Herramienta sencilla evalúa el rendimiento de las mascarillas en el bloqueo de gotas

ARRIBA: FOTOGRAFÍA DE SHAWN ROCCO/DUKE HEALTH

Las mascarillas se han convertido en una de las iniciativas de salud pública más importantes de la pandemia de COVID-19, pero vienen en tantas formas, que puede ser difícil saber cuáles funcionan mejor para bloquear las gotitas respiratorias y el diminuto rocío en el aire.

Un estudio publicado el 7 de agosto en Science Advances como una prueba de concepto detalla un nuevo método para visualizar fácilmente las gotas emitidas al hablar y la eficiencia aproximada de los diferentes tipos de máscaras para minimizar su propagación. Los autores utilizaron un láser barato pero potente para crear una pantalla de luz que se dispersa cuando pasan partículas. De la docena de máscaras que probaron, algunas hicieron un trabajo mucho mejor al amortiguar la cantidad de partículas detectadas por el láser.

Sabemos que no todas las máscaras son iguales, Erica Shenoy, jefa adjunta de la unidad de control de infecciones del Hospital General de Massachusetts que no participó en el estudio, le dice a The Scientist en un correo electrónico. Este estudio corrobora las diferencias en el desempeño relativo de muchos de los tipos de máscaras que todos vemos todos los días cuando estamos en público.

El impulso para el proyecto llegó cuando un traje de ballet fuera de servicio El diseñador envió a Eric Westman, especialista en medicina de la obesidad en el Sistema de Salud de la Universidad de Duke, un mensaje en las redes sociales. Había escuchado que Westman estaba trabajando para obtener y fabricar máscaras para ciudadanos vulnerables, y quería ofrecerlas a su equipo de fabricantes de vestuario desempleados. Estas personas que están acostumbradas a usar estas telas para trajes de salón. . . ahora estaban usando este hermoso material para hacer máscaras, dice Westman.

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Westman necesitaba una forma simple de probar la efectividad de los diferentes materiales, así que cogió el teléfono y llamó al departamento de física de la Universidad de Duke. Martin Fischer, un experto en imágenes biomédicas, aceptó el desafío y trajo a su hija en edad universitaria para que ambos pudieran trabajar en estrecha colaboración sin temor a transmitir el virus a otros.

Juntos, crearon una herramienta simple de una caja de cartón, un láser, una lente y una cámara de teléfono inteligente capaz de capturar evidencia visible de partículas en el aire. Fischer usó una lente cilíndrica para estirar el haz del láser, similar a un lápiz, en una delgada hoja de luz, pasándola a través de ranuras en los lados de una caja ennegrecida. Cuando una persona habla en la caja, las partículas atraviesan la hoja de luz, dispersando la luz en diferentes direcciones. Una cámara en el otro extremo registra esa dispersión, que aparece en el video como luces verdes parpadeantes, y un algoritmo de computadora simple cuenta la cantidad de gotas y la velocidad a la que pasan a través de la hoja. Toda la configuración cuesta poco menos de $200.

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Creo que es muy importante lo que pudieron hacer en términos de usar un método de dispersión de luz láser que se puede implementar de manera económica y fácil, para que las personas realmente puedan ver el efecto, le dice a The Scientist Christina Bax, una estudiante de medicina de la Universidad de Pensilvania que no participó en la investigación. A principios de este año, Bax había trabajado con colegas del NIH que desarrollaron una técnica similar y descubrió que, al hablar, todo el mundo tiene gotitas de saliva volando por todas partes.

El equipo de Fischer probó la capacidad de 14 máscaras diferentes para amortiguar la propagación. de esas gotas, incluidos los N95 de grado médico (con y sin válvulas) utilizados por los trabajadores de atención médica de primera línea, máscaras quirúrgicas azules desechables, máscaras de algodón cosidas a mano, vellones para el cuello y pañuelos, entre otros. Una sola persona pronunció la frase manténgase saludable, las personas cinco veces seguidas en la caja, un proceso que se repitió 10 veces para cada máscara y para el control sin máscara.

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Los resultados, dice Fisher, fueron reveladores de cuántas de esas partículas flotan incluso cuando las personas solo están hablando. Al hablar sin máscaras, Westman y Fischer descubrieron que las personas exhalan cientos de gotas por segundo, muchas de las cuales son demasiado pequeñas para ser detectadas a simple vista, pero aún brillan en verde dentro de la caja.

Entre las muchas máscaras probaron, el N95 sin válvula funcionó mejor, con solo el 0.1 por ciento de las partículas atravesando la lámina de luz; la versión con la válvula puede hacer un buen trabajo protegiendo al usuario, pero todavía permite que las partículas escapen cuando una persona exhala. Las mascarillas de algodón cosidas a mano compuestas de al menos dos capas también funcionaron bien, al igual que las mascarillas quirúrgicas de un solo uso, lo que disminuyó enormemente la cantidad de partículas que se esparcen en el aire mientras se habla.

Pero los pañuelos de algodón y los de tipo Buff las polainas para el cuello hechas de spandex funcionaron mal y, de hecho, a veces provocaron que pasaran más gotas a través del haz de las que se habían detectado en el control. Los autores atribuyen este hallazgo a una especie de efecto de rallador de queso: las partículas más grandes que pasan a través del material poroso se rompen en aerosoles más pequeños. Entré pensando que cualquier cosa es mejor que nada, dice Westman. Pero la idea de que es una malla puede cambiar la dinámica.

Este estudio es solo una prueba de concepto destinada a mostrar la utilidad de la configuración del láser y no a sacar conclusiones generales sobre la eficacia de las diferentes máscaras. Los investigadores tomaron muestras solo de lo que tenían a mano y usaron solo un altavoz para probar los 14 tipos. Es probable, dicen los autores, que las variaciones entre los individuos en función del tono, el volumen, la pronunciación e incluso el idioma, así como las diferencias en la calidad de la tela y el ajuste de una máscara, puedan cambiar sus hallazgos. Si se respalda con más estudios, los resultados sugieren que es mejor dejar las escasas máscaras N95 para los trabajadores de primera línea, ya que los ciudadanos promedio pueden arreglárselas con máscaras hechas en casa.

Además del tamaño de muestra relativamente pequeño, Shenoy agrega, es posible que no todas las gotas hayan sido capturadas en el conteo debido a la configuración experimental y las limitaciones en la sensibilidad de detección de la cámara del teléfono celular, especialmente para partículas más pequeñas.

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Los autores, que actualmente intentan patentar su nuevo producto, prevén que se use en centros comunitarios públicos o museos como una herramienta educativa para mostrar a las personas por qué las máscaras son tan importantes y la mejor manera de usarlos. Además, puede ser útil para las empresas que fabrican máscaras para probar fácilmente la eficacia de su producto, o en países con pocos recursos como una alternativa más económica a los costosos clasificadores de partículas láser. Según Bax, se trata de esta idea de poder visualizar lo que está sucediendo, visualizar las gotas y comprender que todos escupen cuando hablan.