Pubblicato da #ProtectTheKids, v1.21 (22.09.2022).
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Questa pagina si rivolge ai responsabili dei settori dell’istruzione e della salute, nonché a chi opera nel settore edile e in quello della climatizzazione.
Le aule delle scuole, comprese quelle dell’infanzia, sono tra gli spazi pubblici più densamente occupati e, in assenza di misure tecniche adeguate, al loro interno la qualità dell’aria si deteriora rapidamente nel corso della giornata, soprattutto nella stagione fredda o nelle giornate calde.
I due principali problemi che influiscono negativamente sulla qualità dell’aria nelle aule scolastiche sono la diffusione di infezioni respiratorie attraverso gli aerosol e le concentrazioni di CO2 spesso troppo elevate. Un aumento della concentrazione di CO2 rispetto all’aria esterna è un segnale che l’aria è viziata e può quindi essere la spia di una concentrazione maggiore di aerosol carichi di virus.
I sensori di CO2 sono strumenti utili per valutare la qualità dell’aria, in particolare permettono di capire se, con una determinata occupazione, il flusso volumetrico di aria esterna (“aria fresca”) immesso in un ambiente è sufficiente. Tuttavia, quando si utilizza la concentrazione di CO2 come indicatore di una concentrazione potenzialmente elevata di aerosol, un importante fattore che deve essere considerato è l’eventuale presenza nel locale si un sistema di filtraggio HEPA (HEPA = High Efficiency Particulate Air).
Contenuti
- All’interno gli aerosol diffondono infezioni respiratorie
- Concentrazione di CO2 troppo elevata nelle aule
- Concentrazioni elevate di CO2 sono spia di un’aria viziata
- Una guida alla ventilazione per aule salubri
1. All’interno gli aerosol diffondono infezioni respiratorie
Quando respiriamo, parliamo, cantiamo, ecc. emettiamo particelle di aerosol respiratorio (piccolissime particelle sospese nell’aria e minuscole goccioline) e goccioline più grandi, entrambi prodotti nelle nostre vie respiratorie. Un numero particolarmente elevato di particelle di aerosol viene emesso quando si parla ad alta voce, si grida, si canta o si fa sport. Queste particelle possono trasportare virus (SARS-CoV-2, influenza, virus del raffreddore, varicella, morbillo, ecc.) e vengono chiamate anche virosol. Tali particelle sono veicoli efficaci nella trasmissione di infezioni respiratorie, in particolare della COVID-19. Le particelle di aerosol possono anche trasmettere infezioni batteriche, ad esempio la tubercolosi.
In un’aula scolastica densamente occupata, il rischio di infezione è particolarmente elevato se la qualità dell’aria è insufficiente, perché in presenza di una persona infetta gli aerosol carichi di virus possono accumularsi nell’aria dell’aula. In questo modo, tutte le persone presenti sono esposte. Inoltre, la dose di virus inalata aumenta più aumenta il tempo di permanenza.
Più piccole sono le particelle di aerosol, minore è la rapidità con cui ricadono al suolo e maggiore la loro permanenza nell’aria. Senza contromisure adeguate, in tutto il locale possono perciò formarsi concentrazioni di aerosol pericolose per la salute.
Le particelle di aerosol infettive possono essere trasmesse a distanza ravvicinata (distanza < 1.5 m) ma anche su lunghe distanze. Il contagio è possibile anche se la persona infetta ha lasciato da tempo la stanza, perché le piccole particelle di aerosol sono leggere e possono rimanere sospese nell’aria per molto tempo. Le particelle di aerosol possono essere considerate come il fumo di sigaretta, che rimane in sospensione nell’aria se non si provvede a ventilare il locale.
Un aerosol (al singolare) è una miscela di particelle fini di aerosol (particelle in sospensione e goccioline sottili, spesso chiamate colloquialmente «gli aerosol») e di un gas, per lo più l’aria. Le particelle in sospensione possono essere solide, liquide o una miscela di componenti solidi e liquidi. Le loro dimensioni variano da pochi nanometri a 100 micrometri. Le gocce possono contenere anche parti solide. La nostra aria contiene sempre particelle di aerosol di diverso tipo e concentrazione. Esistono diversi tipi di aerosol: i bioaerosol naturali (pollini, spore, batteri, virus, componenti di virus), particelle inorganiche naturali (ad esempio polvere minerale, sale marino) e altre particelle organiche o inorganiche introdotte dall’uomo (particelle di polvere, prodotti di combustione, nanoparticelle).
2. Concentrazione di CO2 troppo elevata nelle aule
Già nei mesi invernali 2013/14 e 2014/15, l’Ufficio federale della sanità pubblica aveva constatato una qualità dell’aria nociva per la salute nel 67 % delle aule scolastiche in cui erano state effettuate le analisi (cantoni Berna, Grigioni e Vaud). In dieci scuole erano stati riscontrati valori massimi di densità volumetrica («concentrazione») di CO2 pericolosi con valori tra le 3300 e le 4700 ppm (parti per milione). Questi dati sono stati resi pubblici il 2 giugno di quest’anno dalla rivista per i consumatori Ktipp, nel numero 11/2022.
Risultati analoghi emergono da un progetto di ricerca italo-svizzero sulla Qualità dell’aria negli edifici scolastici, che la Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana ha realizzato in collaborazione con l’IDM Alto Adige. Nel corso della ricerca, misurazioni sono state effettuate in sei scuole ticinesi, sia nel periodo invernale che in quello estivo: dai risultati emerge che più trascorre il tempo di lezione più aumenta il livello di CO2; se raramente si sono rilevati valori superiori alle 2000 ppm, nella seconda metà della lezione i valori oltre le 1000 ppm sono la regola, con l’eccezione delle aule che dispongono di una ventilazione meccanica generalizzata o dell’apertura automatica delle finestre (si veda l’articolo che gli autori hanno scritto nel luglio 2021 su Dati – Statistiche e società).
Concentrazioni di CO2 di molto superiori a 1000 ppm (frazione volumetrica dello 0,1 %) rendono difficile la respirazione, possono causare mal di testa e vertigini e compromettere la capacità di concentrazione – si veda ad esempio Pulimeno et al., «Indoor air quality at school and students’ performance: Recommendations of the UNESCO Chair on Health Education and Sustainable Development & the Italian Society of Environmental Medicine (SIMA)».
Concentrazioni di CO2 superiori a 2000 ppm sono considerate pericolose per la salute.
Un’elevata concentrazione di CO2 negli ambienti interni è solitamente sinonimo di un livello elevato di aria viziata (espirata) e spesso indica una concentrazione di aerosol problematica per la salute.
3. Concentrazioni elevate di CO2 sono spia di un’aria viziata
Se l’apporto di aria fresca è insufficiente o non c’è ventilazione di scarico, il contenuto di CO2 nell’aria del locale aumenta rapidamente; per questo motivo un aumento della concentrazione di CO2 rispetto all’aria esterna è un segnale che indica la presenza di aria viziata e può anche essere spia della presenza di aerosol contaminati dal virus.
I sensori di CO2 permettono di controllare la qualità dell’aria e quindi di evidenziare la necessità di intervenire per mantenere un’aria interna fresca e pulita. In assenza di sistemi di filtraggio HEPA, concentrazioni medie di CO2 inferiori alle 1000 ppm sono considerate accettabili. Con un’occupazione di circa 25 persone, per restare al di sotto di questo limite le aule senza impianto di climatizzazione devono essere ventilate fino a tre volte all’ora a seconda dell’attività e delle condizioni dell’aria esterna.
Nei locali privi di filtraggio meccanico (tramite purificatori dell’aria HEPA, sistemi di aerazione e/o mascherine), la concentrazione di CO2 nell’aria del locale o, più precisamente, la differenza tra questa concentrazione e la concentrazione di CO2 nell’aria esterna è considerata un buon indicatore del carico di aerosol, cioè della densità media (microgrammi per metro cubo) delle particelle di aerosol in sospensione, potenzialmente cariche di virus. Si può approssimativamente immaginare che vi è una relazione proporzionale tra la differenza di concentrazione di CO2 e la densità delle particelle di aerosol.
In alcune situazioni, tuttavia, si verifica un disaccoppiamento tra la concentrazione di CO2 e la densità delle particelle di aerosol nell’aria ambiente, ad esempio quando si utilizzano filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air) o quando le particelle di aerosol cadono a terra per gravità dopo che le persone hanno lasciato la stanza – un processo che può durare diverse ore.
4. Una guida alla ventilazione per aule salubri
La Guida alla ventilazione per aule salubri, di cui è coautore il Dr. Michael Riediker, Direttore del Centro Svizzero per la Salute Occupazionale e Ambientale (SCOEH), si rivolge agli addetti alla progettazione tecnica. La Guida, che si fonda sulle attuali conoscenze scientifiche, permette di valutare e definire strategie di ventilazione per ridurre la potenziale diffusione del virus SARS-CoV-2 attraverso la trasmissione di aerosol nelle aule.
La guida spiega come ci si può accertare che la ventilazione riduca sufficientemente il rischio di infezione per il tramite di aerosol. In base alla differenza di concentrazione di CO2 rispetto all’aria esterna, è possibile determinare le prestazioni della ventilazione per un dato numero di persone. La guida descrive anche diversi scenari e il relativo rischio di infezione in una classe.
Inoltre, lo SCOEH mette a disposizione gratuitamente e in diverse lingue un simulatore per calcolare la concentrazione di CO2 e la dose inalata di virus, in base a cubatura del locale, numero di persone presenti, durata della permanenza e altri parametri.