La IAQ all’interno degli ambienti confinati

Vista la situazione di massima emergenza di natura pandemica che il mondo sta vivendo, gli aspetti connessi alla qualità dell'aria degli ambienti interni e le conseguenti implicazioni di carattere sanitario, tecnologico ed economico che inevitabilmente ne scaturiscono, sono oggetto più che mai di estrema attenzione da parte della comunità scientifica e dell'opinione pubblica.

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Si è da tempo evidenziato che, soprattutto nelle società economicamente più sviluppate, la maggior parte del nostro tempo venga trascorsa all’interno di ambienti confinati quali: luoghi di lavoro, abitazioni, mezzi di trasporto pubblici, locali di ristorazione, ecc.

L’aria all'interno di tali ambienti non è sempre di qualità accettabile. Al contrario, essa può contenere inquinanti in concentrazioni anche superiori ai limiti di legge per l’aria esterna ed essere, quindi, causa di sensazioni di malessere per l'uomo e veicolo idoneo al trasporto di agenti patogeni potenzialmente pericolosi. A tal proposito, non sorprende che, nel settore impiantistico della ventilazione meccanica, siano state pubblicate una serie di raccomandazioni e soluzioni pratiche per limitare i rischi connessi ad un possibile incremento del contagio all’interno degli ambienti confinati.

Ma quali sono le fonti di inquinamento per gli ambienti indoor?

Le fonti che possono compromettere la qualità dell’aria negli ambienti interni sono di natura chimica, fisica e biologica e possono comportare vari livelli di pericolosità in funzione della concentrazione e della tipologia. 

Il cosiddetto “inquinamento indoor” altera le normali condizioni di salubrità dell’aria fino a causare un vero e proprio pericolo per la salute dell’uomo.

È risaputo, infatti, come molte delle malattie croniche (asma, allergie, problemi respiratori, ecc.) siano strettamente correlate alla qualità dell’aria interna degli ambienti che abitualmente frequentiamo (luoghi di lavoro e abitazioni). A tal proposito, ricordiamo quanto pubblicato dal Ministero della Salute in relazione alle fonti interne di inquinamento, tra le quali le più diffuse sono rappresentate da: occupanti (uomo, animali), polvere e umidità, strutture, materiali edili, arredi e impianti (condizionamento e umidificazione) e aria esterna.

Tabella – Principali agenti indoor e potenziali fonti interne (Fonte: Ministero della Salute)
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Ponendo l’attenzione sugli agenti biologici, ogni individuo è una sorgente di contaminanti tramite l’emissione di "goccioline di Flügge" (vapore acqueo) che vengono immesse in ambiente attraverso la fonazione, la tosse o gli starnuti. Tali micro-particelle sono in grado di rimanere sospese in aria e fungere da veicolo per gli agenti patogeni. Quindi, all’aumentare del numero di persone presenti in un ambiente confinato, oltre al verificarsi di un progressivo peggioramento della qualità dell’aria interna, aumenta la probabilità di un possibile contagio di natura biologica, più o meno pericoloso in relazione allo specifico agente infettivo. 

In questo periodo, dove a causa del distanziamento sociale passiamo sempre più tempo al chiuso e con il lento ripristino delle normali attività quotidiane, in relazione ad ogni tipo di attività svolta, al tempo di esposizione e al numero di persone presenti nello stesso spazio, la IAQ ne risulta fortemente influenzata. Diventa quindi fondamentale, oggi più che mai, limitare la probabilità di un possibile contagio, mediante l’adozione di opportune misure preventive che interessino, tra l’altro, anche gli impianti di condizionamento installati all’interno del parco immobiliare nostrano.

La situazione negli edifici italiani: il problema degli impianti HVAC

Nella maggior parte degli edifici adibiti è stato riscontrato un problema di contaminazione negli impianti di riscaldamento, ventilazione e di condizionamento dell’aria, dovuto principalmente ad una manutenzione non adeguata che ha reso possibile la crescita di muffe e batteri.

Gli impianti di condizionamento, infatti, possono rappresentare pericolose fonti di inquinamento biologico o chimico, in particolar modo se vertono in cattivo stato di pulizia e manutenzione: i microrganismi possono facilmente proliferare negli impianti in cui vi è presenza di acqua, per lo più stagnante, come umidificatori e condizionatori di aria, vaporizzatori, sistemi di riscaldamento e impianti idrici.

Come dichiarato anche nei recenti studi pubblicati dall’ASHRAE, il rischio di diffusione di agenti patogeni può essere influenzato sia positivamente che negativamente dal flusso d'aria dovuto al sistema HVAC presente in un determinato ambiente: tale sistema, nelle sue varie conformazioni, non è in grado di controllare i flussi d’aria ed impedire quindi la diffusione di un aerosol infettivo, perché molteplici sono le variabili che influiscono sulla sua trasmissione (posizione della fonte, distribuzione dell’aria, temperatura e umidità relativa, filtrazione). Allo stesso tempo, nel documento vengono riportate opportune strategie preventive che, applicate ai sistemi HVAC, possono mitigare il rischio di contagio nell’ambiente in cui si opera. 

I rischi all'interno degli ambienti confinati

Il sovraffollamento è direttamente correlato alla concentrazione di inquinanti all’interno di un ambiente chiuso. Per tale motivo, una delle prime misure che il Governo ha istituito per il contenimento della pandemia da Covid-19 è stato proprio il distanziamento sociale. Tale misura deve essere rispettata a maggior ragione da tutti quegli individui ritenuti sensibili, ovvero coloro che subiscono effetti deleteri sulla salute con valori di concentrazione degli inquinanti relativamente bassi o manifestano risposte più gravi rispetto a quelle mostrate dalla popolazione, in genere a causa di patologie pregresse o di un deficit del sistema immunitario. 

Gruppi a rischio

Nella fattispecie, i gruppi più a rischio per esposizioni ad inquinamento indoor sono: bambini, anziani e persone con patologie croniche. 

Dagli studi condotti dall’OMS risulta che i bambini sono più a rischio degli adulti perché hanno una respirazione più rapida (cosa che facilita l’assorbimento delle sostanze inquinanti) e vivono più vicini al terreno (dove alcune sostanze inquinanti sono presenti in maggiori concentrazioni); tutto ciò avviene quando il loro organismo (sistema nervoso compreso) non è ancora completamente sviluppato. 

È stato dimostrato che le esposizioni agli inquinanti possono causare danni alla salute già nei primi anni dell’infanzia, comportando lo sviluppo o una predisposizione a disfunzioni di carattere respiratorio che si protraggono nel tempo. Ad esempio, l’apparato respiratorio dei bambini è particolarmente suscettibile agli effetti di alcuni inquinanti come fumo di tabacco passivo, muffe e allergeni domestici (acari della polvere e derivati epiteliali di cane e gatto) che rappresentano i principali fattori di rischio per l’esordio di episodi asmatici.

I dati pubblicati dall’OMS (2018) “Air pollution and child health: prescribing clean air” evidenziano che il 40% della popolazione mondiale è esposto ad alti livelli di inquinamento dell’aria domestica e che circa 600.000 decessi nei bambini sotto i 15 anni possono essere attribuiti agli effetti congiunti dell'inquinamento atmosferico ambientale e domestico nel 2016. Inoltre, almeno il 15% dei bambini e degli adolescenti vivono in case molto umide e in condizioni microclimatiche che contribuiscono allo sviluppo e peggioramento delle crisi asmatiche (OMS 2009). 

Una migliore consapevolezza del problema dell’inquinamento indoor e una maggiore attenzione alle strategie di mitigazione da attuare negli spazi frequentati dai bambini (scuole e abitazioni) devono essere prioritari e possono agire come fattori preventivi e protettivi nei confronti delle categorie più “deboli”.

Come limitare l'inquinamento indoor: soluzioni tecniche

I sistemi di ventilazione, filtrazione e distribuzione dell'aria e le relative tecniche di disinfezione hanno un grande potenziale sia per la riduzione della trasmissione di agenti patogeni nell'aria, sia per limitare la concentrazione di inquinanti all’interno degli ambienti confinati. Un’efficace “diluizione” dell’aria, un’adeguata filtrazione della stessa e il controllo della temperatura e dell’umidità interna, sono tutti fattori che contribuiscono alla riduzione degli agenti patogeni dispersi in ambiente. A tal proposito quindi è possibile individuare due casi:

  • Edifici con ventilazione naturale;
  • Edifici con ventilazione meccanica controllata.

Nel primo caso, il ricambio d’aria è strettamente dipendente dall’utente e quindi dall’apertura intenzionale degli infissi presenti nel fabbricato: il flusso d'aria in questi edifici è variabile e imprevedibile, quindi la capacità di gestire il rischio in tali frangenti è molto ridotto. Inoltre, non è possibile controllare la qualità dall'aria esterna in ingresso, compreso il livello di allergeni e inquinanti presenti. In ogni caso gli ambienti che raggiungono velocità di ventilazione più elevate ridurranno il rischio di un possibile stazionamento di inquinanti.

Nel secondo caso, negli edifici serviti da un sistema HVAC, con l’impiego di una filtrazione efficiente si riduce il carico delle particelle infettive. I filtri, se opportunamente selezionati e distribuiti, contribuiscono al controllo della sorgente del flusso d’aria, oltre a ridurre le concentrazioni di aerosol infettivi. A tal proposito ci viene in aiuto la UNI EN ISO 16890-1:2017 che stabilisce un sistema di classificazione dell'efficienza dei filtri per ventilazione basato sul particolato (PM). 

La norma, entrata in vigore nel 2018, fornisce 4 classi legate alle prestazioni del filtro nei confronti di tre diverse frazioni di particolato. Le principali differenze rispetto al passato riguardano soprattutto i test da condurre sul filtro, con prove che interessano polveri più fini (PM1) e quindi maggiormente pericolose per la salute umana, che consentono di ottenere un prodotto certificato per il miglioramento della qualità dell’aria che respiriamo all’interno degli ambienti.

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