Los estudios indican que las máscaras caseras ayudan a combatir la propagación de virus como COVID-19 cuando se combinan con el lavado de manos frecuente y el distanciamiento físico. Muchos de estos estudios se centran en la transferencia de pequeñas partículas de aerosol; sin embargo, los investigadores dicen que hablar, toser yLos estornudos generan gotas más grandes que transportan partículas de virus. Debido a esto, el ingeniero mecánico Taher Saif dijo que el conocimiento establecido puede no ser suficiente para determinar la efectividad de algunos tejidos utilizados en máscaras caseras.
Saif, profesor de ingeniería y ciencias mecánicas en la Universidad de Illinois, Urbana-Champaign, dirigió un estudio que examinó la efectividad de las telas domésticas comunes para bloquear las gotas. Los hallazgos se publican en la revista Letras de mecánica extrema .
Las partículas de aerosol generalmente se clasifican en menos de 5 micrómetros y se encuentran en el rango de cientos de nanómetros. Sin embargo, las gotas más grandes, de hasta aproximadamente 1 milímetro de diámetro, también pueden ser expulsadas cuando una persona habla, tose o estornuda.Estas gotas más grandes plantean un problema porque, con suficiente impulso, pueden pasar a través de los poros de algunas telas, romperse en gotas más pequeñas y ser transportadas por el aire.
Sin embargo, para que una persona se sienta obligada a usar una máscara, debe ser cómoda y transpirable, dijeron los investigadores.
"Una máscara hecha con un tejido de baja transpirabilidad no solo es incómoda, sino que también puede provocar fugas, ya que el aire exhalado se expulsa alrededor de los contornos de la cara, anulando el propósito de la máscara y proporcionando una falsa sensación de protección", Dijo Saif." Nuestro objetivo es mostrar que muchas telas comunes aprovechan el equilibrio entre la transpirabilidad y la eficiencia de bloquear las gotas, grandes y pequeñas ".
El equipo probó la transpirabilidad y la capacidad de bloquear las gotas de 11 telas domésticas comunes, utilizando una máscara médica como punto de referencia. Las telas seleccionadas iban desde prendas nuevas y usadas, telas acolchadas, sábanas y paños de cocina. Luego, los investigadores caracterizaron las telasen términos de su construcción, contenido de fibra, peso, número de hilos, porosidad y tasa de absorción de agua.
"Probar la transpirabilidad de estas telas fue la parte fácil", dijo Saif. "Simplemente medimos la tasa de flujo de aire a través de la tela. Probar la capacidad de bloqueo de gotas es un poco más complicado".
En el laboratorio, los investigadores llenan la boquilla de un inhalador con agua destilada sembrada con partículas fluorescentes de 100 nanómetros de diámetro fáciles de encontrar, que resultan ser del tamaño de una nueva partícula de coronavirus. Cuando se inhala, el inhalador fuerzael agua a través de la boquilla y genera gotitas de alto impulso que se acumulan en un plato de plástico colocado frente al inhalador. Para probar las telas, los investigadores repiten este proceso con los diversos materiales colocados sobre los platos de recolección.
"Contamos la cantidad de nanopartículas que aterrizan en el plato usando un microscopio confocal de alta resolución. Luego podemos usar la proporción de la cantidad recolectada con y sin la tela para darnos una medida de la eficiencia de bloqueo de gotas", dijo Saif.
El equipo también midió la velocidad y el tamaño de las partículas expulsadas del inhalador mediante un video de alta velocidad.
Sus análisis revelaron que las gotas salen del inhalador a unos 17 metros por segundo. Las gotas que se liberan al hablar, toser y estornudar tienen velocidades dentro del rango de 10 a 40 metros por segundo, dijeron los investigadores.
En términos de tamaño, el video de alta velocidad detectó gotas con diámetros en el rango de 0,1 a 1 milímetro, coincidiendo con el de las gotas de mayor tamaño liberadas al hablar, toser y estornudar.
"Encontramos que todas las telas probadas son considerablemente efectivas para bloquear las partículas de 100 nanómetros transportadas por gotitas de alta velocidad similares a las que pueden liberarse al hablar, toser y estornudar, incluso como una sola capa", dijo Saif."Con dos o tres capas, incluso las telas más permeables, como la tela de las camisetas, logran una eficiencia de bloqueo de gotas similar a la de una mascarilla médica, mientras mantienen una transpirabilidad comparable o mejor.
"Nuestra plataforma experimental ofrece una forma de probar las telas para determinar su eficacia de bloqueo frente a las gotitas pequeñas, y ahora más grandes, que son liberadas por eventos respiratorios humanos".
Los estudiantes de ingeniería de la U de I. Onur Aydin, Bashar Emon, Shyuan Cheng, Liu Hong y Leonardo P. Chamorro participaron en este estudio. Saif también está afiliado a bioingeniería, el Laboratorio de Micro y Nanotecnología de Holonyak, el Instituto Beckman de Ciencias Avanzadasand Technology, el Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica y la Facultad de Medicina Carle Illinois en Illinois.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Oficina de noticias . Original escrito por Lois Yoksoulian. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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