Impianti di condizionamento dell’aria e inquinamento indoor: quale ruolo nella diffusione del COVID-19

Impianti di condizionamento dell’aria e inquinamento indoor: quale ruolo nella diffusione del COVID-19

  • Quale può essere il ruolo della bioedilizia alla luce dell’emergenza Covid-19?
  • Come possono contribuire le costruzioni massive alla qualità della vita e alla salubrità degli ambienti?

In un periodo in cui tutta l’informazione si è spostata verso la tematica dell’emegenza Covid-19 abbiamo chiesto al nostro Antonio Marano, ingegnere responsabile Ton Gruppe per la regione Campania, di preparare un testo chiaro e completo che affronti l’argomento della correlazione tra impianti di condizionamento dell’aria e diffusione indoor del Covid-19.

Ne è risultato un interessante articolo che vi proponiamo assieme ad un invito: non esitate a contattarci per avere maggiori informazioni sul ruolo attivo della Bioedilizia Vera di Ton Gruppe nella sanificazione degli ambienti domestici e sulle straordinarie proprietà dell’argilla.

Impianti di condizionamento dell’aria e inquinamento indoor:
quale ruolo nella diffusione del COVID-19

Durante questa emergenza causata dal virus SARS-CoV-2, si è osservata un’elevata incidenza di casi generati in ambito ospedaliero e nelle case di riposo. Tra le diverse concause, certamente un forte sospetto ricadrebbe sull’inquinamento indoor e sugli impianti di climatizzazione e ventilazione.

Bisogna infatti considerare due caratteristiche del virus: la prima, come evidenzia lo studio “Aerosol and surface stability of HCoV-19 (SARS-CoV-2) compared to SARS-CoV-1”, è la capacità di permanere su diverse tipologie di superfici anche per più giorni; la seconda è che le particelle virali non si trovano solo all’interno delle goccioline di saliva espulse quando si parla, tossisce e starnutisce e che, essendo relativamente pesanti, ricadono nelle immediate vicinanze, ma possono permanere nell’ambiente come aerosol secondario, ossia attraverso particelle molto piccole e leggere, che possono rimanere sospese in aria per lunghi periodi di tempo, come spiega bene Joseph Allen (direttore all’Harvard Medical School, programma su edifici e salute) sul New York Times.

Ora, molti impianti aeraulici sono dotati di un circuito di ricircolo dell’aria che ha il compito di riutilizzare una percentuale dell’aria interna all’ambiente confinato (solitamente superiore al 70%), reintroducendola a ciclo continuo. Date le premesse fatte, è possibile ipotizzare che nel caso in cui negli ambienti climatizzati ci siano soggetti affetti da COVID-19, le goccioline infette emesse, potrebbero essere incanalate e veicolate dal sistema di ricircolo in punti diversi della struttura.
Una conferma di questa ipotesi potrebbe derivare dal caso della nave da crociera Diamond Princess: i passeggeri furono isolati nelle cabine, ma nonostante ciò il numero dei contagiati è ugualmente aumentato in modo esponenziale proprio tramite il sistema di aria condizionata. Da un solo iniziale caso accertato, si è arrivati a 705 in breve tempo.

le tubazioni di un impianto di ventilazione meccanica prima della manutenzione: un covo di batteri

È in quest’ottica che lo stesso Istituto Superiore di Sanità ha indicato (nel Rapporto ISS COVID-19 n. 5/2020) di escludere il circuito di ricircolo degli impianti per contenere il contagio.
Ma il problema potrebbe riscontrarsi anche in impianti che non utilizzano il ricircolo d’aria: nella ventilazione meccanica controllata (VMC), l’aria interna viene scambiata con quella esterna attraverso la medesima tubazione, se a singolo flusso, o all’interno dello scambiatore a flussi incrociati, nel caso di sistemi a doppio flusso. È internamente a queste parti dell’impianto che potrebbe avvenire la contaminazione dell’aria che verrà poi immessa entro l’edificio.
C’è infine il fenomeno del “cross contamination”, causato dall’eccessiva contiguità delle prese d’aria con i punti di espulsione in esterno. A causa di ciò infatti, l’aria infetta derivante da ambienti con presenza di virus, verrebbe aspirata da un altro impianto e introdotta nei locali climatizzati, propagandosi in luoghi differenti.

La seconda causa da analizzare è il cosiddetto inquinamento indoor.
L’assenza di una corretta manutenzione e pulizia degli impianti succitati provoca un aumento delle polveri sottili negli ambienti interni, le quali sono in grado di veicolare e incrementare la diffusione del virus, quantomeno in ambienti indoor come ipotizzano i ricercatori della SIMA (Società Italiana di Epidemiologia Ambientale).
Per di più, e questo in linea generale, diversi studi mostrano che una elevata concentrazione di inquinanti atmosferici causa un aumento dei tassi di ospedalizzazione relativamente alle malattie respiratorie. E come ormai sappiamo, le forme più gravi di COVID-19 coinvolgono il tratto respiratorio ed i polmoni, nei quali la compromissione della risposta immunitaria apre la strada a infezioni batteriche secondarie, che possono ulteriormente aggravare le condizioni del paziente. Quindi inquinanti atmosferici e PM (Materia Particolata, cioè particelle piccolissime) possono causare il peggioramento del decorso della malattia anche in modo indiretto.

Quel che dovremmo tener ben presente è che negli ambienti confinati, dove la popolazione dei paesi più economicamente avanzati trascorre mediamente oltre il 75% del proprio tempo, la concentrazione di inquinanti è da 1 a 5 volte superiore rispetto agli spazi outdoor, con livelli di esposizione da 10 a 50 volte più elevati.
I responsabili di queste concentrazioni sono da individuare in special modo proprio negli impianti di trattamento dell’aria, che nonostante la presenza di filtri, sono fisiologicamente portati a contaminarsi durante il loro utilizzo.

Il discorso affrontato finora, va anche al di là dell’attuale emergenza e del virus specifico, e non riguarda esclusivamente il mondo ospedaliero, ma tutti gli edifici dotati di impianti di trattamento aria centralizzato.
In Italia, l’accumulo di polveri e particolato nelle condotte dell’aria è un fenomeno altamente diffuso, in particolare negli impianti che servono le strutture ospedaliere.
I produttori stessi, nonché le associazioni di categoria, raccomandano la sostituzione di tutti i filtri presenti dalle due alle tre volte all’anno e la pulizia e la disinfezione di ogni parte dell’impianto (dai sistemi di scarico dell’aria, inclusi condotti e prese d’aria, allo scambiatore e alla bacinella raccolta condensa), una volta ogni due o tre anni. Sappiamo bene che tutto questo avviene molto raramente, e che inevitabilmente rappresenta un costo fisso di gestione. Oltre a ciò, consigliano di effettuare controlli delle diverse parti dell’impianto per verificare la presenza di virus, batteri, funghi, spore, acari, muffe mediante il prelievo di campioni e di utilizzare prodotti ad hoc, confermando essi stessi la possibile presenza di tali pericolosi agenti. Tant’è che sono innumerevoli gli esempi della pericolosità di tali impianti.

Ben conosciuto e molto citato è lo studio effettuato nelle scuole di Copenaghen (Building conditions and building related symptoms in the Copenhagen school study), che ha monitorato lo stato di malattia dei loro studenti per quanto riguarda i sintomi tipici come irritazione a occhi, naso e pelle, raffreddori, mal di testa, difficoltà di concentrazione e malattie infettive.
È stato scoperto e verificato statisticamente che: nelle scuole a minor incidenza di malattie, solo il 20% delle classi erano areate meccanicamente mentre il restante 80% con areazione naturale; le scuole con il maggior numero di casi di malattia invece, presentava il 52% di classi con ventilazione meccanica controllata (VMC).

Ulteriori elementi di prova provengano da studi svedesi (ad esempio lo Studio del Karolinska Institut di Stoccolma), che indicano quanto una cattiva ventilazione vada a peggiorare lo stato di malattia e il rendimento degli studenti nelle aule, o dal monitoraggio dell’aria nelle scuole dell’Altro Adige realizzato dalla Provincia di Bolzano: nella maggior parte dei casi l’aria non era ottimale poiché, afferma lo studio, le aule non venivano fatte arieggiare mediante l’apertura delle finestre e aggiungendo che anche nelle scuole ventilate artificialmente non c’era una qualità dell’aria migliore.

Tutto questo è ben noto anche all’OMS (Organismo Mondiale della Sanità), che già nel 1986 ha riconosciuto le patologie legate alla qualità dell’aria indoor, raggruppate in due tipologie note come Sindrome dell’Edificio Malato (Sick Bulding Syndrome, SBS) e quelle definite come Malattie Correlate all’Edificio (Bulding Related Illness, BRI), entrambe legate al microclima e all’esposizione agli agenti chimici, fisici e biologici eventualmente presenti in un dato ambiente e quindi dovute anche a sistemi di trattamento aria malfunzionanti o non correttamente manutenuti.

La casa massiva Ton Gruppe come soluzione naturale

Una possibile soluzione è affidarsi al vecchio e semplice sistema di aprire le finestre (il numero di volte dipende dal numero di persone che occupano l’ambiente, per una famiglia basterebbe anche una o al massimo due volte al giorno) per immettere nuova aria, come nell’emergenza attuale consiglia l’Istituto Superiore di Sanità, o in alternativa, un impianto di ventilazione meccanica diretta, gestito dalla domotica, come ad esempio il sistema sviluppato dal Dr. Beat-Kogel, che garantisce il ricambio d’aria mediante piccole bocche d’areazione poste nella parte alta del vano, che vengono aperte e chiuse con comando motorizzato. Le bocchette sono in comunicazione diretta con l’esterno, evitando così le canalizzazioni ed i problemi precedentemente descritti.
È indubbio che nei mesi freddi, nelle costruzioni ermetiche e “leggere”, cioè con molto isolamento termico e con poca massa (quindi con poca inerzia termica), ci sarebbe fuoriuscita di calore e conseguente dispendio di energia per riportare l’ambiente alla temperatura ottimale, dato che in breve tempo anche la poca massa a disposizione si raffredderebbe. In questo caso sarebbe conveniente far passare prima l’aria da immettere attraverso uno scambiatore di calore, il quale però comporta anche tutti gli svantaggi descritti riguardanti la salute.

La soluzione è adottare un sistema costruttivo con massa pesante e quindi con elevata inerzia termica (una costruzione si definisce “massiva” quando l’involucro ha un peso superiore ai 1000 kg/mc), e utilizzare un materiale che può agire naturalmente da volano termico: la terra cruda. In abbinamento a quest’ultima, materiali leggeri a fare da isolante, meglio se traspiranti, ecologici e naturali come la canapa.

In questo caso, aprire le finestre cambia di poco e solo per breve tempo il clima interno, poiché la terra cruda comincerà a cedere il calore accumulato all’ambiente raffreddato dall’aria esterna, riducendo di molto i consumi dell’impianto di riscaldamento e senza compromettere la qualità dell’aria.
Si aggiunga che la terra cruda è in grado di regolare l’umidità dell’aria interna, riuscendo a mantenerla costantemente intorno al 50%, condizione ideale per il nostro corpo ed è un sanificatore naturale dell’ambiente, poiché assorbe il vapore acqueo e tutto quel che di nocivo può trasportare.
Inoltre, facendo i conti sull’arco dei dodici mesi e non solo su quelli freddi, vedremo che in primavera e in autunno l’inerzia termica della terra cruda sfrutterà l’irraggiamento naturale del sole assorbendo calore e restituendolo nelle ore più fredde, laddove, nel sistema costruttivo leggero, un impianto incomincerebbe già a dover climatizzare, quindi a consumare.

Gli stessi CAM (Criteri Ambientali Minimi), requisiti volti ad individuare materiali o sistemi costruttivi migliori sotto il profilo ambientale (considerando l’interno ciclo di vita) ma anche salutistico e del benessere abitativo, prescrivono, per l’involucro e le coperture delle nuove costruzioni e delle ristrutturazioni importanti, un valore di capacità termica areica di almeno 40 kJ/m²K. Questo valore è legato proprio alla massa ed è indicativo della capacità di accumulo di energia del materiale. Grazie all’utilizzo della terra cruda, in forma di blocco per le tamponature e come tavella per le coperture, è garantito sempre un valore di almeno 50 kJ/m²K.
L’utilizzo del concetto costruttivo appena illustrato, che punta alla razionalizzazione della dotazione impiantistica e a ridurne l’apporto mediante lo sfruttamento della massa, legato alle proprietà intrinseche dei materiali sopra descritti, terra cruda e canapa, porta senza dubbio ad un risparmio sia economico che energetico, un beneficio che va ad assommarsi al soddisfacimento del comfort termoigrometrico e alla salvaguardia della salute negli spazi indoor.

Ing. Antonio Marano – Napoli
Responsabile Area Ton Gruppe



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