La gestione del rischio di trasmissione virale negli insediamenti scolastici e l'ambiente costruito

Una nuova (multi-)disciplina per l'ambiente costruito e per le Infrastrutture della Conoscenza? Una riflessione del prof. Angelo Ciribini.


Pandemia e riapertura delle scuole

La riapertura delle scuole, avvenuta in altri Paesi Europei tra Agosto e Settembre 2021, quali il Belgio, la Danimarca, la Germania (con modalità differenziate per Bundesland), Israele, la Norvegia, la Scozia, la Svizzera, per non dire del Canada e degli Stati Uniti, ha determinato un aumento dei casi nella fascia anagrafica che concerne i giovani, specialmente i soggetti di età inferiore a dodici anni, non ancora vaccinabili, aumento che si inizia a riscontrare anche in Italia, a partire dalla Provincia Autonoma di Bolzano, che aveva anticipato l'inizio dell'anno scolastico.

Ritornando ai primi mesi del 2020 l'avvento della pandemìa dovuta alla SARS-CoV-2 (Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2), che ha generato la Covid-19 (COronaVIrus Disease 19), aveva messo in forte crisi la business continuity all'interno dei luoghi dell'apprendimento, dagli insediamenti scolastici (inclusi gli asili nido) agli atenei.

Di conseguenza, con modalità e con contenuti profondamente eterogenei, a causa della diversa natura dei luoghi e delle istituzioni coinvolte, si è improvvisamente imposta all'attenzione dei soggetti gestori degli insediamenti la necessità duplice, di ricorrere a forme di didattica e di insegnamento totalmente in remoto o miste.

Di là della eredità attinente ai modelli pedagogici e alle offerte formative che tale condizione potrà esercitare, sia per le scuole sia per gli atenei, nonché sulla ridefinizione delle nozioni di home working, smart working e agile working, con esclusione dei lassi temporali in cui si è imposta una chiusura totale dei cespiti immobiliari strumentali alle attività di didattica, di ricerca e di consulenza (e, per gli atenei, forse anche di residenzialità), il fenomeno pandemico ha presentato un forte impatto, di natura quantitativa e qualitativa, sulle caratteristiche e sulle dotazioni degli spazi, confinati e aperti, con speciale intensità per le scuole di ogni ordine e grado.

La centralità del tema funzionale e spaziale, particolarmente rilevante per gli indoor environment, si è, almeno in un primo tempo, esercitata sui tempi di accesso e di fuoriuscita dai fabbricati scolastici (e accademici), i cosiddetti scaglionamenti - in relazione anche alle dinamiche del trasporto pubblico locale e sugli accessi alle città -, sui flussi di percorrenza degli utenti all'interno degli edifici (in rapporto alle cosiddette bolle), sulla de-densificazione dei vani (dalle aule alle mense, dalle palestre ai laboratori), per il tramite del concetto di distanziamento fisico.

La ragione principale per la quale ciò è avvenuto rimanda alla convinzione che la trasmissione virale avvenisse essenzialmente per contatto colle superfici, ovvero fomite, (da cui le imponenti misure adottate per la igienizzazione personale e per la sanificazione ambientale) e per deposizione negli apparati respiratori delle persone di particelle di una certe dimensione (droplet), possibile balisticamente entro un certo raggio di azione, convincimento di cui sono testimonianze i banchi monoposto a rotelle e le barriere in plexiglass.

Il retaggio di queste assunto è stato evidente, nelle scuole, attraverso, ad esempio, la riduzione del numero delle postazioni nelle aule e l'individualizzazione delle stesse postazioni, e il decremento della capienza delle aule stesse negli atenei.

A fronte di una spesso incompleta (oltre che analogica, non digitale) conoscenza del patrimonio immobiliare dell'edilizia scolastica (e probabilmente anche universitaria), l'incrementato fabbisogno spaziale nei luoghi dell'apprendimento ha posto in luce forti criticità pre-esistenti, concernenti sia gli aspetti puramente funzionali sia quelli tecnologici.

Per quanto inerisce alle scuole, diversi rapporti periodici, curati da associazioni e da fondazioni, avevano non solo rilevato tali criticità, bensì avevano pure quantificato l'ingente fabbisogno di risorse economico-finanziarie necessarie per la risoluzione di tali condizioni difficoltose, in parte contenute nel Piano Nazionale di Ripresa e di Resilienza (PNRR) e nel Piano Nazionale degli Investimenti Complementari (PNC).

Accanto alle tematiche precedentemente citate, in ispecie per la scuola primaria, le logiche di diffusione del virus involontariamente hanno ripristinato una accezione rigida di insegnamento frontale, proprio allorché il teacher centrism era in corso di ripensamento e la classroom stava perdendo una parte della sua centralità.

L'evoluzione delle conoscenze scientifiche ha successivamente evidenziato come la modalità prevalente di trasmissione virale avvenisse per via aerea (airborne transmission), a opera di particelle di minori dimensioni (droplet nuclei), agenti per inalazione sia nel corto raggio (entro i sei piedi o i due metri), in misura maggioritaria rispetto alle droplet, sia nel lungo raggio (sino, ad esempio, a dodici o a diciotto metri), con tempi di permanenza nell'ambiente confinato piuttosto prolungato.

Tra l'altro, questa criticità si ripropone per i bagni scolastici o per gli ascensori.

Tale situazione, critica laddove fossero prevalenti il ceppo originale e, in seguito, la variante Alpha, si è acuita con la variante Delta, assai più trasmissibile, al punto da costringere a rivedere anche il tempo convenzionale di esposizione ammissibile, originariamente fissato, anche per il digital contact tracing, in quindici minuti.

 

Misure per contrastare la trasmissione virale

La mutata comprensione delle dinamiche di trasmissione virale ha costretto a evidenziare una serie di misure addizionali e stratificate (Nonpharmaceutical Interventions) da implementare, accanto alla strategia vaccinale che, tuttavia, solo in un secondo tempo ha riguardato i soggetti di età inferiore rispettivamente ai diciannove, ai dodici e ai sei anni.

Tali misure sono così riassumibili:

  • adozione, in maniera capillare, di screening plan, eventualmente basati su pool test, realizzati attraverso test salivari sottoposti ad analisi molecolari, all'interno di un sistema di sorveglianza proattiva che possa includere anche campagne periodiche di air sampling negli ambienti confinati e analisi di campioni prelevati dai filtri HEPA. Ciò sarebbe fondamentale poiché, colla variante Delta, nei primi due giorni di infezione i soggetti sono, comunque, asintomatici e anche i soggetti vaccinati possono, oltreché essere contagiati, trasmettere il virus, anche se in misura minore di quelli non immunizzati;

  • introduzione di sensori NDIR (Nondispersive Infrared Sensor), da collegare possibilmente in rete e in remoto, per monitorare i livelli di CO2 (biossido di carbonio) e di UR (umidità relativa), da collocare opportunamente, da utilizzarsi come proxy per assicurare una adeguata ventilazione naturale negli ambienti confinati, benché occorra ricordare che si tratta di gestire in maniera non controllata ricambi di aria che dovrebbero essere almeno nella misura di quattro-sei ogni ora e che, comunque, non possono avvenire integralmente, ma attraverso miscelazione. Di fatto, al di fuori dei plessi (prevalentemente universitari) in cui sussista un sistema di climatizzazione, occorrerebbero i sistemi di ventilazione meccanica controllata, distribuiti o centralizzati, che, tuttavia, sono stati promossi e finanziati solo dalla Regione Marche e che richiedono forti sinergie organizzative tra dirigenze scolastiche ed enti locali;

  • implementazione di dispositivi portatili di purificazione dell'aria dotati di filtri HEPA, da dimensionare opportunamente e da collocare possibilmente al centro dell'aula o in posizione idonea, avendo anche la accortezza di fare sì che essi non disturbino le attività che si svolgono nell'ambiente confinato a causa della loro rumorosità, A ciò si dovrebbe aggiungere, nel sistema di filtrazione, il ricorso a mascherine FFP2 o similari, oppure a respiratori con prestazioni comparabili, poiché le mascherine chirurgiche sono poco efficienti rispetto alle particelle virali di minori dimensioni. In alternativa, sono utilizzati i dispositivi basati sulla Ultraviolet Germicidal Irradiation (UVGI);

  • applicazione di deflettori ai serramenti dei vani confinati e di potenziamento dei dispositivi di apertura superiore delle finestre, poiché simulazioni avvalentesi della CFD (Computational Fluid Dynamics) hanno dimostrato che le postazioni degli studenti in aula immediatamente prossime alla porta di ingresso e al serramento coinvolto principalmente nella ventilazione naturale incrociata sono esposte a maggiore rischio di contagio. Il che costringe a rivedere i tradizionali classroom setting e lay-out suggeriti nella prima fase della pandemìa;

  • analisi comportamentali che possano essere supportate da simulazioni agent-based dei flussi di utenti nei plessi scolastici e da soluzioni di interconnessione che, nel rispetto della GDPR (General Data Protection Regulation), e che possano consentire di analizzare la natura e la densità delle relazioni che intercorrono tra i soggetti occupanti, nel corto, nel medio e nel lungo raggio. Ciò potrebbe essere di ausilio anche per la ricostruzione accurata dei contatti intercorsi tra un soggetto infetto e gli altri utenti.

  • enfatizzazione del ruolo svolto dagli Outdoor Learning Space: in alcuni Paesi, si è, ad esempio, ipotizzato di tenere all'aperto la consumazione dei pasti, in considerazione del livello di rischio presente nelle mense scolastiche.

 

 sistema integrato di gestione della mitigazione del rischio di contagio nelle scuole

Figura 1: il sistema integrato di gestione della mitigazione del rischio di contagio nelle scuole.

 

Ulteriori riflessioni sulla ripresa delle attività scolastiche

Il tema della ripresa generalizzata in presenza delle attività scolastiche, dopo circa un anno e mezzo dall'inizio della pandemìa, sollecita, dunque, alcune ulteriori riflessioni, a iniziare dalla constatazione che, atteso la concorrenza di numerose variabili specifiche nella generazione del contagio e del focolaio, i modelli computazionali di valutazione probabilistica del rischio di contagio hanno evidenziato una ibridazione tra le logiche e tra i parametri proprie alle diverse Ingegnerie e Medicine coinvolte, così come gli esperimenti condotti in aula con manichini.

Ora, se è evidente che la tematica dello Healthy (School) Building non  possa dirsi innovativa, una sua diretta connessione alla Readiness e alla Preparedness condurrebbe a collegare l'argomento con quello dello Smart Readiness Indicator for Buildings promosso dalla Commissione Europea, inerente al Digital Building Logbook e finalizzato, in primo luogo a Clean Energy e a Energy Efficiency.

La questione, tra l'altro, nel caso di incremento della ventilazione naturale incontrollata nei luoghi confinati dell'apprendimento, richiede di operare attenti trade off nei confronti dell'efficientamento energetico.

L'esigenza di potenziare le dotazioni tecnologiche degli insediamenti scolastici in funzione dell'Internet of Things, a partire dalla copertura di rete, anche in previsione del 5G, non disgiunta dal desiderio, in età post pandemica, di utilizzare i cespiti immobiliari scolastici con maggiore continuità e polivalenza rispetto alla comunità di riferimento (e, contemporaneamente, di fare sì che una parte degli insediamenti universitari siano accessibili a ogni ora e a ogni giorno dell'anno), evoca e rimanda alla evoluzione della natura dei complessi edilizi, per le scuole e per gli atenei, per i quali ultimi, diverse esperienze di Smart Campus sono già disponibili, sia pure a uno stato embrionale.


sistema integrato di sorveglianza proattiva nelle scuole

Figura 2: il sistema integrato di sorveglianza proattiva nelle scuole.

 

Ciò a cui si sta assistendo in questa contingenza, specie per la scuola, è, da un lato, che la cosiddetta didattica a distanza, da non confondersi con la scuola digitale, sia stata oltre modo, oltre i propri demeriti, demonizzata, attribuendo a essa criticità che, in buona parte, erano largamente pre-esistenti.

Si tratta di un pregiudizio negativo che potrebbe, a livello europeo, indurre ad assicurare la presenza attraverso l'attenuazione della definizione della nozione di contatto stretto e la riduzione delle condizioni di isolamento dello stesso contatto, oltre che della durata delle quarantene cautelative.

Il punto è che la scuola è divenuta un «luogo» in cui insistono «spazi» eterogenei (politici, sociali, economici, amministrativi, giuridici, corporativi, mentali, tecnologici, e così via), che la pandemìa ha certamente accelerato, ma pure sollecitato.

Il tema del reclutamento del personale docente o quello dell'accertamento del Green Pass testimoniano di questa condizione.

La interconnessione, fisica e digitale, tra gli utenti della scuola (docenti, personale ATA, studenti, genitori) e la comunità territoriale di riferimento (che si vorrebbe anche essere utenza prossima ventura) impone oggi di ripensare radicalmente i luoghi e gli spazi dell'apprendimento, poiché cio che emerge è il fatto che il cespite immobiliare, il cosiddetto gemello fisico (Physical Twin) non sia solo il complemento del gemello digitale (Digital Twin), ma, soprattutto, che la nozione di cespite e quella di luogo, piaccia o meno, si stanno evolvendo nella loro parziale dislocazione e ibridazione, anche senza giungere a una futuribile tele-presenza.

La pandemìa, per le scuole, come per le università, a dispetto di qualunque ragionamento relativo ai divari cognitivi o alle carenze di socialità, non ha enfatizzato tanto un paradossale ambito del «remoto», quanto la centralità di una accezione di «ibrido» che l'assunto della presenza a ogni costo trascura.

Certo, l'ibridazione è affine alla complessità e, in realtà, la constatazione che per le scuole, e forse anche per gli atenei, non esista una best practice di riferimento, bensì una condivisione di criticità e di pregiudizi, dimostra la difficoltà dei sistemi gestionali e dei processi decisionali a fare fronte al fenomeno.

Se si associa a queste considerazioni la progressione degli attributi associati all'edificio intelligente: da smart a helpful, da cognitive ad autonomous, si può intuire come nell'intervallo siderale che intercorre tra la situazione «catastrofica» in cui, dal punto di vista tangibile, funzionale e spaziale, versano specialmente molte scuole pubbliche statali e le potenzialità offerte, ma anche le incognite presentate, dalla Artificial Intelligence of Things, si può facilmente realizzare quanto riduzioniste appaiano le posizioni che pretendano, dapprima, di risolvere la pandemìa col solo unilateralismo vaccinale (per cui servirebbe una strategia basata sui booster) e del Green Pass, per quanto utili e necessarie queste azioni possa essere, al netto di una esitanza vaccinale che, nel caso della scuola, appare, invero, assai modesta.

É proprio il cosiddetto gemello digitale a palesare, del resto, quanto ingenue possano essere le declinazioni impostate sui soli recettori e attuatori, allorché sono, invece, gli algoritmi di semi-autonomazione che supportano i processi decisionali di co-simulazione a governare il ciclo di vita dei cespiti immobiliari (scolastici e accademici) e il ciclo delle vite dei soggetti che vi si rapportano: in person e on remote.

 gemello digitale dei luoghi dell'apprendimento

Figura 3: il gemello digitale dei luoghi dell'apprendimento.

 

A questo proposito, se, da un lato, prima della pandemìa, la cultura architettonica aveva sottolineato sia la natura partecipativa del processo di committenza per la progettazione degli edifici scolastici, attraverso il briefing e il documento di indirizzo sia la natura sociale e territoriale dell'insediamento, ora la dimensione di inter-connessione e di inter-azione, che agisce individualmente e collettivamente a livello geo-spaziale fa entrare il prodotto immobiliare, o sarebbe meglio dire i servizi educativi alla persona abilitati dai cespiti fisici, in una sfera ambigua, tipica delle piattaforme tecnologiche.

Il che comporterebbe l'inserimento potenziale delle attività della formazione e della ricerca nel paradigma della «sorveglianza», a meno che non si fosse in grado di promuovere soluzioni democratiche di intelligenza distribuita, atte anche a favorire l'inclusione sociale, oltre che, più in generale i contenuti dei Sustainable Development Goals (SDG).

Il fatto che il virus sia prevalentemente airborne transmitted sottolinea, in definitiva, che sia possibile immaginare una multi-disciplina dell'ambiente costruito in cui molti saperi possano essere polarizzati su un unico obiettivo: non per nulla, la strategia britannica sugli investimenti infrastrutturali accenna al Built Environment Model.

I dirigenti scolastici, i responsabili degli enti locali, il personale docente e tecnico-amministrativo, i discenti e le loro famiglie, al momento dell'avvio del nuovo anno scolastico, oltre a tutto in un contesto epidemiologico apparentemente favorevole, sono sicuramente distanti dalle pre-occupazioni per la diffusione significativa del contagio nelle scuole (e nelle università), colle conseguenze relative alla Long Covid, né tanto meno dalle pre-visioni per una rivisitazione della nozione di edificio o di complesso scolastico (o, al limite, accademico), ma tutto ciò potrebbe essere oggetto di una precisa strategia all'interno del PNRR e del PNC.

É chiaro, infatti, che la locuzione «infrastruttura» sia attualmente soggetta a una revisione considerevole, sia nella sua natura (materiale e immateriale) sia nella sua estensione (edilizia e urbana).