Depois de estudar a eficácia de várias camadas de máscaras para impedir que gotículas respiratórias escapem das máscaras faciais, uma equipe de pesquisadores internacionais voltou sua atenção para modelar o que acontece com gotículas quando entram em contato com máscaras molhadas. Seus resultados mostram que as máscaras úmidas ainda são eficazes para impedir que essas gotículas escapem da máscara e sejam atomizadas em partículas aerossolizadas menores e mais fáceis de espalhar.
Este estudo investigou apenas os efeitos de máscaras úmidas na penetração de gotículas; os pesquisadores observam que as pessoas devem seguir as orientações de saúde pública para trocar a máscara se estiver molhada, pois as máscaras molhadas são mais difíceis de respirar, menos eficientes na filtragem do ar inalado e podem ventilar mais ao redor da borda da máscara do que as máscaras secas.

"Embora a eficácia de várias máscaras faciais secas tenha sido explorada, falta uma investigação abrangente de máscaras úmidas. No entanto, os usuários usam máscaras por longos períodos de tempo e, durante esse período, a matriz da máscara fica úmida devido a gotículas respiratórias liberadas pela respiração, tossir, espirrar, etc", escreveu a equipe de engenheiros da Universidade da Califórnia em San Diego, do Instituto Indiano de Ciências e da Universidade de Toronto. Os pesquisadores apresentaram suas descobertas em 21 de novembro na 74ª Reunião Anual da American Physical Society da APS Division of Fluid Dynamics. O mesmo artigo será publicado em Físicos de Revisão em 7 de dezembro

Eles descobriram que, talvez contra-intuitivamente, as máscaras úmidas na verdade tornam mais difícil para essas gotículas respiratórias penetrarem e escaparem da máscara, fragmentando-se em partículas menores e aerossolizadas; A pesquisa mostrou que essas partículas menores são mais propensas a espalhar o vírus SARS-CoV-2, permanecendo no ar por mais tempo do que as gotículas maiores que caem no chão. Ao modelar a física por trás de por que isso acontece, eles descobriram que dois mecanismos muito diferentes estão presentes para máscaras hidrofóbicas, como máscaras cirúrgicas comuns, versus máscaras hidrofílicas, como as variedades de pano.

Para estudar exatamente como a umidade afeta a penetração das gotículas, os pesquisadores geraram gotículas respiratórias simuladas usando uma bomba de seringa, que empurrou lentamente o líquido através de uma agulha e em um dos três tipos de materiais de máscara:uma máscara cirúrgica e duas máscaras de tecido de diferentes espessuras. Os pesquisadores registraram o que aconteceu quando as gotículas atingiram a máscara usando uma câmera de alta velocidade capturando o impacto a 4.000 quadros por segundo e continuaram a estudá-lo à medida que a máscara ficava úmida.

Eles descobriram que as gotículas de uma tosse ou espirro precisam estar viajando a uma velocidade mais alta para serem empurradas através de uma máscara quando molhada, em comparação com quando está seca. Nas máscaras hidrofóbicas de baixa absortividade, como as cirúrgicas, as gotículas respiratórias formam pequenos grânulos na superfície da máscara, proporcionando resistência adicional às gotículas impactadas contra uma possível penetração.

As máscaras de tecido hidrófilo não apresentam esta miçanga; em vez disso, o pano absorve o líquido, com a área molhada se espalhando à medida que a máscara absorve mais volume. A matriz porosa dessas máscaras de tecido fica cheia de líquido e, portanto, as gotículas são obrigadas a deslocar um volume maior de líquido para penetrar na máscara. Devido a esta resistência adicional, a penetração é mais fraca.

"Em resumo, mostramos que as máscaras úmidas são capazes de restringir as gotículas respiratórias balísticas melhor do que as máscaras secas", disse Sombuddha Bagchi, primeiro autor do artigo e Ph.D em engenharia mecânica. estudante da Jacobs School of Engineering da UC San Diego.

“No entanto, também precisamos prestar atenção ao vazamento lateral e à respirabilidade das máscaras úmidas, que não foram investigados em nosso estudo”, acrescentou Abhishek Saha, coautor e professor de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da UC San Diego.

A equipe de engenheiros – que também inclui os professores Swetaprovo Chaudhuri, da Universidade de Toronto, e Saptarshi Basu, do Instituto Indiano de Ciências – eram bem versados ​​nesse tipo de experimento e análise, embora estivessem acostumados a estudar aerodinâmica e física de gotículas. para aplicações incluindo sistemas de propulsão, combustão ou sprays térmicos. Eles voltaram sua atenção para a física das gotículas respiratórias no ano passado, quando a pandemia do COVID-19 começou e, desde então, estudam o transporte dessas gotículas respiratórias e seus papéis na transmissão de doenças do tipo COVID-19.

Em março de 2021, essa mesma equipe publicou um artigo na revista Science Advances detalhando a eficácia de máscaras secas de uma, duas e três camadas para impedir que gotículas respiratórias penetrem na máscara. Usando uma metodologia semelhante a este experimento de máscara úmida, eles mostraram que as máscaras cirúrgicas de três camadas são mais eficazes para impedir que grandes gotículas de tosse ou espirro sejam atomizadas em gotículas menores. Essas grandes gotículas de tosse podem penetrar através das máscaras de camada única e dupla e atomizar em gotículas muito menores, o que é particularmente crucial, pois essas gotículas de aerossol menores são capazes de permanecer no ar por longos períodos de tempo.