Sulle tracce della Sars-CoV-2 nelle funivie

Dove si annidano i maggiori rischi di infezione? Come puoi proteggere te stesso e gli altri ancora meglio? Gli scienziati di tutto il mondo stanno lavorando per ampliare le conoscenze sul Covid-19 – anche all’Empa. I ricercatori stanno ora utilizzando misurazioni e simulazioni per osservare da vicino gli impianti di risalita e le cabine nelle stazioni sciistiche.

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Covid-19 è difficile da valutare, e i complessi modelli matematici per quantificare i rischi di infezione sono in definitiva tentativi di approssimare la realtà – anche nel caso delle stazioni sciistiche e delle molte persone che frequentano le piste da sci. Ecco perché un team guidato da Ivan Lunati del laboratorio Empa Multiscale Studies in Building Physics ha iniziato il suo lavoro proprio in questa realtà: nelle funivie e nelle cabine della stazione sciistica di Engelberg-Trübsee-Titlis.

Aerodinamica nell’abitacolo: Ai finestrini, un esperto misura il flusso d’aria tramite sensori di pressione dell’aria. Immagine: Streamwise GmbH

Per esplorare il fattore di scambio d’aria, che è noto per giocare un ruolo importante nella diffusione degli agenti patogeni, i ricercatori hanno condotto misurazioni sul posto. Hanno esaminato tre tipi di cabine: una più piccola chiamata Omega 3 con un volume di poco più di cinque metri cubi per un massimo di otto passeggeri e due cabine più grandi con spazio per 80 e 77 persone, rispettivamente, e un volume di poco meno di 40 e poco meno di 50 metri cubi.

I colori e le frecce mostrano in tempo reale quanto forte e in quale direzione l’aria esterna entra nella cabina. Immagine: Streamwise GmbH

Il team dell’Empa ha prima utilizzato un sistema mobile per esplorare come l’aria si muove in questi veicoli: In collaborazione con la società Streamwise, sono stati utilizzati sensori di pressione dell’aria per registrare la distribuzione spaziale del flusso in tempo reale. Da questi dati, i ricercatori hanno poi calcolato i tassi di scambio d’aria per i rispettivi tipi di cabina.

Le misurazioni delle concentrazioni di CO2, considerate un buon proxy per lo scambio d’aria interna, erano rivolte nella stessa direzione. Durante i viaggi nella cabina più piccola dalla valle alla stazione di montagna ad un’altitudine di poco più di 2400 metri, due sensori – a livello della testa e della pancia – hanno registrato la concentrazione del gas. Il risultato: Se entrambe le finestre scorrevoli sul lato destro della cabina erano chiuse, la concentrazione di CO2 aumentava quasi linearmente fino alla fermata successiva, quando le porte si aprivano di nuovo. Se una delle due finestre era aperta, l’aumento di CO2 era significativamente inferiore. E con due finestre aperte, il valore si stabilizzava rapidamente intorno a 500 ppm, o parti per milione, dopo un valore iniziale di 400 ppm, corrispondente all’aria ambiente.

Anche se la campagna di misurazione del CO2 è ancora in corso, ha già confermato i risultati delle misurazioni della pressione dell’aria. Più precisamente, l’aria è stata cambiata 138 volte all’ora nella cabina più piccola, 180 volte nella cabina media – e solo 42 volte nella cabina più grande. Secondo Lunati, la causa del tasso ridotto nella cabina più grande è dovuta alle finestre incernierate nel tetto della cabina: “A differenza degli altri tipi di cabina, il flusso d’aria attraverso il flusso d’aria è molto sensibile”, spiega. “Lì ci sono condizioni di flusso più complicate, che rendono lo scambio d’aria meno efficiente”.

I colori e le frecce mostrano in tempo reale quanto forte e in quale direzione l’aria esterna entra nella cabina. Immagine: Streamwise GmbH

A prima vista, un tasso di 42 cambi d’aria all’ora può sembrare basso, ma un confronto con altri ambienti interni chiarisce l’impressione: in un treno, avvengono da sette a 14 cambi d’aria, e in un ufficio medio per due persone, solo circa un cambio d’aria all’ora. Quindi, nelle cabine delle funivie, le finestre aperte aiutano chiaramente a ridurre il rischio di alte concentrazioni di aerosol.

Tuttavia, che dire dei tassi di emissione di agenti patogeni? È un punto delicato, dice Lunati, perché alcune delle proprietà della Sars-CoV-2 sono ancora poco conosciute. Inoltre, il tasso di emissione è noto per dipendere dal comportamento di una persona infetta. Respira tranquillamente o è così teso dallo sci che sbuffa violentemente? Ride, parla – e se sì, a voce alta o bassa? Secondo Lunati, i dati validi su questo sono attualmente scarsi. Inoltre, la fisica di come le gocce e gli aerosol si diffondono in una stanza non è pienamente compresa.

Per imitare il più possibile la realtà, i ricercatori dell’Empa hanno migliorato i modelli di calcolo che vengono spesso utilizzati per stimare le epidemie di virus e li hanno utilizzati per sviluppare la propria stima. Così facendo, hanno anche preso in considerazione il tasso di infezione all’interno della popolazione complessiva – cioè la probabilità che uno, due o anche più portatori di virus siano presenti in una cabina. Un semplice esempio numerico per una cabina con cinque persone: Se il virus infetta lo 0,1% della popolazione, la probabilità che una persona infetta non rilevata sia presente sarebbe statisticamente circa 1 su 200 – e 1 su 10.000 che due persone infette siano nella cabina. Se l’1% della popolazione fosse infetta, questa probabilità aumenterebbe a 1:20 per una e 1:1.000 per due persone infette nella cabina.

Un tasso di infezione di 1 su 100 persone è abbastanza realistico come valore di picco durante una pandemia, dice Lunati; corrisponde anche ai risultati di un recente test di massa nel cantone dei Grigioni. Sotto queste ipotesi, uno scenario reale, in cui 80 persone occupano completamente la cabina, sarebbe naturalmente più delicato. Secondo gli esperti dell’Empa, la probabilità che una persona in cabina sia infettata senza essere rilevata è di circa il 36%, e per due passeggeri infetti di circa il 14%.

Utilizzando questi e altri fattori, come il tempo necessario agli agenti patogeni per diventare inattivi, i ricercatori hanno calcolato prima i rischi di infezione per le persone suscettibili nella cabina – e da questo, infine, il rischio per tutti i passeggeri. I parametri più importanti sono il tasso di scambio d’aria, il numero di persone infette per volume d’aria e la durata complessiva del viaggio. I risultati per una cabina più piccola (otto persone, finestre aperte) possono essere illustrati da un confronto con altri luoghi. Una cena su 30 metri quadrati con otto persone che parlano ad alta voce sarebbe molto più rischiosa. Il rischio di infezione durante un viaggio di 12 minuti nella cabina più piccola è anche significativamente inferiore a quello di una giornata lavorativa di 8 ore in un ufficio di 20 metri quadrati per due persone, con un tasso di ricambio d’aria di una volta all’ora. Quindi, se le finestre della cabina vengono lasciate aperte, una giornata di sci con qualche viaggio in funivia si traduce in un rischio di infezione significativamente inferiore rispetto a un’intera giornata di lavoro in un ufficio per due persone con poca ventilazione.

Le stime dei ricercatori dell’Empa erano inizialmente pensate per uno scenario “senza maschere”. “Volevamo determinare il rischio puro di infezione dal trascorrere del tempo nelle cabine delle funivie”, spiega Lunati. “Se indossate correttamente, le maschere riducono il rischio in base alle rispettive prestazioni di filtraggio. Proteggono molto bene, soprattutto contro la trasmissione di gocce più grandi, per esempio parlando“.

Quali raccomandazioni specifiche si possono trarre dai nuovi risultati? Oltre all’ovvio consiglio di “ventilare!”, vale la pena limitare il numero di passeggeri per viaggio. “Questo viene già fatto comunque nelle stazioni sciistiche ed è sicuramente una buona strategia“, dice Lunati.

In ogni caso, tali informazioni dovrebbero essere utili per i gestori delle funivie. “La collaborazione con l’Empa ci permette di ottenere dati di misurazione professionali e indipendenti”, dice il responsabile marketing Urs Egli di Titlis Bergbahnen. “Apprezziamo molto questa collaborazione. E data la situazione attuale, è ancora più preziosa per noi”.

Fonte originale: https://www.empa.ch/web/s604/corona-risiko-in-der-seilbahn