Quando in aprile e maggio la prima ondata di casi di covid-19 si è attenuata, in molti paesi, dalla Nuova Zelanda alla Norvegia al Giappone, le scuole hanno riaperto e il virus è rimasto perlopiù sotto controllo. Le autorità sanitarie e scolastiche hanno esultato, perché pensavano che gli enormi vantaggi dell’istruzione in presenza superassero il rischio di diffusione del virus tra i bambini e gli insegnanti, e dalle scuole alle comunità più in generale.

Di conseguenza molti paesi che all’inizio si erano mossi con cautela, in agosto e settembre hanno riaperto le porte delle aule. Nel Regno Unito, in Danimarca e nei Paesi Bassi, le scuole sono passate dall’alternare piccoli gruppi di studenti alle classi complete. Città come Montréal, in Canada, che avevano tenuto le scuole chiuse, hanno accolto di nuovo gli studenti. A Manaus, in Brasile, una città con un numero di morti per covid-19 tra i più alti al mondo, più di centomila studenti sono tornati in classe. Negli Stati Uniti, gli adolescenti sono tornati ad affollare i corridoi delle scuole in Georgia, Iowa e Texas.

Ma adesso la situazione è molto diversa: in molte zone il contagio è salito a livelli ancora più alti rispetto all’inizio dell’anno.

Un quadro complesso
A luglio, Science ha esaminato i dati per lo più incoraggianti che arrivavano dalle prime riaperture delle scuole in aree con una diffusione minima del virus. Oggi, il controllo delle aperture scolastiche nei paesi dove i contagi sono in ripresa dipinge un quadro più complesso dei rischi che si corrono e di come potrebbero essere affrontati.

Il virus ha messo in luce le disparità tra i paesi e all’interno dei vari stati, e una delle più inquietanti è quella nel campo dell’istruzione. In molti paesi, come l’India, il Messico e l’Indonesia, la maggior parte delle scuole è ancora chiusa. Negli Stati Uniti, gli studenti iscritti alle scuole pubbliche delle grandi città, da Los Angeles a Chicago, che anche in tempi normali possono avere difficoltà a fornire abbastanza sapone e carta igienica, continuano a studiare da casa, mentre le ricche scuole private hanno installato tendoni per fare lezione all’aperto e hanno assunto più insegnanti per ridurre le loro classi già piccole. “Le disuguaglianze tra una scuola e l’altra sono imperdonabili e strazianti”, dice Tom Kelly, preside della Horace Mann school, una scuola privata di New York City che ha avuto a disposizione molte risorse per riaprire.

I primi dati, spesso raccolti da ricercatori con figli in età scolare o con un coniuge insegnante, fanno pensare che le scuole possono rimanere aperte anche di fronte a una significativa diffusione del virus all’interno della comunità, se ci sono rigide misure di sicurezza e volontà politica. Molti paesi stanno chiudendo ristoranti, bar e palestre e implorano i loro cittadini di evitare gli eventi sociali per contenere il contagio e poter mantenere aperte le scuole. Ma a volte, questo non è sufficiente: di fronte al numero vertiginoso di casi in ottobre e all’inizio di novembre la Repubblica Ceca, la Russia e l’Austria le hanno richiuse.

“Penso che le scuole dovrebbero essere le ultime a chiudere”, afferma Michael Wagner, un ecologo dei microrganismi presso l’Università di Vienna, che fa parte di un consorzio di atenei impegnati a studiare la prevalenza del virus nelle scuole austriache. Ma avverte che è un pio desiderio pensare che le scuole aperte non possano aumentare la diffusione del virus. La loro chiusura può essere “una delle misure più potenti che abbiamo, ma anche una delle più costose” per gli alunni.

In Austria, le scuole sono rimaste aperte fino al 17 novembre. Ma altri paesi, come la Corea del Sud e l’Australia, ne hanno chiuse molte al primo segnale di aumento dei casi perché le autorità volevano evitare anche la modesta trasmissione che avviene al loro interno. “Il dibattito sull’opportunità o meno di aprire o chiudere le scuole in questo momento è abbastanza polarizzato”, afferma Nisha Thampi, una specialista di malattie infettive pediatriche presso il Children’s hospital dell’Eastern Ontario. “Le persone interpretano i dati in un modo o nell’altro per giustificare un fine o un altro”.

Quanto sono comuni i focolai scolastici?
Genitori e insegnanti sono sempre più preoccupati della silenziosa diffusione del virus nei corridoi e nelle aule. La maggior parte delle scuole ha introdotto misure di sicurezza come l’obbligo delle mascherine e il distanziamento fisico per impedire che scoppi un focolaio se uno studente o qualcuno del personale portasse il covid-19 all’interno dell’edificio. Ma con i casi in aumento in molte comunità, queste misure di contrasto non sono sufficienti. “Siamo sempre sulle spine”, dice Bradford Gioia, preside della Montgomery Bell academy di Nashville, nel Tennessee, una scuola superiore maschile con 800 studenti.

Finora, dicono gli scienziati, i focolai scolastici sembrano meno comuni di quanto temuto inizialmente, ma i dati sono scarsi. Alla Duke university, Danny Benjamin e Kanecia Zimmerman, entrambi pediatri ed epidemiologi, stanno collaborando con più di cinquanta distretti scolastici e dipartimenti sanitari locali per studiare il covid-19 nelle scuole. Il loro lavoro consiste nel raccogliere i dati su focolai e singoli casi da un sottoinsieme di sei distretti scolastici – 50mila persone tra studenti e personale – nelle prime nove settimane di scuola in presenza. Nel North Carolina, la diffusione è stata elevata ma il team ha registrato 197 casi di contagi avvenuti fuori della scuola e solo otto di “trasmissione secondaria”, o diffusi da una persona all’altra al suo interno. Questi dati non tengono sicuramente conto dei soggetti asintomatici, ma Benjamin pensa che confermino la correttezza dell’approccio adottato dalle scuole dello stato: classi piccole e mascherine per tutti. Stima, inoltre, che nelle scuole, su diecimila persone, ci saranno da uno a cinque casi di trasmissione secondaria circa ogni due mesi.

Capire perché scoppia un focolaio può aiutare le scuole a rafforzare le loro misure protettive. Secondo i dati di Benjamin, un cluster è stato fatto risalire a un gruppo di insegnanti che sono andati a pranzo insieme in auto senza usare la mascherina. L’uso incostante delle mascherine in una classe di bambini dell’asilo del Tennessee ha provocato un piccolo focolaio. Kelly, il preside della Horace Mann, si è allarmato quando tre insegnanti sono risultati positivi in ​​rapida successione. Ha chiuso le scuole medie e superiori per due settimane. Ma dal tracciamento dei contatti è emerso che i casi non erano correlati e durante la chiusura nessun altro è risultato positivo.

Se ci sono molteplici casi di contagio tra gli studenti, scatta giustamente il timore che il virus si diffonda nella scuola. Ma le vite dei giovani sono intrecciate e il virus ha molte possibilità di infettarli al di fuori delle aule. “I ragazzi vanno a lezione di ballo, allenamenti di calcio, usano lo scuolabus”, dice Gail Carter-Hamilton, un’infermiera del dipartimento di sanità pubblica di Filadelfia che offre assistenza alle scuole locali.

Il sequenziamento del virus potrebbe aiutare le autorità a capire se vari casi in una scuola sono correlati tra loro. Ma questo non si fa quasi mai, dice Trevor Bedford, un esperto di sequenziamento del genoma virale del Fred Hutchinson cancer research center. “È davvero frustrante”, dice.

Molti esperti lamentano il fatto che, sebbene le autorità sanitarie spesso pubblicizzino il basso numero di casi nelle scuole, i contagi non sono sempre registrati e c’è poca trasparenza, in particolare per quanto riguarda le indagini sui focolai. “Mostrateci i dati”, dice Amy Greer, un’epidemiologa dell’Università di Guelph. Riconosce che la protezione della privacy individuale è importante, ma i dati resi anonimi potrebbero ancora essere studiati e condivisi. “Dobbiamo riuscire a capire cosa ci dicono i dati che abbiamo sulla trasmissione scolastica”, dice.

La Montgomery Bell academy offre test sul posto, e alcuni studenti sono stati costretti a restare a casa perché sono risultati positivi, mentre un numero ancora maggiore è stato messo in quarantena perché è stato a stretto contatto con un contagiato. La maggior parte dei casi è stata ricondotta ad attività esterne, sebbene tre dei sei ragazzi che erano stati insieme in un’aula di studio abbiano contratto il virus. Rivelare i dati della diffusione virale in una scuola può essere difficile, ma Gioia si dichiara dalla parte della trasparenza. “La maggior parte delle persone apprezza la sincerità”, dice.

Le scuole aperte cambiano la percezione del rischio?
Sport. Incontri. Feste di compleanno. Prove d’orchestra. Con l’apertura delle scuole, anche le altre attività degli studenti riprendono. E questo preoccupa i ricercatori.

“Le famiglie si aspettano che le scuole decidano cosa si può fare”, afferma Jennifer Lerner, che studia psicologia del giudizio e del processo decisionale all’Università di Harvard. Anche quando le scuole stanno facendo tutto il possibile per mitigare la diffusione del covid-19 all’interno dei loro edifici, la semplice apertura può inviare involontariamente il messaggio che gli assembramenti non siano pericolosi e così fornire maggiori opportunità di incontro.

Considerando come le persone valutano il rischio, Lerner fa riferimento a un articolo fondamentale pubblicato nel 1987 dalla rivista Science, in cui lo psicologo Paul Slovic dell’Università dell’Oregon scriveva che più qualcosa sembra incerto e incontrollabile, più le persone lo ritengono pericoloso. Le attività associate alla scuola sembrano familiari e controllabili e quindi possono apparire meno rischiose, afferma Greer, che da un sondaggio nazionale ha scoperto che il 40 per cento delle famiglie sceglie per i figli almeno un’attività da praticare dopo la scuola, e “alcuni di loro partecipano ad attività extracurricolari cinque giorni alla settimana”.

Per molte persone è particolarmente difficile immaginare la scuola senza sport. Ma lì la possibilità che il virus si diffonda è maggiore. Negli Stati Uniti, nel mese di agosto numerosi focolai sono stati ricondotti a partite di calcio. All’inizio di novembre, la Iowa high school girls athletic union ha ospitato un campionato statale di pallavolo che ha riunito 20mila tra spettatori e giocatori delle scuole superiori in uno stadio al coperto, e nella città ospitante, Cedar Rapids, i casi hanno raggiunto livelli record e gli ospedali la loro piena capacità. Nell’Ontario, in Canada, i focolai sono stati collegati all’hockey giovanile, sebbene non si sappia se il covid-19 si sia diffuso durante il gioco o durante le riunioni con la famiglia e gli amici dopo le partite. “Le scuole stanno vivendo un momento molto travagliato con gli sport”, dice Benjamin. “È difficile metterli in sicurezza.”

Anche le feste sono state un problema in tutto il mondo. A Città del Capo, in Sudafrica, un raduno di liceali in un bar ha provocato un focolaio a causa del quale alla fine sono state contagiate più di 80 persone. Nella scuola della figlia di Lerner, tutte le famiglie hanno firmato un impegno che, tra le altre cose, sottolineava la necessità di rispettare le restrizioni statali sulle riunioni sociali. Quando un gruppo di ragazze ha organizzato una festa, sono state tenute in quarantena a casa per due settimane.

Per le autorità sanitarie, potrebbe essere necessario trovare un complicato equilibrio. Il messaggio alle comunità scolastiche, dice Lerner, dovrebbe essere: “È molto importante tenere le scuole aperte”, ma per poterlo fare, “dobbiamo assicurarci di ridurre il rischio in tutti gli altri luoghi possibili”.

Quanta aria fresca è sufficiente?
Con l’abbassamento delle temperature nell’emisfero settentrionale, in molte scuole non c’è il confortevole tepore a cui erano abituate. La pandemia di coronavirus ha creato una nuova routine: aprire le finestre, indipendentemente dal clima.

In Germania, gli studenti indossano cappotti e cappelli in classe. Nel Regno Unito, è consentito portare altri indumenti sopra le uniformi. Questo rientra nel tentativo di disperdere le particelle virali espirate prima che qualcun altro possa inspirarle.

“La circolazione dell’aria fa molta differenza per la potenziale esposizione”, afferma Paul Linden, che studia meccanica dei fluidi all’Università di Cambridge e in settembre ha pubblicato un documento su come la ventilazione può aiutare a prevenire la diffusione virale. “Ma con la variabilità del tempo, dei sistemi di ventilazione e delle dimensioni e del posizionamento delle finestre, è difficile dare indicazioni precise”, dice.

Piuttosto che immergersi nei calcoli per ogni spazio interno, scienziati come Linden stanno sperimentando un’alternativa più semplice: i monitor di anidride carbonica (CO2) di alta qualità, che costano solo cento dollari. Poiché respirando le persone la inspirano, l’anidride carbonica può fungere da indicatore della quantità di aria espirata e di virus in essa accumulati. All’esterno, la concentrazione di CO2 è di circa 400 parti per milione (ppm). “Quello che abbiamo consigliato alle scuole è che la CO2 sia inferiore a 700 ppm”, anche se tutti indossano la mascherina, dice Jose-Luis Jimenez, uno scienziato dell’Università del Colorado a Boulder, che crea modelli del rischio di trasmissione. In una chiesa dello stato di Washington, dove a marzo è scoppiato un focolaio tra i membri del coro, secondo il modello di Jimenez i livelli di CO2 erano di circa 2.500 ppm.

Le prove preliminari dei monitor di CO2 nelle scuole fanno pensare che ci sia ancora parecchio lavoro da fare. Linden ha rilevato che i livelli di CO2 nelle aule prima della pandemia erano circa il doppio in inverno che in estate. A Madrid, Javier Ballester, esperto di fluidodinamica presso l’Università di Saragozza, ha scoperto che, quando le finestre sono chiuse, un’aula standard con 15 studenti supera i mille ppm in soli 15-20 minuti.

Il problema è in parte pratico. Se i ragazzi sono “congelati”, questo “potrebbe danneggiare la loro capacità di apprendimento”, afferma Henry Burridge, uno specialista in meccanica dei fluidi dell’Imperial College di Londra. Ma i calcoli di Ballester suggeriscono che l’apertura di più finestre di 15 centimetri ciascuna è probabilmente sufficiente. La Germania sta cercando un compromesso diverso: le aule possono lasciare le finestre chiuse per 20 minuti e poi spalancarle per cinque minuti (le scuole di Berlino hanno dovuto installare decine di migliaia di nuove maniglie su finestre che erano state bloccate).

Alcune scuole stanno aggiungendo sofisticati filtri d’aria per cercare di fermare la circolazione del virus e gli scienziati stanno sviluppando altre soluzioni creative. Frank Helleis, un fisico dell’istituto Max Planck per la chimica, ha ideato un sistema di cappe aspiranti sui tavoli di studenti e insegnanti. Lui e i suoi colleghi le stanno testando in una scuola di Mainz, in Germania, dove insegna sua moglie. Le cappe a forma di cono pendono dal soffitto e sono collegate a tubi che portano a una finestra, dove un ventilatore soffia l’aria all’esterno. L’aria calda intorno a una persona sale, trasportando l’aria espirata nella cappa, che ne raccoglie e rimuove circa il 90 per cento prima che possa circolare, dice Helleis. “Bastano dieci secondi”. Realizzate con materiali di consumo disponibili nei negozi di bricolage, il sistema per creare e installare le cappe è disponibile gratuitamente.

Ballester, anche lui sposato con un’insegnante, ha provato ad attaccare un comune filtro dell’aria a un ventilatore. I test iniziali dimostrano che è efficace quasi quanto i macchinari più sofisticati. La maggior parte delle scuole non può spendere 500 dollari per classe, dice Ballester, “ma se si tratta di 50 o 60 dollari, potrebbe farcela”. I ventilatori con filtri che puliscono l’aria interna “funzionano molto bene”, afferma Jimenez, e sono già usati nelle regioni con frequenti incendi boschivi e inquinamento atmosferico. Queste soluzioni possono essere particolarmente utili per le aule con poche o senza finestre, una configurazione comune nelle scuole statunitensi che ha alimentato le preoccupazioni sulla riapertura.

I test fanno la differenza?
Da maggio, gli adolescenti del Gymnasium Carolinum, una scuola di Neustrelitz, in Germania, si tamponano la gola da soli due volte alla settimana. Insieme agli studenti, al personale e ai familiari di altre sei scuole e di un asilo nido, i ragazzi inviano i campioni alla Centogene, un’azienda biotecnologica. Sul suo sito web si legge: “A scuola nonostante il coronavirus, ma in sicurezza!”. Finora ha eseguito quasi 40mila test grazie ai quali, secondo il suo addetto stampa Volkmar Weckesser, sono stati identificati “diversi” casi, ma nessun focolaio. “Non possiamo sapere cosa sarebbe successo se non ci fossimo stati noi”, ammette, ma isolare i casi ha eliminato la possibilità di innescare ulteriori contagi.

Gli screening sul coronavirus nelle scuole danno risultati frammentari, e lasciano incertezze sulla quantità di ragazzi che diffondono il virus e sulla precisione dei diversi tipi di test. Alcune città, come New York, usano programmi di sorveglianza, eseguendo test mensili su un campione che va dal 10 al 20 per cento del personale e degli studenti di molte scuole pubbliche. Wagner, dell’Università di Vienna, e i suoi colleghi stanno testando studenti e insegnanti nelle scuole austriache, e questo autunno hanno scoperto che circa una persona su 250 era contagiata ma senza sintomi.

I controlli a tappeto possono essere utili, ma sfruttano risorse in genere scarse e possono dare un’immagine falsata , avverte Benjamin della Duke. Anche ai test più accurati possono sfuggire le infezioni in fase iniziale. “Gli interventi di salute pubblica dovrebbero presumere che tutti siano infetti”, dice.

Diversi studi stanno cominciando a eseguire test per trovare la risposta a una grande incognita: se le persone asintomatiche diffondono il sars-cov-2 a scuola. All’ospedale universitario Charité di Berlino, un team sta lavorando con 48 scuole e asili nido per testare regolarmente il personale, gli studenti e i loro familiari per verificare la presenza di virus e anticorpi. A Nashville, un’équipe della Vanderbilt university va ogni due settimane in una scuola, dove i bambini, anche di solo quattro anni, sputano in una tazza e consegnano il loro campione. “Ha importanza se una piccola percentuale di loro ha il virus nella saliva ma è asintomatica e porta la mascherina?”, si chiede Ritu Banerjee, una delle tre specialiste in malattie infettive pediatriche che conducono lo studio, insieme a Sophie Katz e Kathryn Edwards. Finora, lei e le sue colleghe hanno raccolto quattro lotti di oltre 180 campioni ciascuno e hanno eseguito test su tre di essi. In ogni lotto è emerso un caso positivo e nessuno sembrava aver infettato altri bambini a scuola.

A Montréal, l’esperto di sorveglianza sanitaria David Buckeridge e la specialista in malattie infettive pediatriche Caroline Quach-Thanh della McGill university stanno progettando un esperimento da effettuare in due scuole. Vogliono sapere se è sicuro ridurre la quarantena da 14 a sette giorni per i contatti stretti facendo un test prima di tornare a scuola. I ricercatori di Montréal e Nashville hanno qualcosa in comune: i loro figli frequentano le scuole dove si svolge la ricerca. Questo, dice Buckeridge, è stato fondamentale per rendere possibile il lavoro.

Le scuole dovrebbero rimanere aperte se i casi aumentano?
Le prime riaperture scolastiche hanno incoraggiato l’ottimismo sulla sicurezza dei loro ambienti. Ma molti esperti avvertono che questa esperienza ha oggi una rilevanza limitata per le regioni ad alta trasmissione. “Nelle aree che hanno riaperto le scuole in primavera circolava pochissimo virus nella comunità”, dice Matthew Oughton, uno specialista di malattie infettive della McGill. Ma la Danimarca, per esempio, ha avuto più del quintuplo di casi settimanali rispetto alla scorsa primavera e in Francia il numero è salito di dieci volte. Le autorità devono prendere decisioni difficili sull’opportunità e il momento in cui chiudere le scuole.

Le incertezze della scienza non aiutano. Gli studi iniziali hanno suggerito che i bambini sotto i dieci anni avessero meno probabilità di quelli più grandi e degli adulti di prendere e trasmettere il sars-cov-2. Ma i dati più recenti hanno confuso il quadro. A settembre, uno studio condotto sulle famiglie di operatori sanitari britannici non ha rilevato differenze di suscettibilità in base all’età. I test sugli anticorpi condotti in Brasile e nella Germania meridionale hanno dato risultati simili. In un asilo nido polacco, cinque bambini, tutti asintomatici, sembrano aver contagiato nove membri della loro famiglia. “Penso che le infezioni asintomatiche abbiano permesso ai bambini di passare inosservati”, afferma Zoë Hyde, un’epidemiologa dell’Università del West Australia a Perth.

Eppure alcuni paesi stanno scoprendo di poter contenere il virus pur lasciando le scuole aperte. A metà ottobre, l’Irlanda ha vietato la maggior parte delle attività pubbliche, imponendo alle persone di non allontanarsi più di cinque chilometri da casa, ma l’istruzione in presenza è continuata. Più o meno nello stesso periodo, i Paesi Bassi hanno chiuso ristoranti, bar e musei, ma hanno tenuto aperte le scuole. In entrambi i paesi, i nuovi casi sono diminuiti in modo significativo.

Senza chiarezza sulla trasmissione al loro interno, le scuole sono alla ricerca di indicazioni su quando gettare la spugna e passare all’apprendimento a distanza. I funzionari dell’Iowa non prenderanno in considerazione la chiusura delle scuole di una contea fino a quando il tasso di positività non supererà il 15 per cento, mentre New York ha annunciato che sarà chiuso il 3 per cento delle scuole. Altre aree analizzano i livelli di virus nei quartieri da cui una scuola attinge studenti. Le autorità di Berlino si concentrano invece su quello che accade all’interno di una scuola, valutando settimanalmente il numero di nuovi casi e di persone in quarantena.

Hyde e David Rubin, che dirige il Policylab del Children’s hospital di Filadelfia, pensano entrambi che le scuole dovrebbero probabilmente chiudere se i casi fossero così tanti da rendere impossibile il tracciamento dei contatti. Nell’area di Filadelfia, “la ricerca dei contatti non sta più funzionando”, dice Rubin. A metà novembre, con l’aumento dei tassi di trasmissione, ha raccomandato la chiusura delle scuole della zona, soprattutto per i ragazzi più grandi, fino al gennaio 2021.

Sebbene i dati possano costituire una guida, molti dicono che le decisioni sull’apertura e la chiusura delle scuole sono tanto morali e politiche quanto scientifiche. “Più che chiedersi a che punto chiudiamo le scuole”, dice Greer, dell’Università di Guelph, “bisogna chiedersi cosa dobbiamo fare per tenerle aperte”.

Come l’Irlanda e i Paesi Bassi, la Francia, la Spagna e la Germania hanno tenuto gli studenti nelle aule fermando altri aspetti della vita pubblica. Ma alcune città statunitensi, tra cui Boston e San Francisco, hanno rimandato o annullato l’apertura delle scuole pubbliche senza imporre troppi limiti alle attività commerciali. “Molti distretti scolastici non ricevono il sostegno di cui hanno bisogno”, compresi i finanziamenti per le misure di sicurezza, afferma Meagan Fitzpatrick, che crea modelli di sviluppo delle malattie infettive presso la facoltà di medicina dell’Università del Maryland.

In definitiva, dice, i ricercatori non possono contribuire più di così. Fino a quando la pandemia non si placherà, probabilmente con l’aiuto di un vaccino, autorità, genitori e insegnanti dovranno affrontare questioni che vanno oltre la scienza: “Cosa intendiamo per sicurezza? E quali livelli di rischio siamo disposti ad accettare per tenere aperte le scuole?”.

Con contributi di Linda Nordling ed Emiliano Rodríguez Mega.

(Traduzione di Bruna Tortorella)