CORONAVIRUS E CLIMATIZZAZIONE - QUANDO, COME E PERCHÉ ACCENDERE L'ARIA CONDIZIONATA - AICARR
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Coronavirus e Sars-CoV-2 climatizzazione Quando, come e perché accendere l’aria condizionata di Livio Mazzarella con il patrocinio di media partner
Sommario Premessa Le possibili vie di trasmissione p. 6 del virus SARS-CoV-2 L’uomo diffonde il virus p. 9 L’efficacia della ventilazione p. 12 Sfruttiamo gli impianti p. 15 di climatizzazione I vantaggi derivanti dall’uso p. 16 dei climatizzatori DIREZIONE, REDAZIONE Via Spadolini, 7 - 20141 Milano - Tel. 02.36630782 - Fax 02.72016740 RESPONSABILE DATI PERSONALI QUINE S.r.l. - Via Spadolini, 7 - 20141 Milano Tel. 02.864105 - Fax 02.72016740 L’Utente può esercitare i diritti riconosciuti agli artt. 15 e ss del reg. UE GDPR e sottoporre qualsiasi sua richiesta, domanda, commento, o contestazione in merito alla presente Informativa, o al modo in cui i propri dati personali sono trattati. ISBN 978-88-31284-05-9 © 2020 Quine S.r.l - Tutti i diritti riservati
Sars-CoV-2 Coronavirus e climatizzazione Premessa di Livio Mazzarella Prima di parlare di COVID-19 e impianti di climatizzazione, occorre chiarire alcuni concetti base fondamentali per comprendere la dinamica della propagazione del virus e quindi l’efficacia o meno di alcune azioni che si possono attuare per ridurre il rischio di infezione. La prima cosa da dire è che il nuovo coronavirus SARS-CoV-2 è un virus fino a ieri sconosciuto, per cui si sa poco delle sue caratteristiche e quindi spesso non è possibile fornire delle risposte certe alle domande che ci poniamo. Biografia Proprio l’assenza di informazioni dettagliate e certe ci spinge ad Livio Mazzarella adottare un principio di massima cautela, il cui acronimo è ALARA Laureato a Milano in Ingegneria (As Low As Reasonably Achievable), Meccanica indirizzo Energetico, cioè cercare di adottare quelle professore Ordinario di Fisica misure ragionevolmente attuabili Tecnica, insegna al Politecnico di che dovrebbero ridurre al minimo il Milano nell’ambito termotecnico. È rischio di infezione. presidente del sottocomitato 5 del CTI. Socio AiCARR dal 1979, ha ricoperto la carica di consigliere e di membro della Giunta. 3
Linee guida per la climatizzazione Le possibili vie di trasmissione del virus SARS-CoV-2 I nnanzitutto, il virus “vive” solo Quindi, a differenza dei batteri, nessun dentro l’organismo umano, dove altro essere animato o inanimato può si replica, e quando ne fuoriesce essere fonte diretta di infezione. Tutto “sopravvive” per un periodo limi- ciò che non è l’uomo può essere solo tato che dipende fortemente dalle un eventuale mezzo di “trasporto” tra caratteristiche dell’ambiente in cui si una persona infetta e una persona non viene a trovare. infetta. 4
Sars-CoV-2 Quali sono allora i mezzi di trasporto che il virus può prendere per passare da una persona a un’altra? L’Organizzazione Mondiale della Sanità, così come il nostro Istituto Superiore di Sanità, riconoscono per il virus SARS- “Tutto ciò che CoV-2 due principali vie di trasmissione: 1. tramite goccioline di fluidi o particelle non è l’uomo può organiche, emesse parlando, tossendo essere solo un eventuale mezzo di o starnutendo che raggiungono diretta- mente le mucose sensibili (bocca, naso, gola, occhi) di un’altra persona, e attra- verso il contatto diretto delle nostre mani ‘trasporto’ tra una con materiale infetto (goccioline o parti- celle organiche emesse dal nostro appa- persona infetta e rato respiratorio e depositatesi su superfici varie, dalle nostre mani agli oggetti che una persona non tocchiamo e che ci circondano); 2. conseguente contatto delle mani infette infetta” con le mucose ricettive (bocca, naso, occhi). 5
Le possibili vie di trasmissione 3. Una terza via di trasmissione, che tenere una certa quantità di virus; di viene considerata possibile ma di conseguenza, restando questo “attivo” minor rischio, è la via fecale-orale. per qualche ora, se l’aerosol prodotto viene inalato porta il virus a contatto Tale via di trasmissione è riconosciuta con le mucose dell’apparato respirato- dall’OMS, anche se con solo riferimento rio del successivo fruitore del servizio. alle strutture sanitarie con malati COVID- 19 [1]. Nel documento [1] l’OMS indica Perché si indicano tali precauzioni? come misura precauzionale di utilizzare lo sciacquone del servizio igienico solo 4. Per rispondere a questa domanda dopo aver chiuso il coperchio. Inoltre, si occorre introdurre la quarta possibile suggerisce di evitare che i sifoni di even- via di propagazione, quella per la for- tuali scarichi a pavimento, in piatti doccia mazione di aerosol contenente cariche o in altri dispositivi sanitari restino senza virali. acqua aggiungendone regolarmente (ogni 3 settimane a seconda del clima) in modo che la presenza dell’acqua contribuisca al corretto funzionamento. Questo per evi- Che cos’è l’aerosol? tare che esalazioni provenienti dal sistema di scarico delle acque nere possano pene- trare nei bagni attraverso gli scarichi. Con il termine aerosol si intende la dispersione di Tornando al caso delle precauzioni micro-goccioline di liquido in relative alla terza via di trasmissione aria o di micro particelle solide. – chiusura del coperchio e sifoni dei servizi igienici funzionanti nel modo Le nuvole e la nebbia sono corretto – la motivazione è legata al degli aerosol di acqua liquida fatto che durante l’attivazione dello in aria, così come le famose sciacquone e l’espulsione lungo il PM1, PM2.5 e PM10 sono aero- sistema di scarico si forma aerosol, sol di particolato solido in aria. che, se le feci fossero infette, può con- La caratteristica peculiare di un aerosol è che le particelle e/o micro-goccioline che lo com- pongono restano in sospen- sione nell’aria “galleggiando” e spostandosi con essa. 6
Sars-CoV-2 L’uomo diffonde il virus R iesaminiamo con maggiore o il parlare o il cantare. dettaglio come avviene la Quindi, il meccanismo primario è l’e- trasmissione dell’infezione. missione attraverso l’apparato respi- Una persona infetta, asin- ratorio di un certo numero di virus, tomatica, pre-sintomatica che chiamiamo carica virale. Questi o sintomatica, possiede una certa virus si trovano inglobati nelle goc- carica virale (numero di particelle cioline di fluido o particolato orga- virali trasportate e rilasciate nell’am- nico trasportato all’esterno del nostro biente da un individuo contagiato da apparato respiratorio, se siamo un virus), che viene dispersa nell’am- infetti, dal semplice atto espiratorio biente con tosse e starnuti o sempli- o da eventi importanti come colpi di cemente attraverso l’atto respiratorio tosse e starnuti. 7
L’uomo diffonde il virus Figura 1: Varie possibili vie di trasmissione dell’infezione respiratoria tra un individuo infetto e un soggetto sensibile (adattata da [3]) Perché si indicano tali prima che abbiano il tempo di cadere precauzioni? sulle superfici limitrofe, e tramite contatto con le superfici contaminate Per rispondere occorre considerarne le dalla caduta di tali goccioline. dimensioni: – Le goccioline più grandi, maggiori – Le goccioline più piccole, minori di 5 di 5 micrometri, e che quindi possono micrometri, e che quindi contengono contenere una carica virale più alta, una carica virale minore, costituiscono per effetto del loro peso tendono l’aerosol e possono rimanere sospese a ricadere velocemente su tutte le nell’aria per ore ed essere trasportate superfici che si trovano in un raggio di su lunghe distanze da eventuali 1-2 metri ciò dipende dall’intensità del flussi d’aria presenti nell’ambiente fenomeno di espulsione: una sequenza (maggiori di 2 metri), sia naturali di forti colpi di tosse o starnuti contro sia generati meccanicamente da un semplice sospiro. Queste goccioline ventilatori, estrattori d’aria e impianti sono la causa delle principali vie di di climatizzazione. Tali micro- trasmissione indicate dall’OMS, quella goccioline sono in genere prodotte diretta, perché le persone che si tro- dall’evaporazione delle goccioline più vano a una distanza inferiore a 1-2 grandi e possono contenere ancora il metri da una persona infetta possono virus, che ha una dimensione variabile respirare direttamente tali goccioline tra 0,06 e 0,16 micrometri. 8
Sars-CoV-2 Recenti studi [2] mostrano come il virus quindi depositarsi su superfici dove SARS-CoV-2 presente nell’aerosol possono essere toccate e trasportate riduce la propria carica virale dopo 3 sulle mani portando a ulteriori percorsi ore (la durata dell’esperimento) a circa di trasmissione di autoinoculazione. il 16% del valore iniziale. Nella Figura 1 sono illustrate sia La via di trasmissione le trasmissioni aeree a corto dell’infezione per via aero- raggio (cioè conversazionali) sol è solo indirettamente che quelle a lungo raggio riconosciuta dall’OMS, (oltre parecchi metri). La che la ritiene significativa testa di colore arancione solo in presenza di atti- rappresenta la fonte infettiva, vità mediche su pazienti mentre quella di colore bianco infetti che producono un potenziale destinatario (il aerosol (intubazione tra- riquadro in basso a destra indica cheale, ventilazione non inva- che entrambe le teste sono potenziali siva, tracheotomia, rianimazione destinatari tramite l’autoinoculazione cardiopolmonare, ventilazione manuale conseguente al toccare superfici prima dell’intubazione e broncoscopia) [4]. contaminate e successivamente la In presenza di tali attività l’OMS richiede bocca e/o il naso). che, per la protezione degli operatori sani- Il termine “espirazione” qui è indicativo tari, vi sia una ventilazione dell’ambiente, sia dell’espirazione dovuta alla normale se in ventilazione naturale di 160 L/s/ attività respiratoria che dei flussi paziente, se in ventilazione forzata di 12 d’aria dovuti a tosse e/o starnuti. Le ricambi/ora con controllo della direzione goccioline trasportate dall’aria possono del flusso d’aria. 9
Linee guida per la climatizzazione L’efficacia della ventilazione N el caso in cui l’inquinante che viene introdotta, pulita rispetto sia un virus, come il SARS- al virus, maggiore è la diluizione di CoV-2, presente nell’aero- carica virale che si ottiene. È altresì sol, la sua concentrazione evidente che, se è sempre attiva la (numero di particelle per sorgente, non si potrà mai annul- unità di volume) è espressa in termini lare del tutto la carica virale media di carica virale (numero di virus per dell’ambiente ma la si potrà comun- unità di volume). que diminuire di molto e, in parti- colare, sotto la soglia minima per L’introduzione di aria esterna, priva cui, se inalata da un soggetto sano, di virus, in un ambiente in cui ci questo non contragga l’infezione. sia una sorgente di cariche virali, in questo caso il paziente infetto, Il problema maggiore è che a oggi comporta la diluizione della carica nessuno sa con certezza quale sia virale media nell’ambiente. Mag- questo valore di soglia, cioè quale giore è la quantità d’aria esterna sia la dose infettiva (numero medio 10
Sars-CoV-2 “Maggiore è la di particelle virali necessarie per sca- tenare l’infezione in una persona), quantità d’aria il che rende impossibile determi- esterna che viene nare con certezza quale deve essere la quantità di aria di ventilazione introdotta, pulita che occorre introdurre in un dato ambiente per garantire condizioni di rispetto al virus, sicurezza rispetto alla possibilità di infezione. maggiore è la Da qui l’applicazione dell’ALARA prin- diluizione di carica ciple, introdotto in precedenza: si cerca di attuare la massima ventila- virale che si zione possibile e compatibile con lo stato del sistema edificio-impianto ottiene” esistente per ridurre al minimo la possibilità di contrarre l’infezione SE sono presenti nell’ambiente conside- rato una o più sorgenti di infezione. Ci vengono in aiuto È importante ricordare e sottolineare che se non le mascherine c’è un infetto, sintoma- tico o asintomatico, il Esiste un’altra possibile linea di intervento problema della trasmis- per limitare la possibile propagazione per via sione per via aerosol area del virus (sia goccioline che aerosol), che non si pone; ma mentre è quella di intervenire direttamente sulla sor- è relativamente semplice gente: l’uso delle mascherine chirurgiche. individuare una persona sintomatica e impe- L’obiettivo di tali mascherine non è quello dirne l’accesso a spazi di impedirci di inalare il virus se presente comuni condivisi con nell’aria (condizione invece necessaria per altre persone, è , a oggi, gli operatori sanitari che lavorano a contatto impossibile individuare con i malati di COVID-19), ma di evitare che all’accesso, e quindi in il soggetto infetto ma asintomatico presente tempo reale, un soggetto nell’ambiente condiviso diffonda goccioline e asintomatico infettivo. aerosol nell’aria. Quindi, ancora una volta Da qui l’esigenza di indossare masche- nell’assenza di certezze, rine quando non si è in grado di mantenere è bene fare ricorso all’A- nell’ambiente chiuso una ventilazione tale da LARA principle, creando minimizzare in modo significativo il rischio nell’ambiente condiviso di infezione. È facile comprendere come la la condizione di massima massima condizione di sicurezza possibile sicurezza compatibile con sia quindi ventilazione più mascherine, tanto tutte le altre esigenze, più necessaria da applicare quanto più non si dal comfort al risparmio conosce la dose infettiva per il SARS-CoV-2. energetico, ventilando il più possibile. 11
Sars-CoV-2 Sfruttiamo gli impianti di climatizzazione A desso è possibile compren- un impianto di ventilazione o un dere come gli impianti di cli- impianto di climatizzazione dotato matizzazione degli edifici non di ventilazione e, in questo secondo rappresentino di per sé una caso, se possibile, aumentare le por- minaccia, come qualcuno ha tate di aria esterna, cioè la quantità paventato, ma in tanti casi un’oppor- di aria che l’impianto preleva dall’e- tunità per migliorare le condizioni di sterno e poi immette nell’ambiente sicurezza, ovviamente se ben gestiti e chiuso. manutenuti. Quest’ultima affermazione è legata al Come abbiamo visto un modo per fatto che, per economizzare su con- ridurre il rischio di contagio è la ven- sumi energetici, di norma l’aria con- tilazione degli ambienti condivisi da dizionata immessa negli ambienti più soggetti, che consente di diluire è costituita da una miscela di aria l’eventuale carica virale prodotta dal esterna e di aria “ricircolata”. soggetto infetto. Tale ventilazione può essere attuata aprendo le finestre L’aria ricircolata è l’aria ripresa (aerazione) o tramite sistemi mecca- dall’ambiente interno, fatta passare nici (ventilazione meccanica). attraverso un filtro, e reimmessa nella macchina che tratta l’aria (UTA, unità Nel caso dell’apertura delle fine- trattamento aria), dove viene misce- stre, non siamo in grado di garantire lata con l’aria esterna, raffreddandola il risultato, perché non riusciamo (se siamo in estate) o riscaldandola a controllare la quantità di aria in (se siamo in inverno) e riducendo così ingresso né a controllarne il percorso la necessità di potenza termica che all’interno dell’ambiente. Per questo l’impianto deve fornire per portarla motivo è meglio ventilare utilizzando alle condizioni desiderate. 13
Linee guida per la climatizzazione I vantaggi derivanti dall’uso dei climatizzatori I n sintesi, l’impianto di climatiz- mercati, in quanto nella loro progetta- zazione, che fa anche ventila- zione si richiede sempre di provvedere zione, immettendo aria esterna un’aria di ventilazione (cioè l’intro- contribuisce a ridurre il rischio duzione di una certa quantità di aria di contagio tramite diluizione. esterna). Il consiglio che si può dare Non tutti gli impianti di climatizza- per ridurre il rischio di infezione in zione (cioè che controllano tempera- tali contesti è quello di far operare tura e umidità dell’ambiente interno) tali impianti con la maggior quantità sono dotati della funzione di venti- di aria esterna possibile compatibile lazione. Tali impianti rientrano nella con le caratteristiche dell’impianto categoria degli impianti a tutta aria o stesso (vedasi raccomandazioni aria primaria e terminali locali (ven- AiCARR [5], eventualmente eliminando tilconvettori, travi fredde, pavimenti il ricircolo dell’aria interna (potenzial- radianti, etc.). mente infetta, se sono presenti una o più sorgenti di infezione). Il vantaggio della ventilazione mec- canica, sia essa dedicata, o inclusa Ma cosa si fa se l’impianto di clima- nell’impianto di climatizzazione è la tizzazione non è dotato della fun- possibilità di filtrare l’aria esterna zione di ventilazione? immessa in ambiente, cioè di depu- rarla da polveri, particolato in sospen- In tal caso vuol dire che il sistema sione, pollini, etc., cosa ovviamente lavora, se ad aria, con un ricircolo non possibile con la semplice aper- interno totale: aspira l’aria dall’am- tura delle finestre, e di poter fornire biente interno, la raffredda o la a ogni ambiente in ogni momento, riscalda, e la reimmette nello stesso indipendentemente dalle condizioni ambiente. climatiche esterne, la quantità l’aria esterna desiderata. Questa è la modalità caratteristica di tutti i sistemi di condizionamento Queste tipologie di impianto sono detti split, dei ventilconvettori, quelle solitamente impiegate per siano essi ad armadietto, a soffitto o la climatizzazione dei grandi spazi canalizzati. Ma anche i corpi scaldanti comuni, come per esempio i super- degli impianti di riscaldamento e i 14
Sars-CoV-2 pavimenti radianti operano in realtà allo stesso modo, con proporzioni diverse, ma anche essi generano “L’impianto di climatizzazione, un ricircolo dell’aria all’interno dell’ambiente in cui si trovano per moti naturali indotti dalle differenze di temperatura. che fa anche ven- Se l’impianto considerato serve più tilazione, immet- ambienti tendo aria esterna Se ho in un ambiente, per esempio contribuisce a ridurre il rischio di un ufficio singolo, una persona infetta che tossisce ripetutamente, questa produce aerosol infetto che può essere aspirato dall’impianto, contagio tramite fatto passare attraverso il filtro di ripresa, miscelato con l’aria ripresa diluizione” dagli altri uffici e reimmessa in tutti gli ambienti. Per chi si trova in un altro ufficio servito dallo stesso possibilità: far funzionare gli impianti impianto il rischio è minore in tenendo le finestre parzialmente quanto, quest’ultimo è esteso a tutte aperte (in modo da consentire una le persone presenti nell’intera zona qualche diluizione della potenziale servita dagli impianti. In questo caso, carica virale sotto soglia di rischio se non si vuole spegnere l’impianto infezione), agire sulla potenziale per non introdurre altre possibili sorgente imponendo l’uso delle fonti di rischio per la salute (per mascherine a tutti gli occupanti esempio temperature troppo elevate anche quando si trovano da soli nei per cardiopatici, etc.), vi sono due loro uffici. 15
I vantaggi derivanti dall’uso dei climatizzatori Se l’impianto considerato serve un controllo climatico, nessuno mi garan- unico ambiente tisce che se il soggetto infetto si trova vicino alla finestra il flusso d’aria Nel caso in cui l’impianto ricircoli l’aria entrate non trasporti sufficiente carica nello stesso ambiente, non vi è alcun virale al soggetto che si trova subito a problema nel momento in cui l’am- valle di tale flusso infettandolo); biente è occupato da una sola per- 3. tengo l’impianto in funzione senza sona, ovvero se parliamo di residenze aprire le finestre (riduco la probabilità dallo stesso nucleo familiare che con- di rischio per chi trova seduto vicino divide tutto, e si ricade parzialmente al soggetto infetto accrescendola per nel caso precedente quando questo è coloro che si trovano più distanti, a invece un open space occupato con- causa del miscelamento su tutto il temporaneamente da più persone. In volume, ma potrei avere una valore questo secondo caso, possiamo figu- della carica virale media più basso rare più scenari: della dose infettiva); 4. tengo in funzione l’impianto 1. spengo l’impianto ma tengo le aprendo parzialmente le finestre finestre chiuse (è solo questione di (vale quanto detto in precedenza con tempo, il rischio di infezione è legato una maggiore riduzione della carica al prodotto carica infettiva per tempo virale media e un maggior comfort di esposizione a tale carica); ambientale); ultimo scenario, tengo in 2. spengo l’impianto e tengo le fine- funzione l’impianto, spalanco le fine- stre aperte (a parte della perdita del stre per 10 minuti ogni 2 ore e faccio 16
Sars-CoV-2 tenere a tutti le mascherine chirurgi- sottoporci a altri rischi, indossare che (il più efficiente dal punto di vista sempre le mascherine quando ci tro- energetico, del comfort e della proba- viamo in spazi pubblici chiusi in cui bilità di infezione). non siano garantiti ricambi d’aria con aria esterna tali da ridurre al minimo Potete comprendere adesso quanto il rischio di infezione. sia difficile e complesso poter dare risposte certe e pianificare azioni di prevenzione valide per tutti, in ogni tipologia di utilizzo degli spazi chiusi a Nota uso comune, quando non si sa ancora con certezza quale sia il valore della Non è vero che se siamo all’e- dose infettiva per il virus SARS-CoV-2, sterno non c’è alcun rischio: se qual è la carica virale emessa da un chiacchiero con un soggetto infetto a seguito di uno specifico epi- asintomatico positivo, entrambi sodio (semplice respirazione, parlato, senza mascherina e a un metro cantato, colpo di tosse, starnuto), qual di distanza l’uno dall’altro, e è la durata o la ripetizione dell’evento, questo improvvisamente tos- dove si trova il soggetto infetto nello sisce senza interporre la mano spazio chiuso rispetto agli altri, com’è davanti la bocca, il rischio che esattamente fatto l’impianto di clima- io prenda l’infezione è non tizzazione rispetto a quanto descritto trascurabile (respiro sia goccio- nei progetti (se disponibili), qual è il line che aerosol contenenti il suo grado di manutenzione, e così via. virus), se poi prendo l’infezione o no dipenderà dai miei geni e La conclusione evidente è che, in tale dalla famosa dose infettiva, che condizione di incertezza, è sicuramente ancora nessuno conosce con meglio utilizzare i nostri impianti ope- certezza. rando come consigliato dagli esperti [5], piuttosto che spegnerli e magari 17
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Sars-CoV-2 Riferimenti [1] WHO (2020), Water, sanitation, hygiene, and waste management for the COVID-19 virus. Interim guidance, 23 April 2020, World Health Organization (Organizzazione Mondiale della Sanità). [2] van Doremalen N., Morris D.H., Holbrook M.G., Gamble A., Williamson B.N., Tamin A., Harcourt J.L., Thornburg N.J., Geber S.I., Lloyd-Smith J.O., se Wit E., Munster V.J. (2020), Aerosol and Surface Stability of SARS- CoV-2 as Compared with SARS-CoV-1, N Engl J Med 2020; 382:1564- 1567, DOI: 10.1056/NEJMc2004973. [3] Tellier, R., Li, Y., Cowling, B.J. et al. (2019), Recognition of aerosol transmission of infectious agents: a commentary, BMC Infect Dis 19, 101 https://doi.org/10.1186/s12879-019-3707-y [4] WHO (2020), Infection prevention and control during health care when COVID-19 is suspected. Interim guidance, 19 march 2020, World Health Organization (Organizzazione Mondiale della Sanità). [5] AiCARR (2020), Prontuario sul ruolo degli impianti di climatizzazione invernale ed estiva nella riduzione della diffusione della COVID-19 http://www.aicarr.org/Documents/Normativa/ COVID19/200411_Prontuario AiCARR_ Ruolo_impianti_HVAC.pdf 19
Sars-CoV-2 ISBN 978-88-31284-05-9
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