor de Manaus, como se puede ver en este sitio.

 En Guayaquil, en Ecuador, hubo un brote importante. Vemos un claro aumento en el número de contagios el 13 de marzo. Ha estado lloviendo regularmente desde febrero. El día 8 de marzo también hubo tormentas eléctricas.

Hasta el día 13 de marzo el gobierno había confirmado 23 casos. Hubo casos reportados en Pichincha (5), Guayas (8) y Los Ríos (10)

 

Por lo tanto, esta es una fuerte indicación de que los “eventos de superdifusión” en las zonas subtropicales ocurren durante la temporada de lluvia, exactamente durante un fuerte torrencial de lluvia (con o sin truenos y relámpagos).

Si observas las viviendas de la mayoría de la personas en esas áreas, verás que normalmente no tienen ventanas de vidrio. Esto proporciona una forma de ventilación natural para refrescarse. Y la ventilación en las zonas que se encuentran por encima de los 30 grados de latitud norte, es una buena protección ante la presencia de eventos de superdifusión.

Pero durante un torrecial de lluvia (tropical) sucede algo especial:

  • Todas las personas permanecen dentro de su vivienda.
  • Se cierran puertas y ventanas cuando el agua amenza con entrar.
  • Además, a menudo sucede, que desenchufan ventiladores durante truenos y relámpagos.

Los expertos afirman que un fuerte aguacero provoca una cortina alrededor de la vivienda, por así decirlo, que cierra la ventilación desde/hacia el exterior. También, durante una tormenta eléctrica la carga eléctrica en el aire es diferente a la normal y esto puede afectar la forma en que el virus se desplaza.

Cuando se usa el aire acondicionado con las ventanas y puertas cerradas, también se corre un riesgo extra. Especialmente cuando la humedad del aire está por debajo de un cierto nivel (a una temperatura de 20 grados por debajo del 40% de humedad relativa).  En esas habitaciones se necesita la mayor cantidad de aire natural posible y/o optimizar el flujo de aire y filtros (HEPA) del sistema de aire acondicionado.

Esto también es un evento de superdifusión. No porque estén 50 personas contagiadas en una habitación al mismo tiempo, sino porque en las viviendas 1 persona infecta a una gran parte de los presentes. Si hay 200 personas en 250 casas infectando un promedio de 6 personas, entonces hay 1.500 personas infectadas en total. Por lo tanto, estamos ante la presencia de “eventos de superdifusión fragmentados”.

Cómo realmente funciona esto durante una tormenta, debe ser investigado (rápidamente) más a fondo, pero eso no quita el hecho, de que ya se pueden tomar ciertas precauciones para minimizar la posibilidad de contagios durante torrenciales de lluvia y/o tormentas eléctricas.

Los próximos tres meses

En esta presentación de un congreso de la OMS en 2014,  se indica dónde se producen los brotes de gripe en los meses de junio-julio-agosto. Por tanto, donde hay una alta probabilidad de grandes brotes de Covid-19. El problema es que en esta visión general, los países son considerados como un todo, mientras que en países grandes como Brasil, existen diferentes pautas: las olas de gripe se mueven de norte a sur.

 

 Países que muestran una actividad máxima de la gripe en el período de tres meses.

 

 El sudeste asiático está entrando ahora en el período del monzón (inudaciones por lluvias torrenciales) y, particularmente en la India, es inminente un brote de la misma magnitud que se ha visto en el Brasil.

En casi todos los países sur americanos ya comenzó el período de lluvias. Y allí también vemos un gran aumento en la cantidad de contagios.  Siguiendo Perú y Ecuador, vemos también muchas víctimas en  Chile, México, Panamá, República Dominicana, Colombia y Bolivia. Al igual un aumento en las cifras en el resto de los países del Sur y Centro América.

Esto acontece casi al mismo tiempo en que rompe la temporada de lluvias en esos países.

Cómo reducir al máximo la posibilidad de propagación en eventos de superdifusión durante un período de lluvia?

Si las personas no se dan cuenta de cuándo y cómo se produce el fuerte crecimiento del número de casos durante la temporada de lluvias, tampoco sabrán qué se puede hacer para contrarrestarlo. Aunque no se han determinado los mecanismos exactos durante una lluvia/tormenta eléctrica, el siguiente enfoque es prudente en caso de fuertes lluvias y/o tormentas eléctricas:

  • Eviten aglomeraciones. Intenten dividir a las personas tanto como sea posible entre los espacios disponibles, ya sea dentro o fuera, si es techado.
  • Intenten  ventilar lo más que se pueda abriendo puertas y ventanas. Mantenga los ventiladores encendidos.
  • Hablen lo menos posible en un mismo espacio y de hablar, usen mascarillas bucales.
  • Traten de exhalar por la nariz, porque parece ser la vía menos probable de liberar partículas de virus.

Con estos consejos se minimiza la posibilidad de ser contagiado.

Drs. Maurice de Hond y Drs. Willem Engel

Containcovid-19@gmail.com
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