Proton Center, IEO. Tecnologia e umanizzazione per l’oncologia

1 Marzo 2022

Il progetto del Proton Center, in realizzazione presso l’Istituto Europeo di Oncologia di Milano, risponde alla necessità di ospitare tutte le attività per la terapia protonica – innovativa tecnica oncologica mininvasiva – in nuovi ambienti dedicati.

Il Proton Center sarà ospitato in un padiglione autonomo, esterno rispetto all’edificio principale ma adiacente e direttamente collegato al reparto di Radioterapia, per garantire i necessari collegamenti per pazienti e personale e per le reti tecnologiche. Oltre al bunker per i trattamenti saranno realizzati:

ambienti per l’attività clinica e assistenziale
spazi tecnici per le apparecchiature e per le funzioni di supporto, impiantistica e manutenzione
alcuni locali per l’ampliamento della Radioterapia.

L’intero progetto è stato coordinato dall’ing. Stefania Gennari, partner di General Planning, in sinergia con l’ing. Silvia Oldazzi e l’ing. Agnese Callegari della Direzione Progettazione IEO.
L’arch. Francesco Prennushi, partner e responsabile del settore Architettura di General Planning, ha curato il progetto architettonico: «Il Proton Center si inserisce a pieno titolo nella filosofia che ha sempre distinto l’IEO, basata sulla centralità della persona e sull’eccellenza del servizio.

In questo caso si tratta di un padiglione dalle dimensioni contenute rispetto al complesso ospedaliero, ma che racchiude al proprio interno tutte le funzioni necessarie allo svolgimento dell’attività, dagli spazi dedicati ai pazienti a quelli per il personale, dalle aree tecnologiche ai locali di servizio, distribuite in modo da rendere flessibile l’uso degli ambienti in relazione ai possibili percorsi.

In generale tutti gli spazi funzionali ai trattamenti terapeutici sono concentrati al livello -1, contigui e collegati al reparto di Radioterapia. Al livello 0 si trovano ambulatori per le prime visite del reparto di Radioterapia, accessibili al pubblico anche dall’esterno, per permettere lo svolgimento delle attività in modo indipendente rispetto al resto del percorso di cura. Il livello 1 è invece riservato esclusivamente al personale tecnico preposto alla manutenzione di apparecchiature e impianti».

Strutture e architettura

Quali aspetti hanno caratterizzato la progettazione?
«La terapia protonica si avvale di apparecchiature ad altissimo contenuto tecnologico, che hanno formato un capitolo di estrema importanza durante l’intero percorso progettuale non solo per quanto riguarda i vincoli operativi – specie dal punto di vista strutturale – ma anche in ragione del fatto che costituiscono un investimento significativo per la committenza.

Per restituire la complessità tecnica della costruzione basta considerare, per esempio, che il bunker sarà realizzato con una struttura massiva in calcestruzzo armato caratterizzato da partizioni orizzontali e verticali di spessore notevole – fino a 3,30 m per i muri. La complessità progettuale e realizzativa del bunker ha richiesto la cura millimetrica dei particolari sia in fase di progettazione sia in fase di realizzazione, basti pensare che all’interno dei muri sono posizionati passaggi impiantistici e piastre la cui posizione viene predeterminata in progetto, verificata prima e dopo il getto, così come la complanarità di muri e solai, a cui sono concessi solo pochi millimetri di scostamento.

Il bunker è praticamente un manufatto unico nel suo genere, capace di garantire sia l’opportuna protezione rispetto alle radiazioni, sia tutto quanto necessario per il funzionamento della macchina sia l’assoluta stabilità delle strutture portanti rispetto al peso elevatissimo delle apparecchiature.

Di conseguenza le soluzioni progettuali sono state indirizzate principalmente a facilitare l’installazione, l’uso efficace e corretto e la manutenzione dell’apparecchiatura, sia degli impianti che ne supportano il funzionamento. È il caso, per esempio, del programma di controllo delle caratteristiche costruttive dei componenti strutturali durante le varie fasi di avanzamento della realizzazione, coordinato in stretta collaborazione con il fornitore delle apparecchiature.

Parallelamente il progetto ha inteso creare uno spazio terapeutico altamente umanizzato: pratico per il personale che dovrà utilizzarlo, intuitivo dal punto di vista dell’orientamento e, soprattutto, piacevole da percepire, grazie a scelte relative ai materiali, alle ambientazioni, alle finiture, agli accostamenti cromatici e all’illuminazione naturale e artificiale, tutte orientate dall’esigenza di mitigare l’impatto della componente tecnologica sulla psiche dei pazienti.

La stessa immagine architettonica del padiglione è disegnata “a scala umana”: abbiamo rielaborato i tratti stilistici dell’edificio principale prevedendo volumi bassi, a sviluppo orizzontale, rivestiti con una “pelle” esterna di frangisole dalle tonalità calde, particolarmente adatta all’inserimento paesaggistico nel contesto del Parco Agricolo Sud Milano – che svolge anche una funzione schermante rispetto all’irraggiamento solare diretto.

Il design degli spazi interni, invece, risponde alla volontà di creare un ambiente accogliente, dai tratti domestici, ed è frutto di un linguaggio appositamente elaborato, basato su forme geometriche semplici e colori bilanciati, che si propongono di guidare il paziente con naturalezza e di infondergli sicurezza durante l’intero percorso terapeutico».

Qual è l’orizzonte temporale per l’attivazione del Proton Center?
«Il completamento del cantiere», conclude l’arch. Prennushi, «è programmato per i primi mesi del 2023, mentre l’installazione e il collaudo dell’apparecchiatura sono previsti entro giugno 2023, con l’obiettivo di messa in esercizio del centro nel secondo semestre dello stesso anno».

Requisiti e controlli di qualità

Con l’ing. Loris Colombo, partner e direttore dei lavori per le strutture di General Planning, approfondiamo uno degli aspetti più interessanti del Proton Center IEO: «Sin dalla fase di progettazione e nella fase di realizzazione è stato necessario il rispetto e il controllo estremo di alcuni requisiti fondamentali per il raggiungimento degli obiettivi di qualità prefissati, in particolare nei riguardi delle problematiche legate ai getti massivi, all’impermeabilizzazione in falda, alle tolleranze geometriche, al mix design del calcestruzzo e alla radioprotezione.

Per quanto riguarda i getti massivi di calcestruzzo, per le strutture di fondazione e di elevazione della zona bunker (fondazione spessore 90 cm e muri di elevazione spessori da 80 cm a 300 cm), è previsto l’utilizzo di calcestruzzo speciale, specifico per getti di massa di spessore elevato.

In queste strutture, infatti, a seguito dello sviluppo di calore conseguente alla reazione di idratazione del cemento e alla bassa diffusività termica del calcestruzzo, si generano gradienti di temperatura elevati tra le zone corticali del getto, più fredde per la naturale dissipazione di calore verso l’ambiente, e quelle più interne (il “cuore” della struttura) che risultano termicamente isolate proprio dagli strati di calcestruzzo più esterni.

Se lo sviluppo di calore è eccessivo, sin dalle prime ore successive al getto le elevate temperature raggiunte possono determinare la comparsa di lesioni di ampiezza rilevante (>0,5mm), pericolose per la statica e per la durabilità delle opere.
Si utilizzerà pertanto un calcestruzzo speciale confezionato con un cemento pozzolanico a bassissimo sviluppo di calore di idratazione, con additivi iper-riduttori di acqua per contenere il dosaggio di cemento dell’impasto al fine di minimizzare i gradienti termici nelle strutture massive. Sarà così praticamente annullato il rischio di fessurazione per eccessivo sviluppo di calore nelle strutture massive, caratterizzate da un basso rapporto superficie/volume».

Quali altri aspetti tecnologici caratterizzano il progetto strutturale?
«Per tutte le strutture in cemento armato della zona bunker al di sotto della quota di falda, come anche per tutte le strutture interrate della vasca di contenimento posta in adiacenza, è prescritto l’utilizzo di additivi per l’impermeabilizzazione diretta del calcestruzzo, integrati nel mix design del calcestruzzo in fase di confezionamento, per un’impermeabilizzazione e protezione chimica integrale attraverso la cristallizzazione delle strutture in calcestruzzo, fin dalla fase di esecuzione dei getti.

Gli elevati spessori delle partizioni orizzontali e verticali, dovuti principalmente alle esigenze di radio-protezione, caratterizzano la costruzione resa complessa anche dalla presenza, all’interno dello spessore dei muri, di piastre per il fissaggio dell’apparecchiatura, di cavidotti elettrici e di dotazioni impiantistiche (canali aeraulici e tubazioni), il cui numero e posizione sono prefissate in sede di progetto e devono essere rispettate con precisione millimetrica.
Una tolleranza millimetrica della complanarità è richiesta anche nei getti e nelle deformazioni, fatto che ha portato ad accurate valutazioni nella progettazione strutturale e a continue verifiche topografiche sia durante la posa delle armature e dei casseri, sia in fase di disarmo dopo le varie fasi di getto.

Ulteriori verifiche sono state necessarie per determinare i livelli percentuali massimi, ovvero l’assenza di alcuni metalli negli inerti dei calcestruzzi strutturali, al fine di controllare la presenza di materiali suscettibili di attivazione a seguito dell’esposizione alle radiazioni a cui saranno sottoposti i materiali stessi.
A fronte delle necessità di controllo dei requisiti attesi, è stato predisposto un apposito Piano di Qualità che specifica lo standard di qualità atteso, i protocolli, le risorse, le specifiche tecniche e le sequenze di attività relative al progetto stesso.

Il Piano di Qualità definisce quindi: