La corretta aerazione di un locale chiuso rappresenta una delle armi più efficaci per abbattere il rischio di contagiarsi col coronavirus SARS-CoV-2, come mostrato da diversi studi di fluidodinamica pubblicati dall'inizio della pandemia. L'ultimo lavoro in tal senso è una accuratissima simulazione che mostra la diffusione delle goccioline più grandi (droplet) e piccole (aerosol) che si producono con colpi di tosse all'interno di una sala d'attesa di un pronto soccorso, nello specifico di un ospedale pediatrico. Com'è noto, infatti, i bambini fino a sei anni sono esentati dall'obbligo di indossare la mascherina, ma possono ovviamente ammalarsi come tutti gli altri e diffondere il virus qualora fossero positivi. La simulazione tiene presenti di numerosi fattori, compreso il fondamentale sistema di areazione, la “chiave” per diminuire in modo significativo il rischio di trasmissione.

A mettere a punto la simulazione 3D è stato un team di ricerca tutto italiano guidato da scienziati della Advanced Cardiovascular Imaging Unit e della Direzione Sanitaria dell'Ospedale Bambino Gesù di Roma, che hanno collaborato a stretto contatto con i colleghi della società Ergon Research di Firenze, della Società Italiana di Medicina Ambientale (SIMA), dell'Università Federico II di Napoli e del Dipartimento di Scienze e Politiche Ambientali dell'Università degli Studi di Milano. Gli studiosi, coordinati dal professor Luca Borro del Dipartimento di Diagnostica per Immagini, si sono concentrati su uno degli ambienti potenzialmente più a rischio nella trasmissione del patogeno emerso in Cina, come indicato, la sala d'aspetto di un ospedale pediatrico. Nella simulazione sono stati contemplati un sistema di aerazione moderno con bocchette di entrata (in alto) e uscita (in basso) dell'aria, 6 adulti e 6 bambini tutti senza mascherina, fra i quali un contagiato dal SARS-CoV-2 che emette colpi di tosse nell'ambiente.

Grazie al sofisticato modello utilizzato, una “simulazione fluidodinamica computazionale” o CFD, acronimo di Computational Fluid Dynamics, gli scienziati hanno potuto implementare numerosi parametri in grado di influenzare la diffusione della nube di particelle legate al droplet e all'aerosol. Fra essi, la temperatura, le caratteristiche fisiche delle goccioline espulse (come velocità e il diametro), turbolenze e altri moti prodotti dal sistema di aerazione. Borro e colleghi hanno valutato il comportamento delle particelle nell'arco di 30 secondi in tre diverse situazioni, ovvero a sistema di aerazione spento, funzionante a velocità normale e a velocità doppia, dimostrando quanto l'aerazione è fondamentale per ridurre il rischio di contagio.

Nel primo caso, con sistema di aerazione spento, i soggetti più vicini (circa 1,8 metri) all'autore del colpo di tosse respirano l'11 percento dell'aria contaminata, mentre quelli più lontani (4 metri) non vengono interessati. Con sistema di aerazione acceso e a velocità standard, le persone più vicine respirano il 2,5 percento di aria contaminata, mentre quelle a 4 metri lo 0,5 percento. Col sistema a velocità doppia, i soggetti più vicini al bambino che tossisce respirano lo 0,3 percento di aria contaminata, mentre quelli più lontani lo 0,08 percento. Quest'ultimo sistema determina una riduzione nella concentrazione delle particelle virali del 99,6 percento. La simulazione può essere osservata nel dettaglio nel video in testa all'articolo.

“Il ricambio d’aria negli ambienti, 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”, ha dichiarato il professor – sottolinea Alessandro Miani, presidente SIMA e tra i coautori dello studio, pubblicato sulla rivista scientifica specializzata Environmental Research.

Secondo lo studio “Effects of ventilation on the indoor spread of COVID-19” pubblicato sulla rivista scientifica Journal of Fluid Mechanics da scienziati dell'Università di Cambridge, il sistema di ventilazione più efficace per ridurre il rischio di contagio è quello chiamato “a dislocamento”, con bocchette in alto e in basso e il flusso d'aria in discesa. Si tratta dello stesso tipo contemplato nello studio del Bambino Gesù. Un sistema del genere, secondo la ricerca “Reducing aerosol transmission of SARS‐CoV‐2 in hospital elevators” dell'Università di Amsterdam, sarebbe molto efficace anche negli ascensori, dove le particelle virali rilasciate da un positivo possono permanere fino a mezzora, contagiando i successivi passeggeri.