IAQ negli ambienti confinati, oltre l'efficienza energetica: PNRR, Health, Occupancy e l'edilizia scolastica

La pandemìa, che ha investito negli ultimi due anni, la comunità dei docenti, dei discenti e delle loro famiglie, nella fattispecie degli insediamenti scolastici, negli spazi aperti e, soprattutto, in quelli confinati dell'apprendimento, ha segnato un certo cambio di paradigma, proprio a partire dalle condizioni di accertamento dello stato di salute degli individui, di de-densificazione degli ambienti chiusi, di ventilazione e di filtrazione delle aule, delle mense, dei laboratori, delle palestre, degli uffici, degli auditorium, e così via.

Qualità dell'aria indoor e Healthy Building

Se, infatti, prima della pandemìa, i temi prevalenti, quelli, peraltro, ancora oggi oggetto dominanti, se non unici, del Piano Nazionale di Ripresa e di Resilienza (PNRR), riguardavano le prestazioni strutturali ed energetiche degli stabili, in virtù di carenze prestazionali storicamente stratificatesi, oggi le tematiche inerenti alla qualità dell'aria interna (Indoor Air Quality) si sono imposte quali altrettanto significative, in virtù della trasmissione virale per via aerea, per droplet e, in particolare, per aerosol.

Non che il tema dell'Healthy Building fosse realmente inedito, datando uno specifico rapporto, a cura del Ministero della Sanità, al 2000, a opera di Marco Maroni.

La ricerca scientifica ha, in effetti, evidenziati tre scenari principali di trasmissione del virus, che si possono applicare anche agli insediamenti scolastici:

1. la trasmissione a corto raggio (compresa tra 1 metro e 2 metri), in cui si sovrappongono le aree di respirazione del soggetto infettante e del soggetto infettato, scenario nel quale il distanziamento fisico dovrebbe essere efficace per la mitigazione del rischio sia per deposizione delle droplet sia per inalazione dell'aerosol;
   
   
2. lo scenario in cui la trasmissione avviene nello stesso ambiente confinato attraverso le particelle virali che si diffondono, più o meno uniformemente a medio e lungo raggio, in presenza del soggetto infettante, rimanendo eventualmente in sospensione per un certo tempo;
   
   
3. la situazione nella quale la trasmissione avviene per mezzo dell'inalazione delle particelle virali sospese nell'aria dell'ambiente confinato in assenza del soggetto infettante, dopo che questi se ne sia allontanato.

L'obiettivo che occorre porsi si profila, dunque, come duplice: agire sulle caratteristiche intrinseche del cespite immobiliare e, al contempo, sulle prestazioni dei propri utenti.

É chiaro, peraltro, che il  presupposto affinché i fruitori dell'insediamento scolastico, personale docente e tecnico-amministrativo, oltreché discenti, possano insistere in condizioni di rischio accettabile stia nell'individuazione del soggetto positivo, potenzialmente infettante, in maniera tempestiva e nel suo allontanamento.

Ciò può avvenire in maniera proattiva attraverso screening plan specifici, a domicilio, per mezzo di test rapidi antigenici idonei per sensibilità (o, ancor meglio, salivari molecolari), auto-somministrati: il che, però, richiede la formazione dei soggetti e dei loro familiari e la convinta adesione a un  programma con frequenza bi- o tri-settimanale, affinché i tamponi ottenuti siano processabili dai laboratori.

In alternativa, è possibile ipotizzare una campagna svolta presso il plesso scolastico, articolata in fasi progressive, per il tramite di air sampling negli ambienti confinati, di pool testing e di test individuali secondo determinati criteri statistici.

Tentativi in tal senso sono  stati, negli scorsi anni, effettuati da parte di alcune amministrazioni regionali.

Ciò ora avviene, in taluni casi, proprio presso lo stabile scolastico, nel caso reattivo, anziché prospettico, è l'offerta di esecuzione di test antigenici rapidi, in caso dell'accertamento di un soggetto positivo, per le scuole primarie, al T0 e al T5.

Il  tema è reso complesso dai diversi tempi di incubazione, di infettività e di generazione inerenti alla differenti varianti di preoccupazione e dal livello della carica virale, tanto più in funzione della trasmissibilità dei soggetti vaccinati.

La relazione intercorrente tra contenuti e contenitori non presenta una nota inaudita, poiché il ruolo attivo dell'occupante, il cosiddetto User Centrism, è ormai al centro di molti studi in materia di Building Energy Efficiency.

Edifici scolastici connessi e intelligenti in era pandemica

Il passaggio concettuale successivo era stato riferito alla natura interattiva degli edifici connessi, variamente definiti con attributi quali Intelligent, Cognitive, Reactive e, infine, in maniera più probante, Autonomous: in altre parole, se, dapprima, il ruolo, positivo o negativo, del fruitore, nell'ambito della Occupancy, riguardava essenzialmente la sostenibilità e la circolarità, in un secondo tempo, la relazione User-To-Built Asset ovvero il contesto della Interface, ha investito la sfera dei Behavioural Asset, vale a dire, del paradigma del controllo sociale, collettivo e individuale, al centro del dibattito sulla Surveillance e sul ricorso alla Artificial Intelligence nelle democrazie occidentali, soggette a fenomeni di Platformization.

Di primo acchito, nell'era pandemica, la questione relativa alla interconnessione in presenza e in remoto si è palesata, ad esempio, sia nella necessità di assicurare una migliore copertura di rete agli insediamenti scolastici sia nella opportunità di dotare di adeguati dispositivi, fissi e mobili, i discenti presso le loro residenze.

In definitiva, le variabili regole inerenti all'isolamento e alla quarantena, oltre che ai lockdown, nella forma controversa del Distance Learning, hanno instaurato modalità complesse di relazione tra in person e on remote, mediate dalla cosiddetta Didattica Digitale Integrata.

Si tratta di un fenomeno che i decisori politici, europei, hanno tendenzialmente ignorato, impegnandosi pregiudizialmente per l'obiettivo di conservare l'apertura delle scuole, in condizione di presunta «sicurezza», pur non dimostrando sempre di investire sulle misure non farmacologiche complementari inerenti a screening, ventilazione e filtrazione.

Allo stesso tempo, tuttavia, la pregiudiziale posta a favore della Didattica in Presenza, avversando drasticamente quella ibrida o a distanza, come enjeu di natura politica e sociale, dovrebbe avere come presupposto un approccio alla mitigazione del rischio di infezione nelle scuole che spinga, da un lato, a non sottostimare (o a non sottovalutare?) il ruolo di diffusione del contagio dei plessi e, da un altro canto, ad adottare misure progressive, non episodiche, quale semplice sommatoria, che, altrimenti,  penalizzerebbero il valore delle relazioni in un sistema.

Sfortunatamente, l'implementazione di un sistema integrato di mitigazione del rischio di infezione presuppone tempi congrui, non solo in materia di contratti pubblici, ma, soprattutto, di specifiche di acquisizione che tengano conto delle prestazioni attese, delle caratteristiche degli ambienti confinati, dei criteri di posizionamento e di ispezione/manutenzione, e così via.

Una scorretta scelta e implementazione dei dispositivi relativi alla ventilazione e alla filtrazione conferirebbero, in effetti, un senso di falsa sicurezza e delegittimerebbero la credibilità degli stessi.

D'altra parte, è palese che la messa a disposizione generica di risorse per dispositivi di aerazione non  meglio specificati, nel contesto di una dualità tra dirigenze scolastiche ed enti locali, non possa intrinsecamente sortire gli effetti desiderati.

Dispositivi per il controllo della qualità dell'aria indoor e la raccolta dei dati

A questo  proposito, emerge la necessità di individuare due linee di intervento differenziate: la prima inerisce, appunto alla dotazione in tempi brevi di sensori NDIR (Non Dispersive Infra Red) di rilevazione del biossido di carbonio, della umidità relativa e della temperatura (ed eventualmente di PM25 e di PM10), possibilmente connessi a una centralina e in grado di trasmettere dati in remoto secondo il protocollo MQTT e di purificatori portatili dell'aria dotati di filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air); la seconda riguarda l'installazione di sistemi di Ventilazione Meccanica Controllata (VMC), centralizzati o distribuiti.

Già nel primo caso, la correlazione di dati, strutturati o semi strutturati, provenienti da air sampling, screening, dispositivi di ventilazione o sensori di monitoraggio della qualità dell'aria interna o di filtrazione, registro elettronico, dati epidemiologici anonimizzati per zona censuaria e altro, permetterebbe di instaurare una autentica control room, con dashboard dedicate, a beneficio della dirigenza scolastica e dell'azienda sanitaria competente, ponendo un primo tassello nel percorso verso il Digital Twinning e, pertanto, la digitalizzazione dell'ambiente costruito nell'ottica della predisposizione nei confronti della salute degli utenti delle scuole.

Quei dati, infatti, potrebbero permettere di elaborare analisi, modelli e proiezioni in termini predittivi e proattivi.

É palese che l'implementazione di queste misure implicherebbe la predisposizione di linee guida dettagliate destinate agli enti locali e alle dirigenze scolastiche e l'impostazione di una logica di investimento per programmi, eventualmente gestita da una centrale di acquisizione di forniture e di servizi.

Le cautele da osservare, per quanto riguarda sensori e purificatori, concernono essenzialmente le caratteristiche dei dispositivi, il loro dimensionamento e la loro collocazione (dipendenti, peraltro, dalla affidabilità e dalla esaustività dell'anagrafe dell'edilizia scolastica), oltre che le modalità di ispezione e di sostituzione dei filtri. Ragionamento più impegnativo riguarderebbe i sistemi di Ventilazione Meccanica Controllata, connessi a una attività di progettazione vera e propria, alla corretta installazione e alla gestione delle Operations.

Le misure farmacologiche e non farmacologiche.

Valorizzare i temi degli Healthy School Building entro i framework di protocolli definiti

All'avvicendarsi delle varianti preoccupanti, che sempre più si sono dimostrate trasmissibili, e, in taluni casi, maggiormente virulente, almeno per i bambini e per i giovani, la corretta sequenza degli eventi avrebbe, perciò, dovuto fare sì che il soggetto infettante asintomatico fosse individuato, tramite accertamenti proattivi e tempestivi, presso il proprio domicilio, o subito dopo l'ingresso nello stabile scolastico, che se ne riducesse l'entità del dosaggio delle particelle virali esalate tramite mascherine filtranti ad alte prestazioni, come quelle FFP2, che le residue particelle non potessero depositarsi presso gli apparati respiratori del soggetto potenzialmente contagiabile, ancorché eventualmente vaccinato, che, soprattutto, quest'ultimo ne inalasse il minor numero possibile, non solo in virtù, a sua volta, della mascherina, ma, anche e soprattutto, della diluizione dell'aria nell'ambiente confinato (si stimano almeno sei ricambi orari) e della ritenzione e rimozione delle particelle virali da parte dei filtri degli air cleaner.

Tutto questo evidenzia chiaramente come l'interazione tra l'occupante, con il suo stato di salute, gli altri utenti e l'edificio annulli concezioni di eccessiva distinzione tra i piani concettuali, come, appunto, accade a motivo delle applicazione della Information & Communication Technology (ICT) ai cespiti immobiliari, a partire dall'Internet of Things (IoT).

É per questa ragione che, nella prospettiva di medio termine, attinente alla transizione verso l'età post pandemica, sarebbe auspicabile valorizzare i temi degli Healthy School Building entro i framework di protocolli quali, tra gli altri, lo Smart Readiness Indicator for Buildings (SRI) e il WELL Building Standard®.

La stessa Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) si sta ponendo l'obiettivo di agire nella medesima direzione.

D'altra parte, i numerosi modelli probabilistici di valutazione del rischio di infezione negli ambienti confinati delle scuole, sinora concepiti, stanno mettendo a disposizione preziosi strumenti di simulazione che, all'interno della digitalizzazione dei cespiti, consentirebbero di utilizzare la sensoristica e gli esiti dei test come recettori e come attuatori, al fine di realizzare autentici Digital Twin, cioè veri e propri gemelli digitali.

Questi modelli probabilistici presentano, ovviamente alcune semplificazioni, come la presenza di un  solo soggetto infettante, il  tasso di generazione dell'aerosol, il tasso del flusso respiratorio, l'esclusione del corto raggio in cui le aree di respirazione si sovrappongono, la distribuzione omogenea delle particelle virali, la qualità della mascherine, la qualità della ventilazione e della rimozione, il numero degli occupanti e la durata del tempo di esposizione.

Ancora una volta, occorre ribadire che queste ipotesi, e i relativi investimenti, da divisare entro il medio-lungo termine della Preparedness, appaiono ormai poco coerenti colle logiche di breve periodo di una condizione pandemica, a meno che essa non si protragga oltre l'atteso.

É evidente che l'evoluzione virale, che dovrebbe, infine, presentare limiti biologici, abbia visto un susseguirsi di varianti preoccupanti (Variant of Concern) caratterizzate da minore o da maggiore virulenza e patogenicità intrinseca, ma la loro trasmissione (per contatto, per deposizione e per inalazione) avviene, di fatto nell'ambiente costruito e, in particolare, negli ambienti confinati.

É probabile, dunque, che la soluzione stia in una vaccinazione eterologa tra un vaccino spray che agirebbe sulla immunità mucosale, riducendo drasticamente l'infezione e una inoculazione di un vaccino a mRNA o meno, dalle prestazioni maggiormente durature, inoculato per via intramuscolare che, però, dovrebbe avere prestazioni più durevoli di quelle attuali. Forse per l'autunno sarà praticabile.

La transizione post-pandemica e gli investimenti strutturali per l'edilizia scolastica.

Per questa ragione, i saperi legati alla Medicina e quelli rivolti all'Ingegneria, e all'Architettura, dovrebbero essere, nel periodo post-pandemico, essere utilizzati sinergicamente, nell'ottica della gestione dei rischi di trasmissione virale negli ambienti confinati dei luoghi dell'apprendimento, da includere negli investimenti immobiliari previsti dal PNRR.