Modellazione su scala di laboratorio della circolazione dell'aria e della dispersione di inquinanti in ambienti confinati

La pandemia di COVID-19 ha ampliato in modo drastico l’interesse della comunità scientifica riguardo le modalità con le quali le sostanze inquinanti diffondono negli ambienti confinati (e.g., abitazioni civili, ospedali, luoghi di lavoro e di svago). Nonostante i notevoli progressi compiuti negli ultimi anni nel campo della meccanica dei fluidi urbana e nei flussi d’aria indoor, una modellazione affidabile della qualità dell'aria negli ambienti confinati è ancora lontana dall'essere ottenuta. La causa di ciò va ricercata, da un lato, nelle oggettive difficoltà incontrate nella determinazione delle sorgenti di inquinanti indoor, come ad esempio quella legata alla scarsa conoscenza del diametro e della velocità delle particelle emesse dagli esseri umani durante le diverse attività respiratorie (e.g., Rosti et al., 2020), dall’altro nella complessità nel modellare le modalità con le quali tali particelle si disperdono a causa della natura multifase della “nuvola” di emissione (e.g., De Padova & Mossa, 2021). Un ulteriore difficoltà è associata alla complessa natura del flusso d’aria all’interno degli ambienti confinati, causata dall’ampia varietà di condizioni al contorno −ventilazione naturale, ventilazione forzata, gradienti termici, presenza delle persone, ecc. Nell’ambito di questa problematica ha preso vita il progetto VIEPI (Integrated Evaluation of Indoor Particulate Exposure; Pelliccioni et al., 2020), che ha tra i suoi obiettivi la valutazione della qualità dell'aria indoor. Durante il progetto sono state condotte campagne di misura di velocità dell’aria e concentrazione di inquinanti sia in laboratori di ricerca sia in aule universitarie situate in siti urbani e non urbani nell'area metropolitana di Roma. Nel corso del progetto è stata presa in esame l’aula Valerio Giacomini, posta al piano terra dell’edificio di Botanica e Genetica del Dipartimento di Biologia Ambientale dell’Università di Roma “La Sapienza”, sita nella città universitaria. Tale aula è frequentata da un elevato numero di studenti e presenta forma e dimensioni idonee per uno studio approfondito della circolazione dell’aria al suo interno e degli scambi indoor-outdoor di massa ed energia. Le misure su campo hanno riguardato, tra le altre cose, l’acquisizione della temperatura e della velocità dell’aria in vari punti dell’aula utili alla descrizione del campo fluidodinamico. Tali dati sono utilizzabili altresì come input per modellazioni di laboratorio, simulazioni numeriche e relativi test di validazione. In questo lavoro saranno mostrati alcuni risultati preliminari ottenuti con i dati acquisiti durante la prima campagna di misura del VIEPI e definite le condizioni al contorno utili per la modellazione in scala di laboratorio del flusso dell’aria e della concentrazione di traccianti passivi all’interno dell’aula. Dette modellazioni saranno condotte mediante tecniche di misura non intrusive basate sull’analisi di immagine.