Un colpo di tosse in un pronto soccorso al tempo del COVID-19. Il viaggio nell'aria delle goccioline salivari grandi (droplet) e di quelle microscopiche (aerosol) emesse col respiro. Una simulazione in 3D realizzata dai ricercatori dell'Ospedale Pediatrico Bambino Gesu' riproduce esattamente il movimento delle particelle biologiche nell'ambiente e l'impatto dei sistemi di aerazione sulla loro dispersione.
I risultati dello studio, condotto con lo spin-off universitario Ergon Research e la Societa' 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 e' stato realizzato dagli specialisti del Dipartimento di Diagnostica per Immagini e dalla Direzione Sanitaria del Bambino Gesu', in collaborazione con gli ingegneri di Ergon Research e la Societa' Italiana di Medicina Ambientale (SIMA) per la supervisione tecnico-scientifica.
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 e' 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 velocita' standard e a velocita' 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 (velocita', accelerazione, quantita', diametro delle droplet, turbolenza, moti connettivi generati dall'aria condizionata), i ricercatori hanno ottenuto una simulazione 3D "fisicamente corretta", che riproduce, cioe', quello che accadrebbe esattamente in un ambiente reale.
"La nostra simulazione in 3D si basa su parametri fisici reali, come la velocita' dell'aria che esce da un colpo di tosse, la temperatura della stanza e la dimensione delle goccioline di saliva. Non e' una semplice animazione - sottolinea Luca Borro, specialista 3D del Bambino Gesu' e primo autore dello studio -.
Grazie a questi parametri e ad algoritmi complessi di fluidodinamica riusciamo ad avere una simulazione dei fenomeni studiati il piu' possibile vicina alla realta'".

Al tempo stesso, la velocita' doppia causa una dispersione aerea di droplet e aerosol piu' rapida e a distanze piu' grandi rispetto all'aria condizionata con portata standard oppure spenta: a condizionatore spento le persone piu' vicine al bambino che tossisce (1,76 metri nella simulazione) respirano l'11% di aria contaminata mentre i piu' lontani (4 metri) non vengono raggiunti dalla "nube" infetta. Con il sistema a velocita' doppia si abbatte la concentrazione di contaminante e le persone piu' vicine ne respirano lo 0,3%, ma vengono raggiunte rapidamente anche quelle piu' lontane che in questo caso respirano lo 0,08% di aerosol contaminato, percentuali bassissime e sostanzialmente irrilevanti ai fini del contagio.
"L'infezione da virus SARS-CoV-2 - spiega Carlo Federico Perno, responsabile di Microbiologia e Diagnostica di Immunologia del Bambino Gesu' - e' trasmissibile attraverso il respiro in relazione a tre elementi fondamentali: lo status immunitario della persona, la quantita' di patogeno presente nell'aria, misurata in particelle per metro cubo, e l'aereazione dell'ambiente. A parita' degli altri elementi, dunque, piu' alta e' la concentrazione di virus, maggiore e' la probabilita' di contagio".
(ITALPRESS)