Máscaras de tres capas más efectivas contra gotas respiratorias grandes
La gota que impacta en la superficie de la máscara se registra a 20,000 fotogramas por segundo. Estas imágenes de secuencia temporal del impacto de las gotas en máscaras de una, dos y tres capas muestran que el número total de gotas atomizadas es significativamente mayor para la máscara de una capa en comparación con la máscara de doble capa, mientras que solo una gotita penetra a través de la máscara de triple capa. Crédito: Basu et al, 2021
Si va a comprar una mascarilla para protegerse a sí mismo y a los demás del COVID-19, asegúrese de que sea una mascarilla de tres capas. Es posible que ya haya escuchado esta recomendación, pero los investigadores ahora han encontrado una razón adicional por la que las máscaras de tres capas son más seguras que las alternativas de una o dos capas.
Si bien este consejo se basó originalmente en estudios que mostraban que tres capas impedían que las partículas pequeñas pasaran a través de los poros de la mascarilla, los investigadores ahora han demostrado que las mascarillas quirúrgicas de tres capas también son más efectivas para evitar que las gotas grandes de la tos o el estornudo se filtren. atomizado en gotitas más pequeñas. Estas gotitas grandes para la tos pueden penetrar a través de las máscaras de una o dos capas y atomizarse en gotitas mucho más pequeñas, lo cual es particularmente crucial ya que estas gotitas más pequeñas (a menudo llamadas aerosoles) pueden permanecer en el aire por períodos de tiempo más prolongados. Los investigadores estudiaron mascarillas quirúrgicas de una, dos y tres capas para demostrar este comportamiento.
Los investigadores publicaron sus resultados en Science Advances el 5 de marzo.
El equipo señala que las máscaras simples y dobles las máscaras de capa brindan protección al bloquear parte del volumen de líquido de la gota original y son significativamente mejores que no usar ninguna máscara. Esperan que los fabricantes puedan utilizar sus hallazgos sobre el tamaño ideal de los poros de las mascarillas, el grosor del material y las capas para producir los diseños de mascarillas más efectivos.
Usando un generador de gotas y una cámara de lapso de tiempo de alta velocidad, el Un equipo de ingenieros de la Universidad de California en San Diego, el Instituto Indio de Ciencias y la Universidad de Toronto descubrió que, contradictoriamente, las gotas respiratorias grandes que contienen partículas emuladoras de virus (VEP) en realidad se atomizan cuando golpean una máscara de una sola capa, y muchas de estas Los VEP pasan a través de esa capa. Piense en ello como una gota de agua que se rompe en gotas más pequeñas al pasar por un colador. Para una gota de 620 micras, el tamaño de una gota grande al toser o estornudar, una máscara quirúrgica de una sola capa solo restringe alrededor del 30 por ciento del volumen de la gota; una máscara de doble capa funciona mejor, restringiendo alrededor del 91 por ciento del volumen de las gotas; mientras que una máscara de tres capas tiene una eyección de gotas insignificante, casi nula.
Diagrama esquemático de la carga viral atrapada dentro de la capa de la máscara. Las gotitas y el virus no están dibujados a escala. Credit: Basu et al, Science Advances, 5 de marzo de 2021
«Si bien se espera que las partículas sólidas grandes en el rango de 500 a 600 micrones se detengan con una máscara de una sola capa con un tamaño de poro promedio de 30 micrones, estamos demostrando que este no es el caso de las gotas líquidas», dijo Abhishek Saha, profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial en UC San Diego y coautor del artículo. «Si estas gotas respiratorias más grandes tienen suficiente velocidad, lo que sucede al toser o estornudar, cuando caen sobre una sola capa de este material, se dispersan y se escurren a través de los poros más pequeños de la máscara».
Esto es un problema. Los modelos de física de gotas han demostrado que, si bien se espera que estas gotas grandes caigan al suelo muy rápidamente debido a la gravedad, estas gotas ahora más pequeñas, de 50 a 80 micrones, que atraviesan la primera y la segunda capa de una máscara permanecerán en el aire. donde pueden propagarse a las personas a grandes distancias.
El equipo de ingenieros que también incluye a los profesores Swetaprovo Chaudhuri de la Universidad de Toronto y Saptarshi Basu del Instituto Indio de Ciencias estaban bien versados en este tipo de experimento y análisis, aunque estaban acostumbrados a estudiar la aerodinámica y la física de las gotas para aplicaciones que incluyen sistemas de propulsión, combustión o pulverización térmica. Centraron su atención en la física de las gotitas respiratorias el año pasado cuando estalló la pandemia de COVID-19 y, desde entonces, han estado estudiando el transporte de estas gotitas respiratorias y su papel en la transmisión de enfermedades de tipo COVID-19.
«Hacemos muchos experimentos de impacto de gotas en nuestros laboratorios», dijo Saha. «Para este estudio, se usó un generador especial para producir una gota de movimiento relativamente rápido. Luego se permitió que la gota aterrizara en una pieza de material de máscara que podría ser de una capa, doble o triple, dependiendo de cuál estemos». pruebas. Simultáneamente, usamos una cámara de alta velocidad para ver qué le sucede a la gota».
Usando el generador de gotas, pueden alterar el tamaño y la velocidad de la gota para ver cómo eso afecta el flujo de la partícula.
En el futuro, el equipo planea investigar el papel de los diferentes materiales de las máscaras, así como el efecto de las máscaras húmedas o mojadas, en el desgaste de las partículas.
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Las mascarillas no son suficientes para detener la propagación de la COVID-19 sin distanciarse: estudio Más información: Shubham Sharma et al, Sobre la atomización secundaria y el bloqueo de gotitas sustitutas para la tos en monoterapia y mascarillas multicapa, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abf0452 Información de la revista: Science Advances
Proporcionado por la Universidad de California – San Diego Cita: Las máscaras de tres capas son más efectivas contra las gotas respiratorias grandes (5 de marzo de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-three-layered-masks-effect-large-respiratory.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.