Per viaggi in treno, aereo, bus o metro i posti più sicuri sono lato finestrino

Autobus, treni e aeroplani sono caratterizzati da un'alta densità di passeggeri e quindi il controllo dell'ambiente interno è fondamentale per ridurre il rischio di trasmissione di malattie trasmesse per via aerea. Sedersi in un determinato posto può infatti risultare più a rischio di altri nella diffusione di goccioline respiratorie (droplets), che si emettono starnutendo, tossendo o semplicemente parlando. Studiato da decenni, questo argomento assume una rilevanza ancora maggiore nel contesto dell'attuale pandemia di Covid-19, dove è necessaria una migliore comprensione delle strategie di ventilazione, e ancor di più in un società globalizzata.

Da questi presupposti nasce lo studio dei ricercatori di Ibm Research Europe, che hanno sviluppato un modello con un livello di dettaglio senza precedenti. Il modello ha coinvolto la dinamica dei flussi e delle goccioline, il trasferimento di calore, l'evaporazione, l'umidità e gli effetti dei sistemi di ventilazione. Così nel dibattito degli ultimi giorni sulla necessità di areare correttamente gli ambienti chiusi e soprattutto con l'introduzione delle nuove norme sulle mascherine Ffp2, questo studio, pubblicato su Physics of Fluids, è quanto mai attuale. Le ricerche sono tradizionalmente dedicate alle cabine degli aerei per le caratteristiche uniche di questi ambienti e le difficoltà tecniche, per fornire aria pulita in condizioni di volo rispetto alle altre forme di trasporto. Tuttavia, uno studio del flusso d'aria e della diffusione del virus negli autobus e nei treni è altrettanto importante per controllare le concentrazioni di inquinanti o mitigare i rischi di pandemia. «Visualizzando le goccioline e il flusso, ti rendi conto del numero di fenomeni fisici che avvengono intorno a noi e che passano inosservati, come le complesse interazioni tra i flussi d'aria, l'espirazione e la ventilazione- spiega il dottor Carlos Peña-Monferrer - questo è esattamente ciò che rende difficile prevenire il rischio di infezione».

I ricercatori, dunque, hanno analizzato cosa succede quando le goccioline vocali vengono espirate da una fila di passeggeri seduti in uno spazio ventilato, come quelli dei veicoli di trasporto pubblico. In alcuni di questi sistemi, l'aria viene iniettata nella parte superiore ed estratta nella parte inferiore attraverso le bocchette in prossimità dei sedili dei finestrini. Ciò genera un ricircolo interno per migliorare il comfort termico e rimuovere i contaminanti ma i ricercatori hanno verificato anche se determinate posizioni del sedile potessero influire negativamente sulla circolazione. Creando una rappresentazione dettagliata del campo di flusso e tracciando ogni singola goccia, i ricercatori sono stati in grado di ricostruire i percorsi di ventilazione, modellando vari scenari in dettaglio, facendo sedere i passeggeri in posti diversi e pronunciare una vocale per alcuni secondi.

È stato cosi scoperto che le goccioline dal sedile del finestrino si alzavano maggiormente ma invadevano lo spazio degli altri passeggeri in misura minore poco dopo l'espirazione. Le goccioline rilasciate dal sedile centrale, invece, hanno contaminato maggiormente i passeggeri del corridoio, indicando che il flusso verso il basso della ventilazione personale nei sedili del corridoio potrebbe spostare le goccioline ugualmente verso il basso e aumentare il rischio di infezione. Infine le goccioline rilasciate dal corridoio sono state trascinate immediatamente verso il basso dal sistema di ventilazione.

«Queste simulazioni ad alta risoluzione si sono concentrate sui veicoli di trasporto pubblico ma possono essere estese a edifici commerciali o residenziali, strutture sanitarie, uffici o scuole - conclude Peña-Monferrer - Per avere risultati ancora più precisi altri studi dovranno considerare anche il volume della voce, orientamento della testa, ostacoli interni, design del sedile, comportamento del passeggero, postura da seduti e altre caratteristiche personali».