Las pantallas faciales y las mascarillas N95 con válvula no sirven contra el coronavirus

Se han puesto de moda, pero ni las pantallas faciales ni las mascarillas N95 con válvula son las más efectivas para evitar la propagación del coronavirus y su uso podría tener efectos desfavorables en vez de evitar la expansión de la enfermedad. Las mascarillas faciales se han aceptado cada vez más como uno de los medios más eficaces para combatir la propagación de la enfermedad cuando se utilizan en combinación con el distanciamiento social y el lavado frecuente de manos.

Sin embargo, existe una tendencia creciente de personas que sustituyen las mascarillas quirúrgicas o de tela por protectores faciales de plástico transparente y máscaras equipadas con válvulas de exhalación. Uno de los factores que impulsa esta mayor adopción es una mayor comodidad en comparación con las máscaras normales. Sin embargo, existe la posibilidad de que el uso público generalizado de estas alternativas a las mascarillas regulares pueda tener un efecto adverso en los esfuerzos de mitigación de la pandemia.

Investigadores de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Computación de la Florida Atlantic University han usado visualizaciones cualitativas para probar cómo funcionan los protectores faciales y las máscaras con válvulas para impedir la propagación de gotitas del tamaño de un aerosol. El uso público generalizado de estas alternativas a las máscaras regulares podría tener un efecto adverso en los esfuerzos de mitigación.

Para el estudio, que se acaba de publicar en la revista Physics of Fluids , los investigadores emplearon la visualización del flujo en un entorno de laboratorio utilizando una lámina de luz láser y una mezcla de agua destilada y glicerina para generar la niebla sintética que componía el contenido de un chorro de tos. Visualizaron gotas expulsadas de la boca de un maniquí mientras simulaban toser y estornudar. Al colocar un protector facial de plástico y una máscara facial con clasificación N95 con una válvula, pudieron trazar el camino de las gotas y demostrar cómo se desempeñaban.

Los resultados del estudio muestran que aunque los protectores faciales bloquean el movimiento inicial hacia adelante del chorro, las gotas expulsadas se mueven alrededor del visor con relativa facilidad y se esparcen por un área grande dependiendo de las perturbaciones ambientales ligeras. Las visualizaciones de la mascarilla equipada con un puerto de exhalación indican que una gran cantidad de gotas pasan a través de la válvula de exhalación sin filtrar, lo que reduce significativamente su eficacia como medio de control de la fuente.

"A partir de este último estudio, pudimos observar que los protectores faciales pueden bloquear el movimiento inicial hacia adelante del chorro exhalado; sin embargo, las gotas en aerosol expulsadas con el chorro pueden moverse alrededor del visor con relativa facilidad", explicaba Manhar Dhanak, presidente del departamento, profesor y director de SeaTech , quien fue coautor del artículo con Siddhartha Verma, autor principal y profesor asistente; y John Frankenfeld, un profesional técnico, todos dentro del Departamento de Ingeniería Mecánica y Oceánica de la FAU . "Con el tiempo, estas gotas pueden dispersarse sobre un área amplia en direcciones tanto lateral como longitudinal, aunque con una concentración de gotas decreciente".

Al igual que la máscara facial con clasificación N-95 utilizada en este estudio, otros tipos de máscaras, como ciertas máscaras de tela que están disponibles comercialmente, también vienen equipadas con uno o dos puertos de exhalación, ubicados a cada lado de la máscara. La mascarilla con clasificación N95 con la válvula de exhalación utilizada en este estudio tenía una pequeña cantidad de gotitas exhaladas que escaparon del espacio entre la parte superior de la mascarilla y el puente de la nariz. Además, el puerto de exhalación redujo significativamente la eficacia de la mascarilla como medio de control de la fuente, ya que una gran cantidad de gotas pasaban a través de la válvula sin filtrar y sin obstáculos.

Existe una tendencia cada vez mayor a que las personas sustituyan las máscaras quirúrgicas o de tela por protectores faciales de plástico transparente, así como a utilizar máscaras que están equipadas con válvulas de exhalación. Un factor determinante para esta mayor adopción es una mayor comodidad en comparación con las máscaras normales. Sin embargo, los protectores faciales tienen espacios visibles a lo largo de la parte inferior y los lados, y las máscaras con puertos de exhalación incluyen una válvula unidireccional que restringe el flujo de aire al inhalar, pero permite que el aire salga libremente. El aire inhalado se filtra a través del material de la máscara, pero el aire exhalado pasa a través de la válvula sin filtrar".

Los investigadores dicen que la conclusión clave de este último estudio ilustra que los protectores faciales y las mascarillas con válvulas de exhalación pueden no ser tan efectivos como las mascarillas faciales normales para restringir la propagación de gotitas en aerosol.

A pesar de la mayor comodidad que ofrecen estas alternativas puede ser preferible usar máscaras quirúrgicas o de tela de alta calidad bien construidas que sean de diseño simple, en lugar de protectores faciales y máscaras equipadas con válvulas de exhalación. La adopción pública generalizada de las alternativas, en lugar de las máscaras regulares, podría tener un efecto adverso en los esfuerzos de mitigación en curso contra COVID-19.

"La investigación realizada por los profesores Dhanak y Verma sobre la importancia de cubrirse el rostro adecuadamente para detener la propagación de COVID-19 ha iluminado literalmente el mundo", señala Stella Batalama, decana de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Computación de la FAU. “Si bien la aceptación generalizada con respecto a la necesidad de cubrirse el rostro ha aumentado de manera constante, existe una tendencia creciente de personas que están sustituyendo las mascarillas quirúrgicas o de tela por protectores faciales de plástico transparente y máscaras equipadas con válvulas de exhalación. Esta última investigación proporciona evidencia importante para respaldar aún más las pautas de los CDC e informar al público para hacer mejores selecciones en su elección de cubiertas faciales para su beneficio y para la seguridad pública ".

Los investigadores han informado de un progreso constante en el desarrollo de posibles tratamientos y vacunas; sin embargo, se estima que la inoculación generalizada no estará disponible hasta algún momento del año 2021. Parece que la probabilidad de que las personas vulnerables luchen con problemas de salud graves y las ramificaciones socioeconómicas debilitantes de la pandemia continuará en el futuro previsible.

Vista de campo cercano de la dispersión de la gota cuando se usa un protector facial para impedir la salida del chorro. (a) Antes de emular una tos / estornudo, (b) 0.57 s después del inicio de la tos emulada, (c) después de 3.83 sy (d) después de 16.57 s. La pluma expulsada está iluminada por una hoja láser vertical y horizontal. Las gotas iluminadas por la hoja láser horizontal se pueden observar en (c) y (d).

Visualización de la dispersión de la gota cuando se utiliza una máscara N95 equipada con un puerto de exhalación para impedir la salida del chorro. (a) Antes de emular una tos / estornudo, (b) 0,2 s después del inicio de la tos emulada, (c) después de 0,63 s, y (d) después de 1,67 s.

Visualización de la dispersión de las gotas cuando se utiliza una máscara normal con clasificación N95 para impedir el chorro. 0.13 s después del inicio de la tos emulada, (c) después de 0.33 sy (d) después de 0.83 s.

Visualización de la dispersión de la gota cuando se utiliza una mascarilla quirúrgica de calidad para bloquear el chorro. (a) Antes de emular una tos / estornudo, (b) 0,37 s después del inicio de la tos emulada, (c) después de 0,62 sy (d) después de 2,33 s.

Visualización de la dispersión de la gota cuando se usa una máscara quirúrgica de menor calidad para bloquear el chorro. (a) Antes de emular una tos / estornudo, (b) 0.5 s después del inicio de la tos emulada, (c) después de 0.83 sy (d) después de 3.13 s.