I ricercatori dell'Università di Cambridge e dell'Imperial College London, hanno dimostrato come malattie trasmesse per via aerea come il COVID-19 si diffondono lungo la lunghezza di una carrozza ferroviaria e hanno scoperto che non esiste un "posto più sicuro" per i passeggeri per ridurre al minimo il rischio di trasmissione.
I ricercatori hanno sviluppato un modello matematico, per aiutare a prevedere il rischio di trasmissione di malattie in una carrozza ferroviaria e hanno scoperto che in assenza di sistemi di ventilazione efficaci, il rischio è lo stesso per tutta la lunghezza della carrozza.
Il modello, che è stato convalidato con un esperimento controllato in un vero vagone ferroviario, mostra anche che le maschere sono più efficaci del distanziamento sociale nel ridurre la trasmissione, specialmente nei treni che non sono ventilati con aria fresca.
I risultati, pubblicati sulla rivista Indoor Air, dimostrano quanto sia difficile per gli individui calcolare il rischio assoluto e quanto sia importante per gli operatori ferroviari migliorare i propri sistemi di ventilazione al fine di mantenere i passeggeri al sicuro.
Poiché il COVID-19 è nell'aria, la ventilazione è fondamentale per ridurre la trasmissione. E sebbene le restrizioni COVID-19 siano state revocate nel Regno Unito, il governo continua a sottolineare l'importanza di una buona ventilazione nel ridurre il rischio di trasmissione di COVID-19, così come altre infezioni respiratorie come l'influenza.
"Per migliorare i sistemi di ventilazione, è importante capire come le malattie trasmesse per via aerea si diffondono in determinati scenari, ma la maggior parte dei modelli è molto semplice e non può fare buone previsioni- sottolinea il primo autore Rick de Kreij, che ha completato la ricerca mentre si trovava presso l'Università di Cambridge. Dipartimento di Matematica Applicata e Fisica Teorica- La maggior parte dei modelli semplici presuppone che l'aria sia completamente miscelata, ma non è così che funziona nella vita reale.
“Ci sono molti fattori diversi che possono influenzare il rischio di trasmissione in treno: se le persone nel treno sono vaccinate, se indossano maschere, quanto è affollato e così via -aggiunge- Ognuno di questi fattori può cambiare il livello di rischio, motivo per cui guardiamo al rischio relativo, non al rischio assoluto: è una cassetta degli attrezzi che speriamo possa dare alle persone un'idea dei tipi di rischio per una malattia trasmessa dall'aria sui trasporti pubblici".
I ricercatori hanno sviluppato un modello matematico unidimensionale (1D) che illustra come una malattia dispersa nell'aria, come il COVID-19, può diffondersi lungo la lunghezza di una carrozza ferroviaria. Il modello si basa su un'unica carrozza ferroviaria con porte di chiusura alle due estremità, sebbene possa essere adattata per adattarsi a diversi tipi di treno o diversi tipi di trasporto, come aerei o autobus.
Il modello 1D considera la fisica essenziale per il trasporto di contaminanti nell'aria, pur essendo computazionalmente poco costoso, soprattutto rispetto ai modelli 3D. Il modello è stato convalidato utilizzando misurazioni di esperimenti controllati sull'anidride carbonica, condotti in un vagone ferroviario a grandezza naturale, in cui i livelli di CO2 dei partecipanti sono stati misurati in diversi punti. L'evoluzione della CO2 ha mostrato un alto grado di sovrapposizione con le concentrazioni modellate.
I ricercatori hanno scoperto che il movimento dell'aria è più lento nella parte centrale di una carrozza ferroviaria. "Se una persona infetta si trova nel mezzo della carrozza, è più probabile che infetti le persone che se si trovasse alla fine della carrozza- afferma de Kreij- uttavia, in uno scenario reale, le persone non sanno dove si trova una persona infetta, quindi il rischio di infezione è costante, indipendentemente da dove ti trovi nella carrozza".
Molti treni pendolari nel Regno Unito sono stati fabbricati per essere il più economici possibile in termini di comfort dei passeggeri, ottenendo il numero massimo di posti per carrozza. Inoltre, la maggior parte dei treni pendolari fa ricircolare l'aria invece di aspirare aria fresca dall'esterno, poiché l'aria fresca deve essere riscaldata o raffreddata, il che è più costoso.
Quindi, se è impossibile per i passeggeri sapere se condividono un vagone del treno con una persona infetta, cosa dovrebbero fare per proteggersi? "Spazia il più possibile: il distanziamento fisico non è il metodo più efficace, ma funziona quando i livelli di capacità sono inferiori al 50 percento- conclude de Kreij- E indossa una maschera di alta qualità, che non solo ti proteggerà dal COVID-19, ma da altre comuni malattie respiratorie".
I ricercatori stanno ora cercando di estendere il loro modello 1D in un modello zonale leggermente più complesso, ma ancora efficiente dal punto di vista energetico, in cui il flusso della sezione trasversale è caratterizzato in zone diverse. Il modello potrebbe anche essere esteso per includere la stratificazione termica, che offrirebbe una migliore comprensione della diffusione di un contaminante nell'aria.
La ricerca è stata finanziata in parte dal Consiglio per la ricerca in ingegneria e scienze fisiche.
Indoor Air: "Modelling disease transmission in a train carriage using a simple 1D-model"
Antonio Caperna
