Por: Víctor Márquez Alvarez
Hace solo unos meses mirábamos a algunos turistas asiáticos usando nasobucos en las calles de nuestro país con una mezcla de curiosidad y asombro. ¿No estarán exagerando un poco? ‒nos preguntábamos para nuestros adentros. ¿Quién nos hubiera dicho en aquel momento que, poco tiempo después, todos los cubanos estaríamos obligados a utilizar la mencionada prenda en espacios públicos? De hecho, su uso obligatorio fue decretado por el gobierno cubano como temprana respuesta al aumento de casos de COVID-19, siguiendo los pasos de otros países en la lucha contra la enfermedad.
Desde entonces, nuestros medios han desatado una gran campaña de comunicación para instruir a nuestro pueblo acerca del uso del nasobuco o mascarilla (en este escrito estos dos términos se utilizarán indistintamente). A pesar de ello, creemos que vale la pena discutir algunos elementos sobre el funcionamiento, la confección y el uso de esta prenda protectora, desde el punto de vista de la Física. En aras de la brevedad, lo haremos proponiendo tres preguntas claves, con sus respuestas.
¿Cómo un nasobuco logra filtrar el aire?
La estructura microscópica de los nasobucos depende de si el material con el que están hechos es o no de tela. En caso de que lo sea, poseerá una estructura más o menos periódica de fibras enlazadas y espacios entre ellas. En caso contrario, las fibras que lo componen estarán dispuestas de una forma irregular, de forma parecida al algodón que compramos en bolsas para procedimientos médicos.
Figura 1. Esquemas de los rangos de partículas existentes en el aire que respiramos, de acuerdo con su tamaño y los métodos de filtrado que sobre ellas actúan. a) Método de impacto inercial con el que se filtran las partículas de diámetros mayores a 1 micrómetro. b) Movimiento browniano descrito por las partículas con diámetros menores a 0,1 micrómetros e ilustración del método difusivo. c) Esbozo de cómo las partículas del rango intermedio de tamaños viajan con las corrientes de aire. En este caso se muestra la trayectoria de la partícula cuando logra atravesar completamente la mascarilla.
Cuando una partícula penetra en el nasobuco y entra en contacto con una de las fibras, el hecho de que se quede pegada a ella no depende tanto del material de la mascarilla como del tamaño de la partícula. Esto es así porque las partículas con diámetros menores o cercanos a 1 micrómetro tienen muy poca masa y un enlace llamado de van der Waals, siempre presente pero usualmente débil, es suficiente para mantenerlas adheridas a ellas. Por tanto, la eficiencia de filtrado del material dependerá de su capacidad de hacer chocar las partículas que lo atraviesen contra sus fibras. En general, un nasobuco consigue esto utilizando diferentes mecanismos. La aplicación de uno u otro depende del tamaño de la partícula que lo esté atravesando.
En el primer rango de tamaños de partículas tenemos aquellas que poseen un diámetro mayor que 1 micrómetro aproximadamente. Para que se tenga una idea de cuán pequeña es esta longitud, el cuerpo de una bacteria E. coli posee como promedio un diámetro cercano a los 2 micrómetros. Debido a su masa, que es una medida de su inercia, las gotas de líquido en este rango de tamaños son incapaces de seguir a las corrientes de aire en las que se encuentran sumergidas. Esto hace que al penetrar en el nasobuco no sean capaces de bordear sus fibras y terminen impactando contra ellas, como se muestra en la Figura 1a). Este método de filtrado se conoce como impacto inercial.
En el otro extremo tenemos a las partículas con un diámetro menor que 0,1 micrómetros aproximadamente. Estas partículas son solo 100 veces más grandes que las moléculas que componen el aire, lo que hace que su movimiento esté regido por un fenómeno llamado movimiento browniano. Las moléculas del aire todo el tiempo están impactando contra la partícula, pero en cada momento lo hacen desde diferentes direcciones. De esto resulta que la partícula describa un movimiento irregular y zigzagueante como el que se muestra en la Figura 1b). Dado que su movimiento es aleatorio, si el material que compone el nasobuco está compuesto por un gran número de fibras dispersas, las partículas de seguro terminarán impactando contra una de ellas. Este mecanismo es conocido como método difusivo.
Por último, las partículas que se encuentran entre estos dos rangos de tamaño son capaces de viajar con las corrientes de aire, como se muestra en la Figura 1c), siendo las más difíciles de atrapar. Para aumentar la probabilidad de hacerlo, las fibras que componen el material deben estar lo más dispersas posible y el grosor de la mascarilla también debe ser significativo (sin que esto atente contra la posibilidad de respirar) para que sea mayor el número de obstáculos que estas partículas tienen que sortear antes de lograr atravesar totalmente la mascarilla. Este mecanismo es conocido como método de interceptación.
Existe un cuarto mecanismo, llamado electrostático, que solo es utilizado por las mascarillas respiratorias, dentro de las que se encuentran las N95 norteamericanas y las FFF2 europeas. Este consiste en cargar eléctricamente las fibras del nasobuco durante su fabricación, los que les permite atraer a las partículas cuando estas pasan cerca de ellas.
Debemos destacar que para que estos mecanismos sean efectivos todo el aire que aspiremos debe pasar a través de la mascarilla. En caso contrario, las partículas con diámetros menores que 1 micrómetro podrían introducirse a través de las aberturas entre el nasobuco y la cara y pasar a nuestro sistema respiratorio.
Sin embargo, según la información disponible durante la redacción de este trabajo, eso no sería un problema en la pandemia actual. La OMS aún no reconoce la transmisión del SARS-CoV-2 mediante gotas de este
tamaño, excepto en las salas hospitalarias donde se atienden pacientes
de COVID-19 y se realizan procedimientos generadores de aerosoles (PGA),
tales como la intubación traqueal y la reanimación cardiopulmonar,
entre otros.
¿Es cierto que usando el nasobuco protejo más a los demás que lo que me protejo yo mismo?
Sí. Existe la idea de que los nasobucos son mejores evitando que una persona enferma propague la enfermedad que protegiendo a una persona sana de ser infectada. Sin embargo, hasta el momento no existe ninguna investigación que demuestre esto de forma directa. En tal sentido, un grupo de investigadores de la Facultad de Física de la Universidad de La Habana se encuentran realizando un estudio que confirma cuantitativamente este paradigma, además de brindar un modelo teórico que explica por qué sucede.
¿Qué debo tener en cuenta a la hora de confeccionar un nasobuco?
Aún no existe un método científicamente validado que permita medir la eficiencia de filtrado de un material ante gotas de diámetros mayores que 1 micrómetro. En este sentido, uno de los resultados del mencionado estudio realizado en la Facultad de Física de la Universidad de La Habana es la propuesta de un método con este fin.
En cambio, varios estudios han reportado valores para la capacidad de filtrado de materiales comúnmente utilizados en la confección de nasobucos caseros para partículas menores a 1 micrómetro.
Basados en tales resultados hacemos las siguientes recomendaciones:
– Para la confección de nasobucos caseros utilice preferiblemente tela de algodón tejido o de punto, tanto mezclado como al 100% (podemos encontrarla en pullovers y camisetas), así como tela de fundas de almohada y de edredones. Escoja telas que sean lavables.
– No se recomienda el uso de seda, gasa, nailon, telas bordadas o pañuelos. Tampoco de materiales elásticos, ya que al colocarse sobre la cara se estiran y aumenta el tamaño de los poros.
– En general, una tela tendrá mejor capacidad de bloqueo si no es tejida, a medida que es más gruesa y sus fibras son más finas.
– Si posee varias telas y no sabe por cuál decidirse, realice un test de luz: extienda la tela y colóquela frente a una fuente de luz intensa. La tela que menos luz deje pasar será la más indicada para confeccionar el nasobuco.
– Si posee dos telas para las que se obtiene resultados parecidos en el test de luz, puede combinarlas para confeccionar el nasobuco. En los estudios se ha comprobado que en la mayoría de los casos la combinación de telas, para las que se obtienen buenos resultados por sí solas, aumenta la protección de la mascarilla.
– En el caso anterior, si una de las telas es hidrófoba (repele el agua y sustancias acuosas), como por ejemplo el poliéster, y la otra es hidrófila (las absorbe), ejemplo el algodón, es recomendable colocar la primera en la capa externa y la segunda en el resto de las capas del nasobuco.
– La mascarilla debe estar conformada por al menos 3 capas de tela (excepto para telas muy gruesas). El número de capas óptimo depende de la densidad y el grosor de la tela, así como de la respirabilidad a través de ella.
– Si la tela que va a utilizar desprende fibras que puedan ser inhaladas, emparédela con dos capas de otra tela que no lo haga.
– La forma de la mascarilla deberá ser aquella que quede cómoda al uso, que no se deslice cuando la persona hable y que permita el mejor ajuste posible a la cara, tratando de minimizar las aberturas.
– *Antes de seleccionar cualquier combinación de telas y número de capas se debe comprobar que es posible respirar a través de ella sin la necesidad de realizar un esfuerzo excesivo.
– *Es mejor usar una mascarilla de cualquier material, que no usar ninguna.
Tomado de Juventud Técnica
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