Gli studi indicano che le mascherine fatte in casa aiutano a combattere la diffusione COVID-19 se combinate con il frequente lavaggio delle mani e l’allontanamento fisico.
Molti di questi studi si concentrano sul trasferimento di minuscole particelle di aerosol; tuttavia, i ricercatori dicono che parlare, tossire e starnutire genera goccioline più grandi che trasportano particelle virali. Per questo motivo, l’ingegnere meccanico Taher Saif ha affermato che le conoscenenze consolidate potrebbero non essere sufficienti per determinare l’efficacia di alcuni tessuti utilizzati nelle mascherine fatte in casa.
Saif, Professore di scienze meccaniche e ingegneria presso l’Università dell’Illinois, Urbana-Champaign, ha condotto uno studio che ha esaminato l’efficacia dei comuni tessuti domestici nel bloccare le goccioline.
I risultati dello studio sono pubblicati sulla rivista Extreme Mechanics Letters.
Le particelle di aerosol sono generalmente classificate come inferiori a 5 micrometri e si trovano nell’intervallo di centinaia di nanometri. Tuttavia, goccioline più grandi, fino a circa 1 millimetro di diametro, possono essere espulse anche quando un individuo parla, tossisce o starnutisce. Queste goccioline più grandi rappresentano un problema perché, con sufficiente quantità di moto, possono spremere attraverso i pori di alcuni tessuti, rompersi in goccioline più piccole e disperdersi nell’aria.
“Tuttavia, affinché un individuo si senta obbligato a indossare una maschera, questa deve essere confortevole e traspirante”, hanno detto i ricercatori.
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“Una maschera realizzata con un tessuto a bassa traspirabilità non è solo scomoda, ma può anche provocare perdite poiché l’aria espirata viene espulsa attorno ai contorni del viso, vanificando lo scopo della maschera e fornendo un falso senso di protezione”, ha detto Saif. “Il nostro obiettivo è dimostrare che molti tessuti comuni sfruttano il compromesso tra traspirabilità ed efficienza del blocco delle goccioline, grandi e piccole“.
Il team ha testato la traspirabilità e la capacità di blocco delle goccioline di 11 tessuti domestici comuni, utilizzando una maschera medica come punto di riferimento. I tessuti selezionati andavano da capi nuovi e usati, tessuti trapuntati, lenzuola e materiale per strofinacci. I ricercatori hanno quindi caratterizzato i tessuti in termini di costruzione, contenuto di fibre, peso, numero di fili, porosità e tasso di assorbimento dell’acqua.
“Testare la traspirabilità di questi tessuti è stata la parte facile”, ha detto Saif. “Abbiamo semplicemente misurato la velocità del flusso d’aria attraverso il tessuto. Testare la capacità di bloccare le gocce è un po’ più complicato”.
In laboratorio, i ricercatori riempiono l’ugello di un inalatore con acqua distillata seminata con particelle fluorescenti di 100 nanometri di diametro facili da trovare, che sembrano avere le dimensioni della nuova particella di coronavirus. Quando viene gonfiato, l’inalatore forza l’acqua attraverso l’ugello e genera goccioline che si raccolgono su un piatto di plastica posto davanti all’inalatore. Per testare i tessuti, i ricercatori ripetono questo processo con i vari materiali posti sui piatti di raccolta.
“Contiamo il numero di nanoparticelle che atterrano sul piatto utilizzando un microscopio confocale ad alta risoluzione. Possiamo quindi utilizzare il rapporto del numero raccolto con e senza il tessuto per darci una misura dell’efficienza di blocco delle goccioline”, ha detto Saif.
Il team ha anche misurato la velocità e le dimensioni delle particelle espulse dall’inalatore utilizzando video ad alta velocità.
Le loro analisi hanno rivelato che le goccioline lasciano l’inalatore a circa 17 metri al secondo. “Le goccioline rilasciate parlando, tossendo e starnutendo hanno velocità comprese tra 10 e 40 metri al secondo“, hanno detto i ricercatori.
In termini di dimensioni, il video ad alta velocità ha rilevato goccioline con diametri compresi tra 0,1 e 1 millimetro, corrispondenti a quelli delle goccioline di dimensioni maggiori rilasciate parlando, tossendo e starnutendo.
“Abbiamo scoperto che tutti i tessuti testati sono notevolmente efficaci nel bloccare le particelle di 100 nanometri trasportate da goccioline ad alta velocità simili a quelle che possono essere rilasciate parlando, tossendo e starnutendo, anche come un unico strato“, ha detto Saif. “Con due o tre strati, anche i tessuti più permeabili, come il tessuto per magliette, raggiungono un’efficienza di blocco delle gocce simile a quella di una maschera medica, pur mantenendo una traspirabilità paragonabile o migliore. La nostra piattaforma sperimentale offre un modo per testare i tessuti per la loro efficienza di blocco contro le goccioline piccole e ora più grandi che vengono rilasciate da eventi respiratori umani”.
