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COVID-19, influenza, virus respiratorio sinciziale (RSV), varicella e molte altre malattie sono generalmente trasmesse dagli aerosol respiratori. Le aule densamente occupate presentano un rischio maggiore di diffusione di questi agenti patogeni trasportati dall’aria, soprattutto quando la qualità dell’aria è scarsa. Una ventilazione frequente e intensa può ridurre significativamente questo rischio, ma in inverno comporta una riduzione del comfort e sprechi energetici. Soprattutto nelle aule arieggiate tramite l’apertura delle finestre, i purificatori dell’aria mobili sono strumenti che possono contribuire a ridurre l’esposizione agli aerosol, in quanto sono in grado di rimuoverli e con essi rimuovono anche gli agenti patogeni.
Al fine di effettuare una valutazione scientifica esauriente della situazione nelle aule scolastiche, nell’autunno del 2022 il consiglio scolastico della città di Adliswil ha commissionato uno studio sulla qualità dell’aria nelle aule e sull’idoneità dei purificatori dell’aria mobili. Lo studio è stato condotto nell’ambito di una collaborazione tra il Centro svizzero per la salute occupazionale e ambientale (SCOEH) e l’organizzazione no-profit #ProtectTheKids (Svizzera).
Le indagini sono state condotte negli edifici della scuola primaria di Kopfholz. Kopfholz 1 è un vecchio edificio ristrutturato senza impianto di ventilazione; Kopfholz 2 è un edificio nuovo con un impianto di ventilazione conforme agli standard di basso consumo energetico. In ogni classe sono stati installati fino a tre purificatori dell’aria mobili. Electrolux, Philips e Stadler Form hanno fornito gentilmente un numero elevato di unità. I purificatori dell’aria sono stati valutati in condizioni reali per le loro prestazioni di filtraggio dell’aria e per il rumore generato durante il funzionamento. I tassi di riduzione degli aerosol sono stati stabiliti tramite sensori distribuiti in tutta l’aula utilizzando un aerosol campione di cristalli salini, mentre le frequenze e i livelli sonori sono stati misurati con un analizzatore audio e acustico. Inoltre, sono stati determinati i livelli sonori delle configurazioni di purificatori dell’aria (tipo di unità, numero di unità e livelli di funzionamento), che gli insegnanti hanno descritto come accettabili. Le misurazioni dei livelli di CO2 sono state utilizzate per valutare la qualità dell’aria all’interno delle aule e per determinare i tassi di ricambio dell’aria ottenuti arieggiando o tramite l’impianto di ventilazione.
I purificatori dell’aria valutati migliorano la miscelazione dell’aria interna dirigendo l’aria purificata verso l’alto. Testati come singole unità alla massima velocità, hanno mostrato tassi di riduzione da due a tre eACH (equivalent Air Changes per Hour, cambi dell’aria equivalenti per ora) nelle aule da 240 m3 di Kopfholz 1, corrispondenti a un CADR (Clean Air Delivery Rate, tasso di emissione di aria pulita) di circa 480 a 720 m3/h.
Il livello di rumore a due metri di distanza era compreso tra i 45 e i 55 dB(A). Gli insegnanti preferiscono velocità di funzionamento più basse, associate a livelli di rumore compresi tra i 32 e i 42 dB(A). Utilizzando più unità in parallelo, è stato possibile ottenere tassi di purificazione dell’aria elevati (da 3 a 5 eACH) a velocità più basse, con livelli sonori compatibili con un ambiente di lavoro tranquillo.
Nei due edifici la qualità dell’aria è risultata molto diversa: in Kopfholz 2, i livelli di CO2 erano generalmente al di sotto delle 1000 ppm, cioè di qualità buona o molto buona, con tassi di ricambio dell’aria compresi tra 2,3 e 2,9 ACH. Nel vecchio edificio Kopfholz 1, arieggiato tramite l’apertura delle finestre, i dati hanno mostrato chiaramente la necessità di un intervento: nell’ambito di una registrazione continua su una durata totale di 684 ore di insegnamento, i livelli di CO2 sono risultate spesso superiori a 2000 ppm, un livello nocivo per la salute; per il 61 % del tempo si sono registrate livelli superiori alle 1000 ppm, che influiscono negativamente sulla capacità di apprendimento. Le strategie di arieggiamento delle aule prive di impianto di ventilazione sono risultate nella maggior parte dei casi inefficaci: a causa della scarsa distribuzione temporale dei ricambi dell’aria, la strategia «arieggiare di rado, ma in modo molto intenso» è risultata significativamente meno efficace di quella «arieggiare di frequente e in modo intenso». Anche con una strategia ideale, la qualità dell’aria interna è risultata spesso mediocre e solo nel 20 % dei casi i livelli di CO2 erano nell’intervallo ideale per buone prestazioni cognitive, al di sotto di 800 ppm. Quando si ristrutturano vecchi edifici con impianti di ventilazione meccanica, è importante confrontare soluzioni decentralizzate con quelle centralizzate.
I purificatori dell’aria sono progettati per rimuovere gli aerosol, e sono perciò complementari alle misure per migliorare la ventilazione, che immettendo aria esterna riduce i livelli di CO2 e di aerosol respiratori. In situazioni tipiche di arieggiamento tramite l’apertura delle finestre, sono stati misurati tassi medi di ricambio dell’aria compresi tra 0,3 e 2,5 ACH, per cui l’aggiunta di purificatori dell’aria con prestazioni di 3 eACH ha permesso di ridurre la dose virale di almeno il 50 %. In alcuni casi, la riduzione è risultata addirittura del 90 %. La combinazione di arieggiamento e filtraggio si è dimostrata particolarmente efficace nel ridurre l’inquinamento da aerosol rispetto al solo arieggiamento tramite l’apertura delle finestre. I purificatori dell’aria mobili possono essere utilizzati in modo flessibile e facilmente integrati nella vita scolastica quotidiana, utilizzandoli a velocità medio-basse per mantenere un ambiente di apprendimento tranquillo.
Tuttavia, per raggiungere un grado di protezione dai contagi più elevato e frenare di conseguenza la diffusione delle malattie, sia con la purificazione dell’aria negli spazi chiusi che con altre misure, è essenziale rendere tutti consapevoli che esporsi a infezioni ripetute – anche asintomatiche – è un modo rischioso e insostenibile di acquisire o mantenere un’immunità.