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Coronavirus: come viaggia nell’aria e come si neutralizza con la ventilazione
Un nuovo studio dell’Ospedale Bambin Gesù, mostra come, raddoppiando la portata dell’aria condizionata in una stanza chiusa, si abbatte la concentrazione delle particelle contaminate di ben il 99,6%. (Fonte foto di copertina: Bambin Gesù)
Come illustrato in questi mesi di pandemia, la tosse di un paziente affetto da Covid determina che le goccioline salivari più grandi (droplet) cadono a terra per effetto di gravità entro due metri, mentre quelle microscopiche emesse sotto forma di aerosol con la tosse e non solo, hanno un tempo di permanenza nell’aria più lungo, prima della loro evaporazione. Una simulazione in 3D realizzata dai ricercatori dell’Ospedale Pediatrico Bambino Gesù, che si va ad aggiungere af una serie di altri studi sullo stesso ambito, riproduce esattamente il movimento delle particelle biologiche nell’ambiente e l’impatto dei sistemi di aerazione sulla loro dispersione. I risultati dello studio, condotto con lo spin-off universitario Ergon Research e la Società Italiana di Medicina Ambientale (SIMA), sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Environmental Research, evidenziando come un ruolo chiave sia quello dell’areazione forzata per disperdere le particelle potenzialmente contagiose. Importante è che gli impianti di areazione devono essere «a convogliamento dell’aria esterna verso l’interno» come quelle montate generalmente in ambienti di grandi dimensioni come gli ospedali, a differenza della quasi totalità dei sistemi di condizionamento e pompe di calore installate in case e negozi che sono invece di tipo split e quindi non convogliando ara fresca ma riciclando quella interna.
Nello studio,i ricercatori hanno utilizzato metodiche di “simulazione fluidodinamica computazionale” (CFD – Computational Fluid Dynamics) ricreando virtualmente la sala d’aspetto di un pronto soccorso pediatrico dotata di sistema di aerazione, con all’interno 6 bambini e 6 adulti senza mascherina. In un tale ambiente virtuale è stato tracciato il comportamento delle goccioline e dell’aerosol nei 30 secondi successivi al colpo di tosse in tre diversi scenari: con il sistema di aerazione spento, a velocità standard e a velocità doppia, valutando quanta aria contaminata avrebbe respirato ogni persona presente. Utilizzando la serie di parametri fisici che regola la dispersione aerea delle particelle biologiche come velocità, accelerazione, quantità, diametro delle droplet, turbolenza, moti connettivi generati dall’aria condizionata, con i ricercatori che hanno ottenuto una simulazione 3D, riproducendo quello che accadrebbe esattamente in un ambiente reale.
Passando ai risultati dello studio, I risultati si conferma che i sistemi di condizionamento dell’aria svolgono un ruolo determinante nel controllo della dispersione di droplet e aerosol prodotti col respiro negli ambienti chiusi, documentando come il raddoppio della portata dell’aria condizionata (calcolata in metri cubi orari) all’interno di una stanza chiusa riduce la concentrazione delle particelle contaminate del 99,6%. Nel contempo, la velocità doppia causa una dispersione aerea di droplet e aerosol più rapida e a distanze più grandi rispetto all’aria condizionata con portata standard oppure spenta. A condizionatore spento le persone più vicine al bambino che tossisce (1,76 metri nella simulazione) respirano l’11% di aria contaminata mentre i più lontani (4 metri) non vengono raggiunti dalla «nube» infetta. Con il sistema a velocità doppia si abbatte la concentrazione di contaminante e le persone più vicine ne respirano lo 0,3%, ma vengono raggiunte rapidamente anche quelle più lontane che in questo caso respirano lo 0,08% di aerosol contaminato, percentuali bassissime e sostanzialmente irrilevanti ai fini del contagio. Come spiegano i ricercatori del Bambin Gesù “L’attività ha dimostrato che, se usati correttamente, questi strumenti possono favorire una maggior comprensione del fenomeno e guidare verso un utilizzo efficace della ventilazione meccanica per migliorare la qualità dell’aria negli ambienti indoor“.
Come spiega il prof. Carlo Federico Perno, “l’infezione da virus SARS-CoV-2 – spiegaresponsabile di Microbiologia e Diagnostica di Immunologia del Bambino Gesù – è trasmissibile attraverso il respiro in relazione a tre elementi fondamentali: lo status immunitario della persona, la quantità di patogeno presente nell’aria, misurata in particelle per metro cubo, e l’aereazione dell’ambiente. A parità degli altri elementi, dunque, più alta è la concentrazione di virus, maggiore è la probabilità di contagio». «Il ricambio d’aria negli ambienti – sottolinea il professor Alessandro Miani, presidente SIMA – anche attraverso l’attivazione di sistemi scientificamente validati di aerazione, purificazione e ventilazione meccanica controllata, si rivela fondamentale nella diluizione del virus e nel suo trasferimento, per quanto possibile, all’esterno, ovverosia nella mitigazione degli inquinanti biologici aerodispersi presenti nelle droplet, riducendo significativamente la concentrazione del patogeno in aria. Questo, unitamente all’utilizzo di mezzi di barriera (mascherine, distanziamento e igiene delle mani), oggi rappresenta il principale strumento per ridurre il rischio di contagio in ambienti confinanti”.
Su questo cruciale tema, su cui si è accesa una ampia discussione sino dall’inizio della pandemia, con un gran numero di studi che si vanno accumulando si evidenzia che il rischio sussiste soprattutto se si parla di ambienti chiusi e scarsamente ventilati, come anche all’aperto in condizioni di affollamento. I Centri per il controllo delle malattie Cdc statunitensi hanno inserito di recente nella lista delle possibili vie di trasmissione del Sars-Cov-2 anche l’aerosol di particelle a differenza dell’OMS. Rimanere qualche minuto in un ambiente chiuso con una persona positiva a Sars-CoV2 e con sintomi leggeri, mantenendo le distanze, molto probabilmente non esporrà a un rischio di contagio alto, ma se la permanenza è più lunga e l’ambiente non è ventilato si profila una scenario completamente diverso. Fondamentale sarebbe intervenire efficacemente nelle aule scolastiche o nei mezzi pubblici, dove l’aerazione controllata potrebbe risultare determinante per abbattere drasticamente il rischio di contagio.
La Redazione di Ecquologia
