Protocollo AiCARR per la riduzione della diffusione del Covid: ogni destinazione d’uso ha le sue criticità

L'AiCARR ha pubblicato il documento “Protocollo per la riduzione del rischio da diffusione del SARS-CoV-2 nelle operazioni di gestione e manutenzione degli impianti di climatizzazione e ventilazione esistenti”. Di seguito un approfondimento sul ruolo del trattamento dell’aria nei diversi scenari: residenziale, grande distribuzione, ristorazione, industriale, terziario, edifici adibiti ad attività sportive, strutture ricettive, cinema e teatri, edifici scolastici.  

Il ricambio dell'aria per ridurre il rischio di contagio e l'uso di impianti a tale scopo

Come ormai noto a tutti, le principali modalità di trasmissione del SARS-CoV-2 tra persone sono essenzialmente tre:

• contatto diretto con una persona infetta,
• inalazione del famoso aerosol infetto prodotto da persone malate,
• e tramite contatto con superfici contaminate.

A parte la rimozione della sorgente di contaminazione (persone infette) e la sanificazione di tutto l’ambiente, l’unica soluzione per ridurre il rischio di infezione per via area è quella di immettere in ambiente aria non contaminata (quella esterna è comunemente assumibile come tale) in quantità adeguate a diluire la carica virale presente. Quantità che dipendono dalla tipologia di ambiente sul quale si interviene (destinazione d’uso) e dal metodo di ricambio d’aria adottato (circolazione naturale o, meglio, impiantistica).

L’utilizzo di impianti di ventilazione/climatizzazione ad aria consente infatti, oltre ad un migliore controllo della quantità di aria di rinnovo immessa in ambiente, anche di controllarne la qualità, grazie all’utilizzo di filtri (obbligatoriamente di tipo HEPA nel caso di ricircolo d’aria, abbinati ad ulteriori tecnologie di trattamento e/o abbattimento della carica infettiva, quali lampade a raggi ultravioletti) e sistemi di controllo dell’umidità relativa. Quest’ultimo parametro deve essere infatti mantenuto sopra il 40% per ridurre il rischio di contagio, pur rimanendo sotto il 60% in estate, valore consigliato per mantenere la generale salubrità ambientale.
Oltre alla tipologia di ambiente (e quindi all’attività svolta in esso dal soggetto potenzialmente infetto), alla presenza di filtrazione e ricircolo, e all’umidità relativa minima da mantenere, è necessario valutare correttamente i tempi di preaccensione e di spegnimento ritardato del sistema di ventilazione meccanica per portare e mantenere a regime la concentrazione media di volume della carica virale.

Questi sono da valutare caso per caso, in funzione di: volume dell’ambiente servito, quantità di aria immessa, modalità di immissione dell’aria (aria di rinnovo direttamente immessa in ambiente, condizione migliore, correttamente miscelata nella zona occupata, o, peggio ancora, scarsamente miscelata nella zona occupata) e variabilità della presenza in ambiente della sorgente infetta.

Il protocollo AICARR

Vista la grande quantità di variabili in gioco, l’associazione AiCARR si è posta l’obiettivo di fornire alcune linee guida generali relative alle modalità di intervento sugli edifici esistenti, basate sul principio della massima sicurezza, indipendenti quindi dalla tipologia specifica di impianto, dalla sua qualità progettuale e di installazione, dalla vetustà o dal livello di gestione e manutenzione. In particolare, tra i diversi obiettivi perseguiti dal protocollo AiCARR vi è quello di fornire una classificazione delle diverse destinazioni d’uso ambientali, evidenziandone le criticità ed i sistemi impiantistici solitamente utilizzati, nonché delle diverse possibili strategie di diluizione e rimozione.

Le strategie di diluizione e rimozione

La diluizione e rimozione della carica virale all’interno di un ambiente può avvenire tramite due principali modalità, la miscelazione e il dislocamento, alle quali si aggiunge la possibilità di recuperare calore dall’aria espulsa.
Nel caso della miscelazione l’aria di rinnovo non contaminata (fredda o calda che sia) viene immessa in ambiente allo scopo di miscelare uniformemente tutta l’aria all’interno, in modo tale da ridurne omogeneamente la concentrazione di agenti patogeni, ed evitare zone di ristagno.

I diffusori sono quindi messi in alto, in posizione tale da areare uniformemente tutto l’ambiente (inclusa la massa d’aria sopra della zona occupata, stabilita ad un’altezza di 1,8 m dal pavimento) e che il lancio verticale sia sufficiente a far raggiungere tutto il volume, sia che l’aria sia immessa calda che fredda. L’aria di rinnovo quindi discende, e di conseguenza l’aria contaminata sale fino a raggiungere le riprese, posizionate in alto. Le riprese andrebbero posizionate in modo tale da ridurre i percorsi d’aria infetta. La velocità terminale dell’aria all’ingresso della zona occupata (1,8 m) deve essere compresa tra 0,25 e 0,35 m/s, mentre all’interno della zona occupata la velocità deve essere appena percepibile (0,12 - 0,17 m/s).

Questa strategia è ideale per gli edifici in cui c’è libera circolazione e la posizione del soggetto contaminante non è definita e stabile (centri commerciali) o quando i soggetti potenzialmente infetti occupano uniformemente tutta la superficie dell’ambiente, in quanto prevede di diluire tutta l’aria presente. Nel dislocamento, invece, l’aria deve essere fredda e immessa dal basso a basse velocità. Riscaldandosi l’aria di rinnovo sale, alimentando i moti convettivi naturali che si innescano in presenza di sorgenti termiche (persone incluse). È ovviamente fondamentale che non ci siano ricadute d’aria contaminata verso la zona occupata. Nel caso di necessità di riscaldamento si può invece agire in due modi: abbinare il dislocamento a pannelli radianti (che favoriscono i moti convettivi verso l’alto, o fare in modo che l’aria calda venga immessa attraverso diffusori distribuiti omogeneamente in tutto l’ambiente. La presenza di recuperatori di calore dall’aria espulsa può rappresentare un ulteriore problema, in quanto, a causa della non perfetta separazione tra i flussi in entrata e in uscita (trafilamenti) può causare un ricircolo di contaminanti, accentuato ulteriormente da una cattiva progettazione o dall’assenza di sezioni di lavaggio. A tal proposito si identificano diverse situazioni con livelli di rischio differenti:

• Impianto senza ricircolo monozona (ad esempio con miscelazione perfetta, e quindi inquinanti diluiti in tutto l’ambiente) o multizona con filtrazione H14 in mandata: il recuperatore non rappresenta un fattore di rischio aggiuntivo rilevante e può essere mantenuto in funzione;
• Impianto con ricircolo: il recuperatore rappresenta un rischio, ma può essere mantenuto acceso se l’aria di rinnovo è messa in sovrapressione ed installando una sezione di lavaggio;
• Impianto con ricircolo senza possibilità di messa in sovrapressione dell’aria di rinnovo: il recuperatore è un rischio e deve essere spento.

Le tipologie di impianto

Le tipologie impiantistiche atte alla gestione della qualità dell’aria interna più comunemente utilizzate sono:

• Impianti a tutta aria: impianti che gestiscono sia la qualità dell’aria interna che il comfort termico ed igrometrico, caratterizzati da una grande quota di aria esterna, eventualmente integrata con una quota d’aria di ricircolo. Possono essere monozona (funzionamento in ricircolo in un unico grande ambiente, e quindi il ricircolo non rappresenta un pericolo di contaminazione incrociata tra ambienti diversi) o multizona (utilizzati in ambienti tra loro omogenei sia per attività che per periodo di occupazione, per i quali in caso di ricircolo vi è pericolo di contaminazione). In questo secondo caso il controllo della IAQ, e quindi della salubrità dell’aria stessa, è gestito attraverso la corretta modulazione delle proporzioni tra aria esterna e aria immessa;

• Impianti misti ad aria primaria: aventi in genere lo scopo di fornire soltanto la quantità di aria esterna necessaria per abbattere il quantitativo di inquinati connessi all’affollamento, alla superficie dell’ambiente e dal tipo di attività svolta (solo controllo della IAQ e dell’umidità). Sono in linea di massima sprovvisti di ricircolo, anche se può essere previsto per aumentarne l’efficienza, e sono comunemente applicati in ambienti a uso uffici;

• Terminali/unità ambiente (ventilconvettori e split): fondamentali per mantenere il controllo termico dell’ambiente, possono essere accoppiati a sistemi di ventilazione naturale o di ventilazione meccanica (ad aria primaria). Particolare attenzione deve essere posta per quei terminali che prevedono una sorta di ricircolo d’aria generata dalla presenza di un ventilatore, quindi split e ventilconvettori. Se in generale l’effetto ottenuto è quello di favorire la miscelazione dell’aria interna, c’è però il rischio di ri-sospensione del particolato infetto, depositato su pavimenti e superfici (risolvibile tramite accurata pulizia e sanificazione).

Destinazioni d'uso: scenarie e criticità

A seconda del tipo di ambiente e della sua destinazione d’uso, l’impianto di ventilazione può dover lavorare in diversi scenari, caratterizzati da specifiche distribuzioni delle sorgenti inquinanti, presenza o meno di zone da favorire, transiti d’aria tra zone differenti e all’interno delle stesse zone, attività svolte e profili di occupazione. Si ritiene quindi necessario riassumere le principali criticità per le diverse destinazioni d’uso (escludendo le strutture sanitarie, le quali richiederebbero una trattazione specifica):

• Residenziale: ambienti condivisi da persone dello stesso nucleo famigliare, in cui la ventilazione è spesso di tipo naturale. Negli edifici recenti possono essere presenti sistemi di VMC a doppio flusso con sistemi di recupero, ad aria esterna e privi di ricircolo. L’unica criticità è quindi incontrabile quando siano installati impianti condominiali a servizio di unità abitative differenti, per i quali si possono perseguirei principi di forte diluizione e filtrazione in mandata.

• Grande distribuzione: ambienti unici in cui la ventilazione è gestita interamente da impianti, che prevedono una portata minima di aria esterna in funzione dell’affollamento e un grande contributo di aria di ricircolo. Prevedere la massimizzazione dell’aria esterna di rinnovo, mantenendo comunque certi limiti di consumi e prestazioni, e valutare l’utilizzo di sistemi di filtrazione in mandata.

• Ristoranti, mense: in questi ambienti, dotati in genere di impianti a tutt’aria oppure di tipo misto con aria primaria e terminali ambiente (generalmente ventilconvettori), si interviene innanzitutto limitandone la capienza massima, riducendo contemporaneamente la probabilità di presenza di persone infette, la concentrazione di carica virale e il carico termico per raffrescamento. Inoltre, per evitare che tutta l’aria contaminata transiti in cucina per effetto dell’aspirazione delle cappe, prevedere dei punti di immissione di aria di rinnovo (per diluire la carica virale) nella cucina stessa o in prossimità dei percorsi di transito, avendo cura di mantenere la cucine in leggera sottopressione.

• Industriale: gli ambienti industriali sono ambienti con basse densità di occupazione, in cui l’apporto di aria esterna di progetto è determinato, indipendentemente dal numero di occupanti, sulla base dell’attività produttiva svolta (emissione di inquinanti) o in base ad un prefissato numero di ricambi orari. Viste però le elevate altezze di tali ambienti, una perfetta miscelazione dell’aria può risultare difficoltosa. Più efficienti potrebbero risultare sistemi di dislocamento o a movimentazione indotta (pulsione), ma è fondamentale valutare il ricorso al ricircolo abbinato a sistemi di abbattimento (ad esempio tramite filtrazione).

• Terziario: ambienti frammentati, in cui la ventilazione è solitamente gestita tramite impianti ad aria primaria a tutta aria esterna, con recuperatori a piastre o rotativi, e portata d’aria definita in funzione del numero di occupanti. I rischi di contagio sono quindi legati alla possibile presenza di visitatori/pubblico, al recupero rotativo non correttamente installato, alla posizione reciproca di bocchette d’aria di immissione e di espulsione, o alla presenza in ambiente di terminali termoventilanti (o split) a servizio di più ambienti diversi. In alcuni casi la ventilazione è solo di tipo naturale, eventualmente integrata da sistemi di estrazione localizzata: in questi casi allungare i periodi di funzionamento delle estrazioni contribuisce alla riduzione della carica inquinante dell’aria interna dovuta alla presenza di soggetti infetti. 

• Edifici adibiti ad attività sportive: ambienti occupati da persone che svolgono attività caratterizzate da elevati livelli metabolici, con conseguente aumento del rischio da contagio sia diretto che da bio aerosol. Si rendono quindi necessari quantitativi di aria esterna di rinnovo ben più elevati rispetto ad altre attività svolte indoor. Nel caso di ambienti densamente occupati, generalmente l’apporto di aria esterna è sufficiente per coprire sia i carichi termici sensibili che quelli latenti, ed è realizzato da impianti a tutt’aria privi di ricircolo (se non nella fase di avviamento dell’impianto in assenza di occupazione). In locali grandi e ad uso saltuario sono in genere assenti impianti di immissione di aria esterna, utilizzando sistemi localizzati a ricircolo per il riscaldamento. Nel caso di palazzetti invece, in cui il carico prevalente è legato alla presenza di pubblico, sono presenti impianti di ventilazione, la cui efficienza può essere notevolmente incrementata tramite la riduzione dell’affollamento (in questi casi, infatti, la criticità maggiore è legata al mantenimento del distanziamento sociale).

• Strutture turistico ricettive: sono caratterizzate da diverse possibili configurazioni impiantistiche e diverse destinazioni d’uso. Le camere hanno caratteristiche simili agli ambienti residenziali, con la necessità aggiuntiva di sanificazione ambientale tra un ospite e l’altro, per evitare contagi in differita. Le sale da pranzo sono assimilabili ai già descritti ambienti per la ristorazione, così come per le sale congressi si rimanda, per analogia, al punto relativo a cinema e teatri. Hall e reception sono invece ambienti piuttosto grandi rispetto all’affollamento (ad eccezione dei momenti di arrivo e partenza di gruppi), nei quali gli impianti di ventilazione difficilmente sono condivisi con altri ambienti. Discorso similare per le zone spa e benessere, in cui inoltre i carichi latenti sono in genere controllati da sola aria esterna.

• Cinema e teatri: tipicamente serviti da impianti a tutt’aria monozona, con sistemi di diffusione in grado di garantire una buona miscelazione dell’aria (la qual epuò essere incrementata tramite l’utilizzo di diffusori sottopoltrona, i quali consentono di dislocare verso l’alto i contaminanti aerotrasportati.

• Edifici scolastici: caratterizzati da elementi di grande criticità per quanto riguarda la diffusione del coronavirus (affollamento e permanenza prolungata), la cui ventilazione è in genere garantita dall’apertura delle grandi superfici vetrate.

Concludendo...

Risulta quindi chiara la necessità di un’approfondita analisi preventiva dell’ambiente in cui si deve intervenire per condurre le operazioni di gestione e manutenzione degli impianti di ventilazione e climatizzazione esistenti, oltre che ovviamente del tipo di impianto, in modo tale da individuare le strategie ottimali e specifiche per ridurre il rischio di contagio da COVID 19. Strategie, queste, di prevenzione, che comunque devono tenere in considerazione quanto indicato da AiCARR al fine di massimizzare sia l’apporto di aria di rinnovo in ambiente (prevedendo eventualmente un aumento della portata d’aria dell’impianto, una forzatura delle serrande in sola aria esterna, disattivando o by-passando il recuperatore, e un funzionamento continuativo dell’immissione di aria esterna e mantenere) che la salubrità dell’aria interna (umidità relativa maggiore del 40%). 

LA GUIDA/DOCUMENTO AICARR E' SCARICABILE IN FORMATO PDF