L’impatto dei sistemi di aerazione sulla dispersione del virus: lo studio del Bambino Gesù
Gli specialisti del Dipartimento di Diagnostica per Immagini e dalla Direzione Sanitaria del Bambino Gesù, insieme con gli ingegneri di Ergon Research e la Società Italiana di Medicina Ambientale (SIMA) per la supervisione tecnico-scientifica, hanno realizzato uno studio sulla dispersione di contaminante negli ambienti chiusi. Quello che hanno fatto è stato ricreare virtualmente una sala d’aspetto di un pronto soccorso pediatrico servendosi della fluidodinamica computazionale (CFD – Computational Fluid Dynamics).
La simulazione 3D della sala, in cui vi sono virtualmente 6 bambini e 6 adulti privi di mascherina, ha evidenziato l’importanza del sistema di aerazione all’interno di luoghi chiusi e come quest’ultimo può di gran lunga diminuire la dispersione di particelle nell’ambiente. È stata riprodotta la dinamica successiva ad un colpo di tosse e il viaggiare nell’aria di aerosol e goccioline salivari emesse con il respiro. La simulazione CFD ha riprodotto esattamente il movimento delle particelle biologiche nell’ambiente e la loro dispersione. I risultati, pubblicati sulla rivista scientifica Environmental Research, hanno evidenziato quanto sia efficace l’aerazione in ambienti chiusi e come il trattamento dell’aria può contenere la diffusione del virus.
È stato studiato il diffondersi nell’aria delle goccioline e aerosol durante i 30 secondi successivi al colpo di tosse di un bambino in sala d’attesa per valutare quanta aria contaminata avrebbe respirato ogni persona presente nell’ambiente. Per valutare l’efficacia del sistema di aerazione la stanza tridimensionale è stata studiata in tre diverse situazioni: con il sistema di ventilazione spento, con il sistema di ventilazione a velocità standard e a velocità doppia.
Per una simulazione in grado di riprodurre il più possibile la realtà sono stati utilizzati parametri fisici reali, la velocità dell’aria che esce da un colpo di tosse, la temperatura della stanza, la dimensione delle goccioline di saliva, che, insieme con gli algoritmi di fluidodinamica, sono in grado di fornire risultati fisicamente corretti.
Ne risulta che i sistemi di condizionamento dell’aria svolgono un ruolo determinante e che solo raddoppiando la portata dell’aria condizionata all’interno di una stanza chiusa (cioè i metri cubi/h) viene ridotta la concentrazione delle particelle contaminate del 99.6%. Tale velocità, pur aumentando la dispersione di aerosol e goccioline all’interno della stanza, abbatte la concentrazione di contaminante: le persone più vicine al bambino che ha emesso il colpo di tosse ne respirano solo lo 0,3% mentre quelle più lontane, che vengono raggiunte più rapidamente dall’aerosol contaminato rispetto al caso senza condizionatore, ne respirano lo 0,08%. Tali percentuali sono bassissime e sostanzialmente irrilevanti ai fini del contagio. Infatti, a condizionatore spento la situazione è diversa: le persone più vicine al bambino che tossisce respirano l’11% di aria contaminata (nella simulazione distanti 1,76 metri) mentre quelli seduti a 4 metri di distanza non vengono affatto raggiunti dall’aerosol contaminato.
Come spiega il professore Carlo Federico Perno, responsabile di Microbiologia e Diagnostica di Immunologia del Bambino Gesù, i fattori fondamentali per la trasmissione dell’infezione da virus SARS-CoV-2 sono: lo status immunitario della persona, la quantità di patogeno presente nell’aria (particelle per metro cubo) e l’aereazione dell’ambiente. Per questo, un adeguato ricambio d’aria e l’utilizzo di sistemi di aerazione controllata sono fondamentali per ridurre e controllare il trasferimento del virus, insieme all’utilizzo di barriere come le mascherine e il distanziamento.
di Ludovica Beatrice Chiango