Salute

Microfoni, distanziamento, ventilazione meccanica: come limitare il contagio a scuola

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Come calcolare il rischio di contagio in ambienti chiusi

Sulla base delle conoscenze scientifiche raggiunte finora un gruppo di lavoro dell’Università di Cassino, guidato dal professor Giorgio Buonanno, in collaborazione con la Queensland University of Technology di Brisbane e la New York City ha sviluppato un tool che stima il rischio di contagio in ambienti chiusi. «Le scuole insieme ai mezzi di trasporto pubblico rappresentano sicuramente delle occasioni di contagio. La brutta notizia – spiega Buonanno, professore di Fisica Tecnica Ambientale, che da anni si occupa del tema della qualità dell’aria negli ambienti indoor – è che le aule scolastiche rappresentano una criticità a causa della ridotta ventilazione (tipicamente naturale con ricambi estremamente ridotti), della ridotta volumetria e degli elevati tempi di esposizione: in classe si resta per molte ore. La bella notizia è che abbiamo la possibilità di stimare il rischio contagio anche nelle aule scolastiche e, di conseguenza, intervenire per mantenere indici di contagio accettabili».

L’esempio di una classe

Per capire come poter calcolare il rischio di contagio possiamo fare un esempio utilizzando il tool. Consideriamo un’aula scolastica di metri 6 x 7 x 3.5 m³, con 20 studenti e tempo di esposizione di 2 ore. Normalmente nelle scuole italiane è presente una ventilazione naturale: sono necessarie 5 ore per ricambiare completamente l’aria. Nella tabella qui sotto sono stimati il rischio di contagio (per la singola persona presente in aula) e l’indice di contagio (il numero di persone in grado di essere contagiate dalla persona infetta). La premessa è che il rischio di contagio accettabile dovrebbe essere inferiore a 0,1% e l’indice di contagio, il famoso R0 dovrebbe essere ben inferiore a 1.

(Università di Cassino)
(Università di Cassino)

Che cosa succede se in aula c’è un positivo

Quello che succede tipicamente in una scuola italiana è che la maestra o il professore spiegano ad alta voce per farsi sentire da tutti e coprire i brusii che non mancano mai. Ma che cosa accadrebbe se la maestra fosse positiva? «Il rischio di contagio stimato salirebbe oltre l’8%: vale a dire su 20 studenti 1.6 potrebbero contagiarsi se venissero aperte le scuole senza alcuna misura di protezione rispetto al contagio per via aerea, vale a dire senza distanziamento e senza mascherine» chiarisce Giorgio Buonanno. Uno studente infetto che si limita a respirare senza tossire, urlare o starnutire è decisamente meno pericoloso (con un rischio di contagio di 0,26%). «Il primo passo è intervenire nella limitazione della emissione di una sorgente, tenendo conto del numero non trascurabile di asintomatici che involontariamente possono contribuire al contagio senza essere “bloccati” all’ingresso con la misurazione della temperatura o l’obbligo di non presentarsi in classe, dal momento che stanno bene» sottolinea il professore. Come? «Magari dotando gli insegnanti di un microfono: non essendo costretti a parlare ad alta voce emettono meno particelle e il rischio di contagio stimato calerebbe dall’8% all’1,3% e l’indice di contagio R0 diventerebbe 0,26, molto al di sotto del livello di guardia di 1».

Quanto conta la ventilazione

Aumentando la ventilazione in modo incontrollato, aprendo la finestra per 20 minuti ogni 40 minuti, oppure in modo controllato con un purificatore d’aria in grado di aumentare la ventilazione (costo indicativo 1000-1500 euro per aula) i rischi si riducono ancora di più. Del resto in pieno inverno, soprattutto nelle regioni del Nord non è praticabile fare lezione con le finestre spalancate per tempi così prolungati. «Se tutti indossassero la mascherina possiamo calcolare una riduzione del rischio del 20-30%, ma è davvero praticabile in una scuola, soprattutto con i più piccoli? Molto dipende da come viene gestita, se viene indossata correttamente. Con un R0 ampiamente sotto uno grazie solo all’uso dei microfoni e della ventilazione, meglio con purificatori, le mascherine non servirebbero più e riusciremmo a superare un problema gestionale non da poco, mantenendo però sempre un distanziamento di 1-2 metri».

I rilevatori di C02?

La ventilazione risulta fondamentale per abbattere i pericoli che arrivano dalla trasmissione aerea. Ma non si potrebbero usare i rilevatori di anidride carbonica per capire quanto l’aria viene cambiata all’interno delle aule scolastiche? «È difficile interpretare le concentrazioni di CO2» chiarisce Buonanno. «L’anidride carbonica ed il virus hanno una sola cosa in comune: la sorgente emissiva, ossia gli studenti (o gli insegnanti) che durante le loro attività emettono CO2 e goccioline (cariche di virus nel caso di soggetti infetti). Per il resto il comportamento di CO2 e virus è molto differente. A cominciare dall’emissione stessa: la CO2, infatti, è emessa in quantità (nota) e dipende sostanzialmente dall’attività metabolica umana, mentre la quantità di virus emessa è funzione anche dell’attività espiratoria, della carica virale del virus, della sua minima dose infettante, del volume delle goccioline emesse. In altri termini, i livelli di concentrazione di CO2 e virus risultanti in un’aula possono essere non immediatamente correlate. Pertanto, la ventilazione progettata per un’aula scolastica al fine di garantire una determinata concentrazione massima di CO2 , potrebbe essere non sufficiente a garantire un rischio accettabile in termini di esposizione a Sars CoV-2 o ad altri virus».

Trasmissione aerea e ritardi

Fino ad oggi la trasmissione aerea a distanza non è mai stata presa molto in considerazione come modalità di contagio. Eppure ci sono alcuni studi come quello svolto sulla Diamond Princess, la nave da crociera ormeggiata in Giappone a bordo della quale si sono verificati moltissimi contagi, che evidenziano una predominanza della trasmissione per via aerea a distanza negli ambienti chiusi con ridotta ventilazione, con non più del 20% di trasmissione del virus tramite goccioline grandi. Il professor Yuguo Li di Hong Kong ha dimostrato nei sui lavori che anche a breve distanza il rischio contagio dovuto all’aerosol (goccioline piccole) è maggiore rispetto alle goccioline grandi. «Purtroppo, l’approccio dell’OMS e di parte della comunità scientifica si basa su studi della fine dell’800, in particolare da Flügge (e successivamente da Chaplin) che nel 1897 osservò che durante l’attività respiratoria i microorganismi espirati non erano in grado di raggiungere piatti di raccolta a due metri di distanza. Da allora la scienza dell’aerosol, e la relativa misura, ha avuto uno sviluppo enorme ed oggi siamo in grado di monitorare e seguire le singole particelle emesse da un soggetto» riflette Buonanno. Ma perché tanto ritardo da parte delle autorità competenti nell’agire per ridurre il contagio per via aerea? « Da una parte – conclude il professore – perché legate forse per pigrizia scientifica a vecchie logiche ottocentesche, dall’altra perché è sempre non immediato il trasferimento di conoscenze scientifiche tra aree diverse della scienza come quella dell’aerosol e medica. A queste difficoltà legate al mancato approccio olistico della scienza, vanno aggiunte motivazioni pratiche: la riduzione del rischio contagio per via aerea è più complesso, in quanto non riconducibile a soluzioni semplificate (es. distanziamento e mascherine), e quindi più costoso. Ad esempio, occorrerebbe ripensare completamente la ventilazione negli ambienti indoor, ed in particolare in quelli ad elevato affollamento. Tale soluzione, al di là della problematica Covid-19, andrebbe nella direzione del miglioramento della qualità dell’aria indoor, aspetto, questo, che non è mai stato trattato in maniera esaustiva e risolutiva sino ad ora».

26 agosto 2020 (modifica il 26 agosto 2020 | 18:27)

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