I ricercatori dell’Ospedale Pediatrico Bambino Gesù di Roma hanno realizzato una simulazione in 3D che riproduce esattamente il movimento delle particelle biologiche nell'ambiente e l'impatto dei sistemi di aerazione sulla loro dispersione, a partire da un ipotetico colpo di tosse in una sala d'aspetto di un pronto soccorso.
Realizzato dagli specialisti del Dipartimento di Diagnostica per Immagini e dalla Direzione Sanitaria del Bambino Gesù, in collaborazione con gli ingegneri di Ergon Research e la Società Italiana di Medicina Ambientale (SIMA) per la supervisione tecnico-scientifica, lo studio sfrutta gli strumenti di simulazione fluidodinamica computazionale" (CFD - Computational Fluid Dynamics) per ricreare 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 questo 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, per valutare quanta aria contaminata avrebbe respirato ogni persona presente.
Utilizzando la serie di parametri fisici che regola la dispersione aerea delle particelle biologiche (velocità, accelerazione, quantità, diametro delle droplet, turbolenza, moti connettivi generati dall'aria condizionata), i ricercatori hanno ottenuto una simulazione 3D "fisicamente corretta", che riproduce, cioè, quello che accadrebbe esattamente in un ambiente reale.
I risultati confermano 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. Per la prima volta è stato documentato, infatti, che 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%.
Al tempo stesso, 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.
“Il ricambio d'aria negli ambienti – sottolinea il prof. 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 confinati”.
