Atualmente, não há diretrizes específicas sobre os materiais e designs mais eficazes para máscaras faciais para minimizar a propagação de gotículas de tosses ou espirros para mitigar a transmissão de COVID-19. Embora tenha havido estudos anteriores sobre o desempenho das máscaras de grau médico, os dados sobre coberturas à base de tecido usados ​​pela grande maioria do público em geral são escassos.

Pesquisa da Faculdade de Engenharia e Ciência da Computação da Florida Atlantic University, acabei de publicar no jornal Física dos Fluidos , demonstra através da visualização de tosses e espirros emulados, um método para avaliar a eficácia das máscaras faciais na obstrução de gotículas. A justificativa por trás da recomendação do uso de máscaras ou outras coberturas faciais é reduzir o risco de infecção cruzada por meio da transmissão de gotículas respiratórias de indivíduos infectados para indivíduos saudáveis.

Os pesquisadores empregaram a visualização do fluxo em um ambiente de laboratório usando uma lâmina de luz laser e uma mistura de água destilada e glicerina para gerar a névoa sintética que compõe o conteúdo de um jato de tosse. Eles visualizaram gotículas expelidas da boca de um manequim enquanto simulavam tosse e espirro. Eles testaram máscaras que estão prontamente disponíveis para o público em geral, que não evitam o suprimento de máscaras de grau médico e respiradores para profissionais de saúde. Eles testaram uma cobertura em estilo bandana de camada única, uma máscara feita em casa que foi costurada com duas camadas de tecido acolchoado de algodão com 70 fios por polegada, e uma máscara em forma de cone não estéril que está disponível na maioria das farmácias. Ao colocar essas várias máscaras no manequim, eles foram capazes de mapear os caminhos das gotículas e demonstrar como eles atuam de forma diferente.

Os resultados mostraram que máscaras frouxamente dobradas e coberturas tipo bandana fornecem capacidade mínima de parada para as menores gotículas respiratórias aerossolizadas. Máscaras caseiras bem ajustadas com várias camadas de tecido acolchoado, e máscaras de estilo cone disponíveis no mercado, provou ser o mais eficaz na redução da dispersão de gotículas. Essas máscaras foram capazes de reduzir significativamente a velocidade e o alcance dos jatos respiratórios, embora com algum vazamento através do material da máscara e de pequenas lacunas ao longo das bordas.

Mais importante, tosses emuladas descobertas foram capazes de viajar visivelmente mais longe do que a diretriz de distanciamento de 1,8 m atualmente recomendada. Sem máscara, as gotas viajaram mais de 8 pés; com uma bandana, eles viajaram 3 pés, 7 polegadas; com um lenço de algodão dobrado, eles viajaram 1 pé, 3 polegadas; com a máscara de algodão acolchoada costurada, eles viajaram 2,5 polegadas; e com a máscara em forma de cone, as gotas viajaram cerca de 8 polegadas.

"Além de fornecer uma indicação inicial da eficácia dos equipamentos de proteção, os recursos visuais usados ​​em nosso estudo podem ajudar a transmitir ao público em geral a lógica por trás das diretrizes e recomendações de distanciamento social para o uso de máscaras, "disse Siddhartha Verma, Ph.D., autor principal e professor assistente que foi coautor do artigo com Manhar Dhanak, Ph.D., chefe de departamento, professor, e diretor da SeaTech; e John Frakenfeld, técnico paraprofissional, tudo dentro do Departamento de Engenharia Oceânica e Mecânica da FAU. "Promover a conscientização sobre medidas preventivas eficazes é crucial neste momento, pois estamos observando picos significativos de casos de infecções por COVID-19 em muitos estados, especialmente na Flórida. "

Quando o manequim não estava equipado com uma máscara, eles projetaram gotas muito mais longe do que as diretrizes de distância de 6 pés atualmente recomendadas pelos Centros de Controle e Prevenção de Doenças dos Estados Unidos. Os pesquisadores observaram gotículas viajando até 3,6 metros em aproximadamente 50 segundos. Além disso, as gotas do traçador permaneceram suspensas no ar por até três minutos no ambiente quiescente. Essas observações, em combinação com outros estudos recentes, sugerem que as diretrizes atuais de distanciamento social podem precisar ser atualizadas para levar em conta a transmissão de patógenos baseada em aerossol.

"Descobrimos que, embora os jatos turbulentos desobstruídos tenham viajado até 3,6 metros, a grande maioria das gotas ejetadas caiu no chão neste ponto, "disse Dhanak." Mais importante, o número e a concentração das gotas diminuirão com o aumento da distância, que é a razão fundamental por trás do distanciamento social. "

O patógeno responsável pelo COVID-19 é encontrado principalmente nas gotículas respiratórias que são expelidas por indivíduos infectados durante a tosse, espirros, ou mesmo falando e respirando. Além do COVID-19, gotículas respiratórias também são o principal meio de transmissão de várias outras doenças virais e bacterianas, como o resfriado comum, gripe, tuberculose, SARS (Síndrome Respiratória Aguda Grave), e MERS (Síndrome Respiratória do Oriente Médio), para nomear alguns. Esses patógenos são envolvidos por gotículas respiratórias, que pode pousar em indivíduos saudáveis ​​e resultar em transmissão direta, ou em objetos inanimados, que pode levar à infecção quando um indivíduo saudável entra em contato com eles.

"Nossos pesquisadores demonstraram como as máscaras são capazes de reduzir significativamente a velocidade e o alcance das gotículas e jatos respiratórios. Além disso, eles descobriram como a tosse emulada pode viajar visivelmente mais longe do que a diretriz de distância de 1,8 m atualmente recomendada, "disse Stella Batalama, Ph.D., Reitor da Faculdade de Engenharia e Ciência da Computação da FAU. "A pesquisa deles descreve o procedimento para configurar experimentos de visualização simples usando materiais facilmente disponíveis, o que pode ajudar os profissionais de saúde, pesquisadores médicos, e os fabricantes na avaliação da eficácia das máscaras faciais e outros equipamentos de proteção individual qualitativamente. "