LA FASE RIAPERTURA SCUOLE NELL’EMERGENZA COVID 19: GLI IMPIANTI DI VENTILAZIONE MECCANICA CONTROLLATA

L’emergenza sanitaria determinata dalla diffusione del coronavirus ha modificato il punto di vista su molti ambiti della nostra vita quotidiana. Uno dei quali è rappresentato degli impianti di ventilazione e climatizzazione degli ambienti interni, in relazione al loro uso, alla loro gestione, alla loro manutenzione e pulizia.

Molte attività sono attualmente riprese, seguendo i vari protocolli o le varie regole emanate. Rimane ancora inattivo il mondo scolastico, che ripartirà a settembre. Nel frattempo però sono state emanate le linee guida da implementare per la ripresa dell’attività scolastica. All’interno troviamo molte misure riguardanti la distanza da far mantenere agli alunni in classe, la possibilità di trasformare laboratori ed aule specialistiche nelle normali aule di docenza per permettere il rispetto del distanziamento, ecc. ma non vi sono accenni a soluzioni che possano prendere in considerazione gli impianti, o soluzioni di tipo impiantistico. Proprio su questo ultimo aspetto vorremmo soffermarci per poter fornire un suggerimento dettato dalle conoscenze tecniche e dall’esperienza possedute in ambito impiantistico.

Come è stato ribadito più volte dalle autorità sanitarie, l’aria esterna può essere considerata ‘pulita’ in relazione al virus. Pertanto effettuare un efficace rinnovo (o ricambio) dell’aria nei locali interni, aspirando quella ‘possibilmente infetta’ degli ambienti e sostituendola con quella prelevata dall’ambiente esterno, ha un effetto molto positivo nella riduzione delle probabilità di diffusione del contagio. Tale concetto è stato evidenziato da vari rapporti dell’Istituto Superiore di Sanità (rapporti n. 5 e n. 33) e da varia documentazione scientifica derivata dai recenti studi effettuati sulle dinamiche di diffusione del virus.

Un esempio è rappresentato del modello matematico di Wells & Riley per valutare il rischio di contagio:

Dove:

R= rischio di contagio;

I= numero di persone infette;

q= carica virale prodotta da una persona infetta in 1 ora;

p_N= portata di aria media per respirazione di una persona, fissata a 0,6 m³ /h a riposo;

t = tempo;

Q= portata d’aria di rinnovo, m ³/h

Dall’analisi della formula espressa si possono trarre alcune conclusioni. Per diminuire il rischio di contagio si può ridurre il numero di studenti in classe. Si dovrà verificare che tale soluzione sia conciliabile con gli spazi disponibili negli edifici scolastici, l’erogazione della didattica, anche a distanza, ed il mantenimento della qualità formativa.

La scelta delle barriere in plexiglass, oltre al possibile impatto sugli alunni e sulle loro abitudini, sarebbe una misura poco efficiente, perché a lungo andare la carica virale emessa da un eventuale infetto (o da più infetti) nel tempo avrebbe saturato l’ambiente.

Agire sul ricambio d’aria, la Q nella formula, con immissione di aria esterna abbasserebbe in maniera efficace il rischio di contagio, senza influenzare il normale svolgimento della vita scolastica, oltre a ridurre i normali contaminanti presenti negli ambienti.

Sulla scorta di quanto appena esposto una possibile soluzione per il contenimento del contagio e la ripresa, in sicurezza, delle attività scolastiche, potrebbe essere l’installazione di macchine per la ventilazione meccanica controllata nelle aule, che permetterebbero di aumentare e rendere più preciso il ricambio dell’aria nelle classi. Il sistema è oramai ben conosciuto e collaudato in ambito residenziale, pertanto non vi sarebbero problematiche di interazione con una tecnologia poco conosciuta e l’esborso economico sarebbe contenuto (in alcuni casi addirittura inferiore a quello dell’acquisto di nuovi arredi). Inoltre si avrebbero ulteriori effetti positivi come:

• ottenere un efficace, anche sotto il profilo energetico grazie al recuperatore di calore, ricambio dell’aria interna in inverno quando il rinnovo dovrebbe essere fatto mediante l’apertura delle finestre (cosa che non avviene a causa dell’aria fredda proveniente direttamente dall’esterno);
• rispettare i requisiti richiesti dalle norme per l’edilizia scolastica ed in particolare quelle sul ricambio dell’aria stabilite dal D.M. 18/12/1975 che al punto 5.3.12. definisce ‘purezza dell’aria: Dovrà essere assicurata l’introduzione delle seguenti portate d’aria esterna, mediante opportuni sistemi: i) Ambienti adibiti ad attività didattica collettiva o attività di gruppo. Per scuole materne ed elementari coefficienti di ricambio 2,5. Per scuole medie coefficiente di ricambio 3,5. Per scuole secondarie di 2° grado coefficiente di ricambio 5. ii) Altri ambienti di passaggio, uffici. Coefficiente di ricambio 1,5. iii) Servizi igienici, palestre, refettori. Coefficiente di ricambio 2,5.’. D.M. tutt’ora in vigore, ma disatteso.

La scelta, mediante l’azione di progettisti e professionisti, di un idoneo impianto di ventilazione meccanica controllata quindi permetterebbe di attuare una strategia efficace nel tempo e non legata alle azioni degli alunni e/o del personale scolastico. In alcuni stati esteri (come gli Stati Uniti d’America) si stanno studiando soluzioni  impiantistiche che coinvolgono il principio della filtrazione (e non quello della diluzione attraverso il ricambio dell’aria interna), mediante l’installazione negli ambienti di macchine per il ricircolo dell’aria interna equipaggiate con filtri assoluti, cioè filtri che possiedono un’efficienza pari al 99,95% rispetto alle dimensioni di appartenenza del vettore virale (le famose droplets o goccioline respiratorie). Tale configurazione, che punta sulla purificazione dell’aria mediante l’applicazione di un sistema di filtrazione spinta, potrebbe essere una soluzione alternativa nei casi in cui l’installazione di un sistema di ventilazione meccanica non sia percorribile a causa di problematiche tecniche (impossibilità installativa) o economiche, oppure entrambe.

L’investimento per gli impianti di ventilazione risulta utile non soltanto in questo momento contingente, ma sarà utile anche al mantenimento di una migliore qualità dell’aria nelle classi una volta terminata  la pandemia, riducendo eventuali contagi di altri virus come quelli dell’influenza ed ottenendo un maggior controllo del tasso di CO₂ in ambiente.

Infine in allegato si inserisce un’ipotesi di applicazione della soluzione proposta in modo da chiarire e suffragare quanto proposto nei precedenti paragrafi.

SOLUZIONE AULA TIPO

SCUOLA PRIMARIA

Superficie: 40 m²

Altezza: 3 m

Volume: 120 m³

Numero di banchi: 20

Portata ricambio aria aula (D.M. 18/12/75): 300 m³/h

SCUOLA SECONDARIA PRIMO GRADO

Superficie: 50 m²

Altezza: 3 m

Volume: 150 m³

Numero di banchi: 25

Portata ricambio aria aula (D.M. 18/12/75): 525 m³/h

SCUOLA SECONDARIA SECONDO GRADO

Superficie: 55 m²

Altezza: 3 m

Volume: 165 m³

Numero di banchi: 25

Portata ricambio aria aula (D.M. 18/12/75): 825 m³/h

Al presente documento sono allegate le tabelle di sintesi operative contenente le analisi economiche differenziate con i vari prezzi dei banchi.

Commissione Impianti CROIL (Consulta Regionale Ordini Ingegneri della Lombardia)

Ing. Mauro Volontè – Presidente Ordine Ingegneri Como e Referente Commissione Impianti

Prof. Ing. Cesare Maria Joppolo – Ordine Ingegneri Milano e Coordinatore Commissione Impianti

Ing. Marco Ferrari – Ordine Ingegneri Cremona e Segretario Commissione Impianti