(COVID 19-Immagine Credit Public Domain).
Se hai intenzione di acquistare una maschera per il viso per proteggere te stesso e gli altri da COVID-19, assicurati che sia una maschera a tre strati. Potresti aver già sentito questa raccomandazione, ma i ricercatori hanno ora trovato un motivo in più per cui le maschere a tre strati sono più sicure delle alternative a uno o due strati.
Sebbene questo consiglio fosse originariamente basato su studi che mostravano che tre strati impedivano a piccole particelle di passare attraverso i pori della maschera, i ricercatori hanno ora dimostrato che le maschere chirurgiche a tre strati sono anche più efficaci per fermare le goccioline di grandi dimensioni da una tosse o da uno starnuto che si atomizzano in goccioline di dimensioni più piccole. Queste goccioline per la tosse di grandi dimensioni possono penetrare attraverso le maschere a singolo e doppio strato e atomizzare in goccioline molto più piccole, il che è particolarmente cruciale poiché queste goccioline più piccole (spesso chiamate aerosol) sono in grado di rimanere nell’aria per periodi di tempo più lunghi. I ricercatori hanno studiato maschere chirurgiche con uno, due e tre strati per dimostrare questo comportamento.
I ricercatori hanno riportato i loro risultati su Science Advances il 5 marzo.
Il team osserva che le maschere a singolo e doppio strato forniscono protezione nel bloccare parte del volume del liquido della gocciolina originale e sono significativamente migliori rispetto a non indossare alcuna maschera. Sperano che i loro risultati sulla dimensione ideale dei pori della maschera, lo spessore del materiale e la stratificazione, possano essere utilizzati dai produttori per produrre modelli di maschere più efficaci.
Utilizzando un generatore di goccioline e una telecamera time-lapse ad alta velocità, il team di ingegneri dell’Università della California di San Diego, dell’Indian Institute of Science e dell’Università di Toronto ha scoperto che, controintuitivamente, grandi goccioline respiratorie contenenti particelle che emulano virus (PEV) in realtà vengono atomizzati quando colpiscono una maschera a strato singolo e molti di questi VEP passano attraverso quello strato, come una goccia d’acqua che si rompe in goccioline più piccole mentre viene spremuta attraverso un setaccio. Per una gocciolina da 620 micron, la dimensione di una grossa gocciolina provocata da un colpo di tosse o da uno starnuto, una maschera chirurgica monostrato limita solo circa il 30 percento del volume della gocciolina; una maschera a doppio strato ha prestazioni migliori, limitando circa il 91 percento del volume delle goccioline; mentre una maschera a tre strati ha un’espulsione di goccioline trascurabile, quasi nulla.
“Mentre ci si aspetta che le particelle solide di grandi dimensioni nell’intervallo 500-600 micron debbano essere fermate da una maschera a strato singolo con una dimensione media dei pori di 30 micron, stiamo dimostrando che questo non è il caso delle goccioline di liquido”, ha detto Abhishek Saha, Professore di ingegneria meccanica e aerospaziale alla UC San Diego e coautore dell’articolo. “Se queste goccioline respiratorie più grandi hanno velocità sufficiente, cosa che accade per tosse o starnuti, quando atterrano su un singolo strato di questo materiale vengono disperse e schiacciate attraverso i pori più piccoli della maschera”.
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Questo è un problema. I modelli di fisica delle goccioline hanno dimostrato che mentre si prevede che queste goccioline di grandi dimensioni cadano a terra molto rapidamente a causa della gravità, queste goccioline ora più piccole, di dimensioni di 50-80 micron che attraversano il primo e il secondo strato di una maschera rimarranno nell’aria, dove possono diffondersi a persone a distanze maggiori.
Il team di ingegneri – che comprende anche i Professori Swetaprovo Chaudhuri dell’Università di Toronto e Saptarshi Basu dell’Indian Institute of Science – erano esperti in questo tipo di esperimenti e analisi, sebbene fossero abituati a studiare l’aerodinamica e la fisica delle goccioline per applicazioni che includono sistemi di propulsione, combustione o spray termici. Hanno rivolto la loro attenzione alla fisica delle goccioline respiratorie l’anno scorso quando è scoppiata la pandemia COVID-19 e da allora hanno studiato il trasporto di queste goccioline respiratorie e il loro ruolo nella trasmissione delle malattie di tipo COVID-19.
“Facciamo molti esperimenti sull’impatto delle goccioline nei nostri laboratori”, ha detto Saha. “Per questo studio, è stato utilizzato un generatore speciale per produrre una gocciolina in movimento relativamente veloce. La gocciolina è stata quindi lasciata atterrare su un pezzo di materiale della maschera, che potrebbe essere un singolo strato, doppio o triplo strato, a seconda di quale stiamo testando. Allo stesso tempo, utilizziamo una telecamera ad alta velocità per vedere cosa succede alla gocciolina”.
Usando il generatore di goccioline, i ricercatori sono stati in grado di alterare le dimensioni e la velocità della goccia per vedere come ciò influisce sul flusso della particella.
In futuro, il team intende studiare il ruolo dei diversi materiali per le maschere, nonché l’effetto delle maschere umide o bagnate, sull’attrito delle particelle.
Fonte:Science Advances
