Le persone sono la principale sorgente di contaminazione all’interno degli ambienti che abitualmente frequentiamo; le semplici funzioni polmonari quali respirare, parlare, tossire, starnutire e perfino ridere, generano l’emissione di particelle in grado di diffondere batteri e virus. La loro diffusione da uno a più individui può quindi avvenire per trasmissione diretta o indiretta di queste particelle.
Generalmente la trasmissione diretta è causata dalle particelle di diametro più piccolo, rilasciate mentre si parla o si respira; le particelle di diametro maggiore vengono invece emesse da starnuti o colpi di tosse, e si depositano sulle superfici o sugli oggetti che si trovano nel raggio d’azione della persona infetta. Le gocce che si posano sulle superfici adiacenti, possono mantenere in vita i biocontaminanti anche per lungo tempo e, nel caso un’altra persona entri in contatto con queste superfici, il virus può contagiare questo soggetto per trasmissione indiretta.
Il rischio causato dalle particelle più grandi è quindi quello di contribuire a prolungare la vitalità di virus e batteri sulle superfici mentre, la pericolosità delle particelle di diametro inferiore, è dovuta alla maggiore distanza che queste possono coprire prima di depositarsi. Le goccioline di dimensioni maggiori hanno infatti una massa tale per cui l’azione della forza gravitazionale è preponderante rispetto alle altre forze agenti su di esse mentre, quelle di dimensione e massa inferiore, seguono i moti naturali o meccanici dell’aria, arrivando a percorrere distanze anche rilevanti.
In presenza di più persone all’interno di uno stesso ambiente confinato, un soggetto infetto può contaminare gli altri occupanti suscettibili; il livello di esposizione di queste persone dipende da diversi fattori: la posizione delle persone, la distanza tra di loro, la direzione nella quale il soggetto infetto parla o respira, la temperatura della stanza, il gradiente verticale di temperatura, il livello di umidità ed il moto dell’aria.
Se la dipendenza del rischio di infezione legato ad alcuni di questi parametri è abbastanza chiaro, può al contrario essere più complicato legare questo rischi al gradiente di temperatura. Alcuni studi sull’argomento, tra i quali vale citare quelli di Bjorn e Nielsen (2002) e Qian (2006), hanno dimostrato che i gradienti verticali di temperatura influiscono sulla concentrazione dei contaminanti a diverse altezze da terra; quando questi gradienti agiscono in modo da aumentare la concentrazione del contaminante di riferimento, per esempio un virus aerotrasportato, all’altezza delle vie respiratorie delle persone, il rischio di contagio ovviamente aumenta.
Altri fattori che influenzano l’efficienza di un impianto di ventilazione nella rimozione dei contaminanti presenti in ambiente sono, per esempio, la posizione dei terminali di immissione ed estrazione dell’aria, la presenza di ostacoli che agiscano sul percorso ottimale del flusso d’aria, la posizione e la potenza delle sorgenti di calore.
Poiché stiamo trattando i rischi derivanti da contaminazione aerotrasportata in ambienti confinati, è ovvio che l’aria rivesta un ruolo fondamentale anche nella riduzione del rischio di trasmissione dei patogeni da un individuo infetto ad uno o più ricettori suscettibili.
Come si comportano dunque i diversi sistemi di diffusione nell’aria e come è possibile correlare le caratteristiche delle loro vene d’aria alla trasmissione dei vari contaminanti?
Un interessante lavoro che, oltre ad un’importante parte sperimentale prende in considerazione diversi contributi provenienti da altri studi e ricerche, è stato svolto in collaborazione dal Dipartimento di Fisica Chimica e Termodinamica Applicata dell’Università di Cordoba (Spagna) e dal Dipartimento di Ingegneria Civile dell’Università di Aalborg in Danimarca.
Utilizzando due manichini per simulare un soggetto infetto ed uno suscettibile, entrambi dotati di polmoni meccanici per simulare al meglio l’atto respiratorio umano, sono state condotte diverse simulazioni modificando ogni volta la posizione del manichino che simulava il soggetto suscettibile rispetto a quello “infetto”. Come tracciante è stato utilizzato protossido di azoto (N2O) e i tre sistemi di diffusione dell’aria considerati sono stati:
- Diffusione dell’aria a miscelazione, a soffitto
- Diffusione dell’aria a dislocamento, a parete dal basso
- Diffusione dell’aria a bassa velocità, a soffitto
La scelta di questi tre sistemi è stata fatta tenendo conto della soluzione impiantistica più comunemente utilizzata (1), quella che in termini di “efficienza di ventilazione” presenta in genere i valori più elevati (2) e quella spesso utilizzata per ambienti più critici, con immissione dall’alto a basso impulso anche se, in questa simulazione, è stato utilizzato un sistema di diffusione dell’aria attraverso canali tessili semicircolari al posto dei classici diffusori a flusso unidirezionale.
Sul prossimo numero di On Air verranno presentati e discussi i risultati delle tre diverse simulazioni, presentandone i vantaggi in funzione delle diverse applicazioni.
Il progetto di ampliamento del quartier generale tedesco della Axa, gruppo assicurativo internazionale, comprende 5 edifici amministrativi ed un centro congressi, con spazi di lavoro per un totale di 4500 dipendenti. Il progetto architettonico di Bm+P si basa sull’elegante combinazione tra le facciate in mattoni rossi e le superfici vetrate dei corpi scala. Le grandi superfici finestrate permettono la vista su specchi d’acqua e giardini interni e assicurano il massimo sfruttamento della luce naturale.
Committente: Hochtief, Francoforte
La Skyline Tower, in fase di completamento a Monaco di Baviera, colpisce con le delicate superfici vetrate e la struttura in acciaio, caratteristiche di altri edifici firmati da Helmuth Jahn, come il Sony Center di Berlino e l’Hotel Kempinski dell’aeroporto di Monaco. La torre di 23 piani, alta 84 metri, è collegata da un atrio coperto agli edifici del campus che si sviluppano in lunghezza garantendo al complesso una profondità spaziale. La Skyline Tower risponde ai criteri del certificato europeo Green Building per edifici con un ridotto fabbisogno di energia primaria e ha ottenuto il certificato Gold dall’ente tedesco Dgnb per gli edifici sostenibili. Il sistema ad attivazione termica della massa con aria è integrato da fan-coil perimetrali che consentono una regolazione individuale della temperatura ambiente negli uffici singoli.
L’edificio che ospita la nuova sede del gruppo assicurativo Basler a Bad Homburg è stato inaugurato nel 2007 e ospita 500 persone su una superficie complessiva di 15.500 metri quadrati. La struttura è connotata da un progetto architettonico lineare e da impianti ad alta tecnologia.
La nuova sede tedesca della multinazionale Kyocera Mita si compone di tre edifici, ognuno di 3 piani con copertura piana, collegati tra loro da una hall trasversale che costituisce non solo uno spazio comune ma anche un veloce percorso di comunicazione. Tutto l’edificio è progettato secondo criteri di basso impatto ambientale ed elevata efficienza energetica. Pannelli solari e fotovoltaici producono energia da fonte rinnovabile mentre il sistema di climatizzazione con raffreddamento della massa ad aria mantiene elevate condizioni di comfort con bassi consumi di energia.
Il progetto di Gottfried Böhm per la nuova biblioteca municipale nel centro storico di Ulm non passa di certo inosservato. Inaugurata nella primavera del 2004, la piramide di vetro si sviluppa su un’altezza di 35 metri e comunica chiaramente con la sua totale trasparenza quali sono i suoi obiettivi: comunicazione e accessibilità. Le poche pareti opache presenti si trovano intorno ad un corpo scala di forte impatto visivo che si sviluppa a spirale collegando i 5 piani fino ad arrivare sulla sommità dove si trova un caffé con vista panoramica sulla città.
