Le infezioni respiratorie da Coronavirus si verificano attraverso la trasmissione di goccioline contenenti la carica virale (diametro caratteristico grossomodo sopra i 5 μm) e gli aerosol (grossomodo sotto 5 μm). Una buona parte della diffusione del COVID-19 sembra avvenire attraverso la trasmissione aerea di aerosol prodotti da individui asintomatici durante la respirazione.
Vedi https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32294574/?dopt=Abstract
Vari fattori quali la dimensione delle gocce, l’inerzia, la gravità e l’evaporazione, determinano fino a che punto le goccioline e gli aerosol emessi viaggiano nell’aria.
Vedi https://bmcinfectdis.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12879-019-3707-y
Le goccioline e gli aerosol di piccola dimensione evaporano più velocemente in rapporto alla velocità di deposito e, galleggiando più facilmente, sono influenzati dalle correnti d’aria e trasportati su lunghe distanze. I due principali vettori di trasmissione del virus sono quindi il contatto (tra persone e con superfici contaminate) e l’inalazione di volumi d’aria.
Vedi https://valedo.com/umidita-temperatura-e-sars-cov-2/
Con il SARS-CoV-2 è possibile che gli aerosol contenenti virus vengano trasferiti in profondità nella regione alveolare dei polmoni, dove però le risposte immunitarie sono trascurabili. È stato dimostrato che SARS-CoV-2 si diffonde rapidamente alla faringe da dove può essere rilasciato verso l’ambiente esterno attraverso la respirazione prima che la risposta immunitaria si attivi e produca sintomi. Quando compaiono i sintomi il paziente potrebbe quindi aver già trasmesso il virus senza saperlo.
Vedi https://academic.oup.com/cid/advance-article/doi/10.1093/cid/ciaa410/5818134
Le particelle di aerosol infettive possono essere rilasciate durante la respirazione e il parlato da parte di individui infetti asintomatici. Le CDC americane (Centers for Disease Control and Prevention) indicano la famosa misura di sicurezza di 6 piedi di distanza (circa 2 m); ma questa distanza non è probabilmente sufficiente se gli aerosol rimangono sospesi nell’aria per ore, si accumulano nel tempo e seguono i flussi d’aria su distanze elevate.
Vedi https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32416374/?dopt=Abstract
Si può ritenere che le concentrazioni virali siano più rarefatte, e più rapidamente diventino trascurabili, all’aperto; ma pochi sono gli studi relativi alla trasmissione in ambiente esterno del SARS-CoV-2. Inoltre SARS-CoV-2 subisce l’azione delle radiazioni ultraviolette ed è probabilmente sensibile a temperatura ambiente e all’umidità relativa, nonché alla presenza di aerosol atmosferici in aree altamente inquinate. I virus possono attaccarsi ad altre particelle come polvere e inquinamento, con la conseguente modifica delle caratteristiche aerodinamiche e l’aumento della dispersione. E’ dimostrato che persone che vivono in aree con maggiori concentrazioni di inquinamento atmosferico presentano una gravità più elevata di COVID-19.
Vedi https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749120320601?via%3Dihub
Se poco è noto circa produzione e comportamento aereo delle goccioline infettive, sarà difficile poter definire una attendibile e circostanziata distanza di sicurezza per attuare il distanziamento sociale. Quanto all’ambiente chiuso si può argomentare che, in presenza di individui asintomatici, le concentrazioni infettive di aerosol non possono che aumentare nel tempo. Allo stesso modo la probabilità di contrarre l’infezione al chiuso sarà legata alla quantità totale di SARS-CoV-2 inalato a sua volta dipendente da ventilazione eventualmente attiva e numero di persone di persone presenti. I citati CDC raccomandano l’uso di mascherine, anche di tipo non professionale e in semplice tessuto; le mascherine infatti forniscono una barriera riducendo il numero di virus infettivi nell’espirato.
Vedi https://www.nature.com/articles/s41591-020-0843-2
La mascherina riduce la probabilità e la gravità di COVID-19 riducendo in modo più o meno significativo le concentrazioni virali nell’aria.
Vedi https://academic.oup.com/cid/advance-article/doi/10.1093/cid/ciaa325/5811871
E’ quindi importante indossare la mascherina in luoghi con potenzialmente elevate concentrazioni di virus come i luoghi affollati (in particolare se caratterizzati da ventilazione ridotta). L’efficienza di filtraggio dell’aerosol di diversi materiali, spessori e strati utilizzati in mascherine di produzione domestica è stata dimostrata non trascurabile in rapporto alle mascherine professionali.
Vedi https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c03252#
Nella nota https://valedo.com/umidita-temperatura-e-sars-cov-2/ abbiamo prospettato un possibile legame fra espansione del vapore acqueo e diffusione della carica virale nell’espirato di una persona affetta da coronavirus. Si è concluso che determinate condizioni ambientali possono in qualche modo amplificare ben oltre un ordine di grandezza l’originario volume di aria espirata infetta emesso da una persona infetta portando ad una presenza di virus, ancorchè con densità minore, in volumi d’aria di entità ben maggiore.
Nella medesima nota, focalizzando l’attenzione su di un espirato caratterizzato mediamente da una temperatura di 35°C e una umidita relativa di 80 punti centesimali, è stata ricavata una tabella (riproposta in Figura 1) che rende possibile stimare i coefficienti moltiplicatori del volume di aria espirata con cui stimare il volume circostante la persona infetta interessato da carica virale nell’ipotesi sopra riproposta che l’espansione del vapore acqueo governi la distribuzione di densità della carica virale. La tabella fornisce i coefficienti moltiplicatori per alcuni valori di temperatura ambiente T (0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35°C) e per alcuni valori di umidità relativa ambiente Ur (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 e 100%).
Sulla base delle ipotesi fatte ci proponiamo ora di passare a quantificare una stima dell’espansione/sviluppo della carica virale in termini di distanza. Come è noto il volume di una sfera esprime la misura dello spazio occupato dalla stessa sfera e si calcola moltiplicando per 4 il prodotto tra PiGreco e il cubo del raggio, dividendo il tutto per 3. Indicando con V il volume della sfera e con D il diametro della stessa vale quindi
V=4 x 3,141592 x (D/2) x (D/2) x (D/2) x (1/3) .
Dalla relazione precedente, esplicitando D, si ottiene
D = 1,2407 x V ^ (1/3) .
Ipotizziamo ora che il coefficiente moltiplicatore unitario della tabella di Figura 1 corrisponda ad una distanza unitaria standard di infezione virale. Con tale ipotesi e col legame evidenziato fra diametro D e volume V di una sfera la stessa tabella può essere rivista per correlare differenti situazioni di temperatura ambiente T e umidita relativa ambiente Ur attraverso un coefficiente moltiplicativo DX della distanza unitaria di infezione standard (ipotizzata presente con temperatura ambiente e umidità relativa ambiente simili alla temperatura e alla umidità relativa presenti nell’espirato di una persona infetta). DX è da intendere, in altri termini, come coefficiente moltiplicatore della distanza di infezione minima standard caratterizzabile in condizioni igrometriche ambientali e di temperatura ambientale simili a quelle presenti nell’espirato di una persone infetta.
Una possibile, seppur grossolana, formula regressiva di tipo lineare per interpolare i dati della tabella di Figura 2, e fornire una prima stima del coefficiente moltiplicatore DX, è:
DX = 4,42 – T/15,6 – Ur/41,9 + (T*Ur)/3320 ,
essendo T la temperatura ambiente in °C e Ur l’umidità relativa ambiente in %.
Quindi, ad esempio, se la temperatura ambiente risulta 3°C e l’umidità relativa ambiente risulta 32%, dalla relazione precedente otteniamo DX = 3,49. In queste condizioni ambientali di umidita relativa e temperatura la distanza di sicurezza per fronteggiare una potenziale infezione in rapporto alla distanza di sicurezza di riferimento legata a T=35° e Ur=80% è di 3,49 volte maggiore.
Paron
