Sono giorni di grande attenzione anche per il prof. Erin Bromage, docente di Biologia specializzato in Immunologia dell’Università di Dartmouth, nel Massachusetts. Uno dei post sul suo blog [1], pubblicato per la prima volta nei giorni che in Italia hanno scandito la ripartenza, ha ricevuto centinaia di migliaia di visite da ogni parte del mondo. In gran parte dovute ad una sua equazione che, da numeri del contagio a volte incerti e diverse curve epidemiologiche per cui sono state previste picchi e successive decrescite, si orienta invece verso una formula matematica risultata evidentemente più immediata e chiara per chi è in cerca di notizie in rete.

Riaperture e più uscite, cresce il rischio contagio

L’analisi tiene ovviamente conto anche della situazione negli Stati Uniti, dove le mascherine non sono sempre obbligatorie e in pochissimi stati si è registrata una sostenuta diminuzione di nuovi casi, con la maggioranza che ha invece mostrato un aumento a partire dall’inizio di maggio. Una crescita che si è scontrata con la necessità di evitare il collasso economico da cui, del resto, anche in Italia è derivata la fase 2 dell’epidemia.

Con la riapertura della quasi totalità dei negozi e l’aumento delle occasioni di uscita, cresce però anche il rischio di contrarre l’infezione, in particolare nelle regioni in cui si registrano ancora numeri di nuovi casi a tre cifre. Ma quali sono i luoghi dove il pericolo è più alto?

Sappiamo  – scrive il prof. Bromage – che la maggior parte delle persone contrae il virus a casa. Un componente della famiglia si infetta nella comunità e porta il virus tra le mura domestiche, dove un contatto prolungato con gli altri familiari favorisce l’infezione. Ma dove quali sono i luoghi in cui hanno contratto l’infezione? Sento regolarmente le persone preoccuparsi dei negozi di alimentari, dei supermercati, delle uscite in bici, dei runner che non indossano la mascherina… Sono questi i luoghi di cui dobbiamo preoccuparci?”.

La formula matematica del prof. Bromage

Per calcolare il rischio di contrarre l’infezione, premette il prof. Bromage, precisando che alcuni dati non sono ancora confermati dalla ricerca, è determinante la carica virale cui si è esposti. Sulla base di alcuni studi su altri coronavirus, basterebbero quantità di virus piuttosto basse. “Alcuni esperti stimano che siano sufficienti appena 1.000 particelle virali di Sars-Cov-2 per ammalarsi. L’infezione potrebbe quindi verificarsi con 1.000 particelle infettive inalate in un unico respiro, oppure con 100 particelle in 10 respiri o 10 in 100 respiri. Ognuna di queste situazioni può portare a un’infezione da coronavirus”.

Numeri non così grandi se si considera che, in un unico respiro, una persona può rilasciare da 50 a 5.000 goccioline respiratorie nell’aria. “Queste goccioline contengono livelli più bassi di virus e, sebbene non ci sia ancora un numero esatto per Sars-Cov-2, se prendiamo in esame l’influenza stagionale, gli studi hanno dimostrato che una persona con l’influenza può rilasciare fino a 33 particelle virali infettive al minuto”. Diversa, invece la situazione che si verifica con uno starnuto o tossendo. “Un colpo di tosse rilascia circa 3.000 goccioline che viaggiano a 80 km orari. La maggior parte è grossa e pensante, per cui cade rapidamente a terra per effetto della gravità, anche se molte restano sospese in aria e possono attraversare una stanza in pochi secondi. Un singolo starnuto, invece, rilascia circa 30.000 goccioline e il droplet che viaggia fino a 300 km orari. La maggior parte è minuscola e si posta su grandi distanze (facilmente da un capo all’altro di una stanza). Quando una persona è infetta, le goccioline di un singolo colpo di tosse o di uno starnuto possono contenere fino a 200 milioni di particelle virali che si possono disperdere nell’ambiente circostante”. Partendo da questi presupposti, il prof. Bromage illustra così l’equazione.

Infezione = esposizione al virus x tempo

Se una persona tossisce o starnutisce, le 200 milioni di particelle virali si diffondono ovunque. Perciò, se vi trovate faccia a faccia con una persona, oppure si sta conversando, e questa persona vi starnutisce o tossisce direttamente in faccia, potreste facilmente inalare fino a 1.000 particelle virali e contrarre l’infezione. Se quello starnuto o il colpo di tosse non fosse invece diretto verso di voi, le goccioline più piccole possono comunque rimanere sospese nell’aria per alcuni minuti, diffondendosi in ogni angolo di un una stanza di dimensioni medie. Basterà entrare in quella stanza pochi minuti dopo e fare qualche respiro per aver potenzialmente inspirato abbastanza particelle da contrarre l’infezione”.

Con la normale respirazione, ammesso che siano emesse 20 particelle virali al minuto (uso 20 anziché 33 per mantenere il calcolo più semplice), se anche fosse una singola particella a raggiungere i polmoni (cosa molto improbabile), basterebbero 1.000 particelle virali diviso 20 al minuto, cioè 50 minuti. Parlare aumenta il rilascio di goccioline di circa 10 volte, all’incirca 200 particelle virali al minuto. Se supponiamo di inalare una singola particella di virus, basterebbero quasi 5 minuti di conversazione faccia a faccia per inalare la dose infettiva. L’esposizione moltiplicata per il tempo rappresenta quindi la formula di base dell’infezione. Chiunque trascorra più di 10 minuti a parlare con voi, in una situazione faccia a faccia, rischia il contagio. Chiunque condivida con voi un ambiente chiuso (come l’ufficio) per lungo periodo, rischia l’infezione. Per questo è essenziale che i positivi restino in isolamento domiciliare. I suoi starnuti e i e colpi di tosse emettono così tanto virus da infettare le persone presenti in un’intera stanza”.

Quali sono i luoghi dove il rischio è più alto?

In molti ritengono che il rischio sia maggiore in alcuni luoghi anziché altri, come ad esempio sulle navi da crociera. “Niente affatto – incalza Bromage – . I focolai sulle navi, anche se preoccupanti, non entrano nella classifica dei 50 peggiori focolai riscontrati fino ad oggi. Tralasciando la terribile situazione delle residente sanitarie assistenziali (RSA), scopriamo che i principali focolai sono nelle carceri, nelle cerimonie religiose e nei luoghi di lavoro, come gli impianti di confezionamento della carne e call center. Qualsiasi ambiente chiuso, con scarsa circolazione dell’aria e alta densità di persone, può essere adatto alla diffusione del virus”.

Ristoranti

Un’indagine epidemiologica condotta in Cina ha mostrato chiaramente le conseguenze della presenza di una sola persona asintomatica in un ambiente della ristorazione. “Nella figura qui sotto, la persona infetta (A1) era seduta al tavolo e ha cenato con nove amici. La cena era durata circa un’ora, un’ora e mezza. Durante il pasto, l’asintomatico ha emesso bassi livelli di virus nell’aria con la semplice respirazione. La circolazione dell’aria nel ristorante (dalle bocchette della climatizzazione) era da destra a sinistra. Circa il 50% delle persone sedute al tavolo della persona infetta si sono ammalate nei successivi sette giorni. Il 75% delle persone sedute al tavolo accanto, sottovento, si è infettato. E anche due delle sette persone sedute al tavolo controvento  sono state contagiate, si presume per effetto dei vortici di aria. Nessun contagio, invece, ai tavoli E e F perché le persone erano lontane dal flusso d’aria proveniente dal condizionatore a destra e diretto all’aspiratore situato a sinistra della stanza”.

Infezioni di Covid–19 in un ristorante di Guangzhou, China / CDC
in foto: Infezioni di Covid–19 in un ristorante di Guangzhou, China / CDC

Luoghi di lavoro

Altro esempio è il focolaio che si è sviluppato in un call center di Seul, in Corea del Sud. “Un solo dipendente, poi risultato infetto, si è recato al lavoro all’undicesimo piano di un edificio. Su quel piano lavoravano 216 dipendenti. Nell’arco di una settimana, 94 persone hanno contratto l’infezione (il 43,5%, le sedie blu). Di queste, 92 hanno avuto sintomi e 2 sono rimaste asintomatiche. Notiamo che le persone di un solo lato dell’ufficio sono state interessate in maniera più importate dall’infezione, mentre dall’altra parte ci sono state pochissimi casi. Non è noto il numero esatto dei contagi avvenuti attraverso goccioline respiratorie o esposizione rispetto alla trasmissione tramite superfici contaminate (maniglie delle porte, distributori dell’acqua condivi, pulsanti dell’ascensore, ecc.). Ciò è sufficiente a dimostrare che trascorrere molto tempo in un luogo chiuso, respirando la stessa aria per un periodo prolungato, aumenta il rischio di esposizione al virus e quindi di infezione.  Altre 3 persone, che lavoravano ad altri piani dello stesso edificio, hanno contratto l’infezione ma i ricercatori non sono riusciti ad attribuirla al focolaio principale dell’undicesimo piano. È interessante notare come, nonostante vi siano state frequenti interazioni tra gli impiegati dei diversi piani negli ascensori e nella hall,  l’epidemia è stata per lo più localizzata in un unico piano.  Questo evidenzia l’importanza dell’esposizione e del tempo nella diffusione del Sars-Cov-2”.

La diffusione del coronavirus in un call center di Seul / CDC
in foto: La diffusione del coronavirus in un call center di Seul / CDC

Sala prove di un coro

Nella rassegna del prof. Bromage anche il caso del coro di una chiesa nello stato di Washington. “I coristi, nonostante fossero a conoscenza del virus e avessero adottato precauzioni per ridurre al minimo il contagio (rinunciando ad esempio a strette di mano e abbracci, portando con sé il proprio spartito musicale per non condividerlo con gli altri e adottando il distanziamento sociale durante le prove) sono stati in gran parte contagiati da un singolo portatore asintomatico. Il coro aveva cantato per oltre due ore, all’interno di una sala prove al chiuso che aveva all’incirca le dimensioni di palestra di pallavolo. Cantare, ancora di più rispetto al parlare, rilascia le goccioline in aerosol con grande efficacia. L’inspirazione profonda durante il canto ha facilitato l’ingresso delle goccioline nei polmoni. Due ore e mezza di esposizione hanno quindi facilitato l’infezione. In quattro giorni, 45 dei 60 membri del coro hanno sviluppato sintomi e ci sono stati 2 decessi. Tra i contagiati, il più giovane aveva 31 anni, ma l’età media era di 67 anni ”.

Sport al chiuso

Altro caso, è quello di uno sport tipicamente canadese, durante un evento di curling in Canada dove si è rivelato un grande focolaio di infezione. “Una sola persona ha contagiato buona parte partecipanti: il curling porta i giocatori e i compagni di squadra a stretto contatto in un ambiente fresco, al chiuso, con respirazione intensa per un tempo prolungato. Il torneo si è concluso con 24 contagiati su 72 partecipanti”.

Feste di compleanno e funerali

Diversi i casi in cui gli assembramenti per feste di compleanno o funerali si sono rivelati semplici catene di infezione. “A Chicago, e questa è una storia vera, un uomo che chiameremo Bob era positivo ma non lo sapeva. Bob ha cenato con due familiari e la cena è durata per 3 ore. Il giorno successivo è andato a un  funerale, abbracciando i familiari della vittima e altri presenti per porgere le sue condoglianze. In quattro giorni, i due familiari che avevano cenato con lui si sono ammalati, così come un terzo membro della famiglia, che aveva abbracciato al funerale. Bob ha anche partecipato a una festa di compleanno con nove persone che lo hanno abbracciato e hanno condiviso con lui il rinfresco della festa, durata circa 3 ore. Sette degli invitati si sono ammalati e, nei giorni seguenti, anche Bob ha cominciato a manifestare i sintomi della malattia. È stato ricoverato in ospedale, successivamente intubato ed è deceduto. Con la sua morte, la catena del contagio non si è però interrotta. Tre persone contagiate durante la festa di compleanno sono andate in chiesa, dove hanno cantato, portato in giro il cestino delle offerte, ecc. I fedeli di quella chiesa si sono ammalati. In tutto, Bob è stato responsabile del contagio di 16 persone, di età compresa tra 5 e 86 anni, e tre sono decedute”.

In conclusione, tornando a quali sono i luoghi dove il rischio di contagio è più alto, il prof. Bromage, ritiene che i più pericolosi siano gli ambienti chiusi, con scambio d’aria limitato oppure ricircolo dell’aria. “Sappiamo che 60 persone in una stanza delle dimensioni di una palestra di pallavolo (il coro) hanno causato un grande focolaio. Stessa cosa per il ristorante e il call center. Le misure di distanziamento sociale non sono quindi state sufficienti in questi ambienti dove le persone hanno trascorso molto tempo. Il principio si basa sull’esposizione al virus per un lungo periodo. In tutti questi casi, le persone sono rimaste esposte al virus presente nell’aria per un tempo prolungato (diverse ore). Anche se si fossero trovate a 20 metri di distanza l’una dall’altra (coro e call center), anche una bassa quantità di virus nell’aria respirata per un lungo periodo prolungato sarebbe stata sufficiente a causare l’infezione, e nel peggiore dei casi, la morte”.

Le norme di distanziamento sociale – conclude – sono sufficienti a proteggerci dalle brevi esposizioni al virus o dalle esposizioni all’aperto. In queste situazioni, quando ci si trova a distanza l’uno dall’altro, o dove c’è vento e lo spazio esterno riduce la carica virale, non c’è abbastanza tempo per raggiungere le quantità di virus in grado di causare l’infezione. Gli effetti della luce solare, il calore e l’umidità, inoltre, possono incidere sulla sopravvivenza del virus, riducendo al minimo il rischio di contagio all’aperto”.

[1] Bromage E, The Risks – Know Them – Avoid Them