Se as diretrizes dos Centros de Controle e Prevenção de Doenças (CDC) dos Estados Unidos não são suficientes para convencê-lo de que os protetores faciais por si só não devem ser usados ​​para impedir a disseminação de COVID-19, então talvez um novo estudo de visualização funcione.

Para aumentar a conscientização pública sobre a eficácia dos protetores faciais isoladamente, bem como das máscaras faciais com válvulas expiratórias, pesquisadores da Faculdade de Engenharia e Ciência da Computação da Florida Atlantic University usaram visualizações qualitativas para testar o desempenho de protetores faciais e máscaras com válvulas para impedir a propagação de gotículas do tamanho de um aerossol. O uso público generalizado dessas alternativas às máscaras regulares pode ter um efeito adverso nos esforços de mitigação.

Para o estudo, acabei de publicar no jornal Física dos Fluidos , os pesquisadores empregaram a visualização do fluxo em um 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. Ao colocar uma proteção facial de plástico e uma máscara facial de classificação N95 com uma válvula, eles foram capazes de mapear os caminhos das gotas e demonstrar seu desempenho.

Os resultados do estudo mostram que, embora as proteções faciais bloqueiem o movimento inicial do jato, as gotículas expelidas se movem ao redor do visor com relativa facilidade e se espalham por uma grande área dependendo de distúrbios ambientais leves. As visualizações da máscara facial equipada com uma porta de expiração indicam que um grande número de gotas passam pela válvula de expiração sem filtrar, o que reduz significativamente sua eficácia como meio de controle de origem.

"A partir deste último estudo, pudemos observar que os protetores faciais são capazes de bloquear o movimento inicial do jato exalado, Contudo, as gotas aerossolizadas expelidas com o jato são capazes de se mover ao redor do visor com relativa facilidade, "disse Manhar Dhanak, Ph.D., chefe de departamento, professor, e diretor da SeaTech, que foi coautor do artigo com Siddhartha Verma, Ph.D., autor principal e professor assistente; e John Frankenfeld, um profissional técnico, tudo dentro do Departamento de Engenharia Oceânica e Mecânica da FAU. "Hora extra, essas gotículas podem se dispersar em uma ampla área nas direções lateral e longitudinal, embora com diminuição da concentração de gotículas. "

Para demonstrar o desempenho do protetor facial, os pesquisadores usaram uma folha de laser horizontal, além de uma folha de laser vertical, revelando como as gotas cruzam o plano horizontal. Não só os pesquisadores observaram a propagação das gotículas, eles descobriram que as gotículas também se espalham na direção reversa. Notavelmente, protetores faciais impedem o movimento para frente das gotículas exaladas até certo ponto, e as máscaras com válvulas o fazem em grau ainda menor. Contudo, uma vez liberado no meio ambiente, as gotículas do tamanho de um aerossol se dispersam amplamente, dependendo das perturbações do ambiente leve.

Como a máscara facial com classificação N-95 usada neste estudo, outros tipos de máscaras, como certas máscaras à base de tecido que estão disponíveis comercialmente, também vêm equipadas com uma ou duas portas de exalação, localizado em cada lado da máscara. A máscara facial classificada como N95 com válvula de exalação usada neste estudo tinha uma pequena quantidade de gotículas exaladas que escaparam da lacuna entre o topo da máscara e a ponte do nariz. Além disso, a porta de exalação reduziu significativamente a eficácia da máscara como meio de controle da fonte, como um grande número de gotas passou pela válvula sem filtro e sem obstáculos.

"Há uma tendência crescente de pessoas substituindo roupas normais ou máscaras cirúrgicas por protetores faciais de plástico transparente, bem como máscaras equipadas com válvulas de expiração, "disse Verma." Um fator determinante para essa adoção aumentada é o melhor conforto em comparação com as máscaras normais. Contudo, as proteções faciais têm lacunas perceptíveis na parte inferior e nas laterais, e as máscaras com portas de expiração incluem uma válvula unidirecional que restringe o fluxo de ar ao inspirar, mas permite a saída de ar livre. O ar inalado é filtrado através do material da máscara, mas o ar exalado passa pela válvula sem ser filtrado. "

Os pesquisadores dizem que a principal conclusão deste último estudo ilustra que protetores faciais e máscaras com válvulas expiratórias podem não ser tão eficazes quanto as máscaras normais para restringir a propagação de gotículas aerossolizadas. Apesar do maior conforto que essas alternativas oferecem, eles dizem que pode ser preferível usar bem construído, pano de alta qualidade ou máscaras cirúrgicas de design simples, em vez de protetores faciais e máscaras equipadas com válvulas de exalação. Adoção pública generalizada das alternativas, em vez de máscaras regulares, poderia ter um efeito adverso sobre os esforços de mitigação em andamento contra COVID-19.

"A pesquisa realizada pelos professores Dhanak e Verma sobre a importância de coberturas faciais adequadas para impedir a disseminação do COVID-19 literalmente iluminou o mundo, "disse Stella Batalama, Ph.D., Reitor da Faculdade de Engenharia e Ciência da Computação da FAU. "Embora a ampla aceitação em relação à necessidade de coberturas faciais tenha aumentado continuamente, há uma tendência crescente de pessoas que estão substituindo o pano comum ou máscaras cirúrgicas por protetores faciais de plástico transparente, e com máscaras equipadas com válvulas de exalação. Esta última pesquisa fornece evidências importantes para apoiar ainda mais as diretrizes do CDC e informar o público para fazer melhores seleções em sua escolha de coberturas faciais para seu benefício e para a segurança pública. "