Riprodotta in 3D la dispersione di droplet e aerosol in un pronto soccorso. Calcolati gli effetti dei sistemi di aerazione. Lo studio condotto con Ergon Research e Società Italiana di Medicina Ambientale (SIMA).

Che il ruolo dell’aria condizionata per la diffusione del virus in ambienti chiusi sia importante possiamo intuirlo tutti ma in tutto il mondo si cercano dati oggettivi per capire come gestire luoghi come pronto soccorso, sale d’aspetto, cinema, teatri, ristoranti.

Arriva un nuovo studio condotto da Ergon Research e Società Italiana di Medicina Ambientale (SIMA).

Una simulazione in 3D realizzata dai ricercatori dell’Ospedale Pediatrico Bambino Gesù riproduce esattamente il movimento delle particelle biologiche nell’ambiente e l’impatto dei sistemi di aerazione sulla loro dispersione. Si evidenzia come ‘viaggia’ un colpo di tosse in un pronto soccorso, il viaggio nell’aria delle goccioline salivari grandi (droplet) e di quelle microscopiche (aerosol) emesse col respiro.

I risultati dello studio, condotto con lo spin-off universitario Ergon Research e la Società Italiana di Medicina Ambientale (SIMA), sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Environmental Research, fornendo informazioni importanti per contenere la diffusione del virus SARS-CoV2 negli ambienti chiusi anche attraverso il trattamento dell’aria.

Lo studio sulla dispersione di contaminante negli ambienti chiusi è stato 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.

Ecco il video:

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I ricercatori hanno utilizzato potenti 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.

«La nostra simulazione in 3D si basa su parametri fisici reali, come la velocità dell’aria che esce da un colpo di tosse, la temperatura della stanza e la dimensione delle goccioline di saliva. Non è una semplice animazione» sottolinea il dott. Luca Borro, specialista 3D del Bambino Gesù e primo autore dello studio.

I risultati dello studio 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.