Cuando cubra su rostro, considere la ciencia de las mascarillas quirúrgicas

Tracie Tung, profesora de Ciencias de la Familia y el Consumidor de CSUN

Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades recomendaron recientemente que las personas usen cubiertas de tela para la cara en lugares públicos. Se sabe que el virus que causa el COVID-19 se propaga a partir de gotitas en el aire que provienen de una persona infectada que estornuda, tose, respira o habla.

En los días posteriores a esta recomendación, la gente ha comenzado a fabricar sus propias mascarillas. Estas máscaras pueden ayudar a bloquear las partículas infectadas que enferman a las personas con COVID-19.

Ahora hay muchos tutoriales en línea para hacer máscaras. El CDC tiene un artículo que enseña a las personas cómo hacer máscaras. Siéntase libre de buscar en línea y encontrar un tutorial que funcione para usted.

Pensé que sería útil explicar la ciencia de las mascarillas para ayudar a tomar mejores decisiones en la selección de telas para las mascarillas y saber cómo manejar las mascarillas usadas.

Las mascarillas médicas están diseñadas para capturar físicamente partículas infectadas en el aire en las fibras de las telas de las mascarillas.

En el mercado actual, las mascarillas más vistas son:

Mascarilla de algodón casera. Foto cortesía de Jean O'Sullivan.

La principal diferencia entre estas máscaras es su eficiencia de filtración. Cualquier tipo de máscara proporciona cierto nivel de protección. El N95 brinda la mayor protección y está diseñado para proveedores profesionales de atención médica. No se recomiendan para uso público.

Los investigadores indicaron que los respiradores N95 pueden filtrar alrededor del 95 por ciento de las partículas tan pequeñas como 0,3 micras. El tamaño del coronavirus es de alrededor de 0,1 micrones, pero generalmente los virus se transportan en gotitas que pueden tener más de 20 micrones.

La máscara quirúrgica puede filtrar entre el 60 y el 80 por ciento de las partículas de 0,3 micras.

Usando materiales que se encuentran en el hogar, las personas pueden crear una máscara que está cerca del nivel de filtración de la máscara quirúrgica.

Una máscara quirúrgica consta de tres capas y una tira de metal en la parte superior. Cada capa exhibe funciones específicas para brindar protección y comodidad al usuario.

El objetivo principal de la capa exterior es repeler el agua, la sangre y otros fluidos corporales. Esta capa repele las gotitas y las partículas más grandes en el aire que se liberan al hablar, toser y estornudar.

La capa intermedia de una mascarilla quirúrgica filtra los patógenos y sirve como barrera para partículas más pequeñas, como gérmenes y virus. La electricidad estática dentro de las fibras de las capas externa y media ayuda a bloquear la transmisión de partículas atrayendo esas partículas para que se adhieran a las fibras.

La capa interna toca la piel del usuario. Por lo tanto, si bien absorbe la humedad del usuario, como el aire exhalado y el sudor, esta capa debe ser suave y cómoda. Aunque cada capa tiene su función específica, las tres capas brindan una buena transpirabilidad para que los usuarios puedan usar la máscara durante largos períodos de tiempo.

La eficacia de las mascarillas de tela depende del tipo de materiales utilizados. Cuanto mayor sea el número de hilos, mejor será la filtración.

El conteo de hilos es el número de hilos tejidos juntos en una pulgada cuadrada, contando a lo largo y a lo ancho, y se usa comúnmente para describir telas tejidas. La estructura de un tejido de punto (como un tejido de camiseta) se basa en filas de bucles entrelazados. Esta disposición sistemática de filas y columnas y la estructura porosa también dificultan la captura de todas las partículas que son más pequeñas que los espacios entre los hilos.

Se puede usar una analogía simple que imagina el tejido de una raqueta de tenis y la arena para explicar cómo funciona el número de hilos para atrapar partículas en el aire: la estructura de una tela tejida es como una raqueta de tenis y la arena es como partículas en el aire. Para capturar arena con la raqueta de tenis, el tamaño de los agujeros entre las cuerdas debería ser más pequeño que los granos de arena.

Cuando el tamaño de los agujeros es más grande que los granos de arena, necesitamos agregar otra capa a la raqueta para reducir el tamaño de los agujeros. O podemos agregar más cuerdas a la raqueta para hacer una estructura de red más compacta, es decir, aumentar el número de hilos de una tela tejida.

Un estudio realizado por Yang Wang en la Universidad de Ciencia y Tecnología de Missouri indicó que una máscara hecha con una funda de almohada de 600 hilos capturó solo el 22% de las partículas. Para capturar alrededor del 60%, su equipo aumentó las capas de la funda de almohada a cuatro. (Tenga en cuenta que esta estructura gruesa también puede causar molestias al usuario). Una funda de almohada de 400 hilos funcionó menos eficientemente que una de 600 hilos, indicó Wang. El resto de la comparación realizada en su estudio se enumera a continuación:

Según la estructura de una mascarilla quirúrgica, los posibles materiales para usar en su mascarilla incluyen:

Mascarilla de algodón casera. Foto cortesía de Jean O'Sullivan.

La capa intermedia utilizada en una máscara quirúrgica es una tela no tejida, las llamadas estructuras de "tela de fibra". Entre varias técnicas desarrolladas para formar estructuras de tela de fibra, la fusión por soplado es la que se usa para producir las telas no tejidas para mascarillas quirúrgicas. La disposición de las fibras fundidas por soplado es aleatoria, lo que crea una red de complicaciones para que las partículas penetren. Simplemente no pueden pasar.

Para lograr una eficiencia de filtración similar a la de las máscaras quirúrgicas, considere agregar telas no tejidas sopladas en fusión de polipropileno, que es el material utilizado en las máscaras quirúrgicas y tiene una calidad de electreto que proporciona estática adicional para permitir que la tela capture las partículas. El polipropileno (PP), también llamado olefina, es una fibra a base de petróleo y se usa en filtros HVAC, sobres blancos de FedEx y materiales de construcción como Tyvek.

En este caso, la máscara casera debe tener un bolsillo incorporado que permita reemplazar el filtro después de cada uso.

En resumen, una máscara eficiente debe tener las siguientes características:

Es probable que cualquier tipo de máscara disminuya la transmisión de partículas en el aire y reduzca los riesgos de infección. Además, también es importante ponerse y quitarse la mascarilla correctamente. Las partículas en el aire son capturadas físicamente por las fibras y los tejidos. Sacudir la máscara podría provocar que las partículas caigan y se adhieran a la ropa del usuario y otros lugares. Si el usuario toca esas prendas o lugares y luego se toca la cara o la boca, la mascarilla no brindará el nivel esperado de protección al usuario.

Además, el factor de ajuste es crítico. Cualquier espacio entre la máscara y la cara socavará la eficiencia de filtración. El respirador N95 puede proporcionar un gran ajuste al usuario. Es tan ajustado que al retirarlo deja una marca de mascarilla como las que vemos en la cara de muchos miembros del personal médico. Es difícil lograr un ajuste tan bueno con una mascarilla quirúrgica o de tela. Por lo tanto, es muy importante 1) cubrirse completamente la nariz y la boca cuando use una mascarilla quirúrgica y de tela y 2) quitarse suavemente una mascarilla usada sin tocarse la cara, la nariz, los ojos y la boca, y lavarse las manos de inmediato.

Una máscara de tela debe lavarse después de cada uso.

Las máscaras quirúrgicas y los respiradores N95 están hechos para un solo uso. Debido a que el polipropileno es un material a base de petróleo, el impacto ambiental resultante de las máscaras desechadas necesita una mayor investigación.

Por último, está claro que la mayoría de las máscaras en el mercado no muestran una eficiencia de filtración del 100%. Por lo tanto, no solo es importante usar una máscara para protegerse a sí mismo y a los demás (algunos de los pacientes con COVID-19 son portadores asintomáticos), sino que también es mucho más crítico mantener las distancias sociales y lavarse las manos. Quedarse en casa y eliminar los viajes no esenciales salvará a las personas y al planeta.

Jason Locontribuido a este artículo.

Expertos de CSUN es una serie de artículos escritos por miembros de la facultad de CSUN que comparten conocimientos y experiencia sobre eventos y temas de interés periodístico. Los miembros de la facultad que deseen presentar una idea de los expertos de CSUN pueden enviar un correo electrónico a [email protected].

Facultad de Salud y Desarrollo Humano, Expertos de CSUN, Departamento de Ciencias de la Familia y el Consumidor