Quantificando a eficácia das máscaras faciais

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Quantificando a eficácia das máscaras faciais
Os pesquisadores da Faculdade de Engenharia e Ciência da Computação da AU usam a visualização de fluxo para
testar qualitativamente máscaras faciais e distanciamento social.
Crédito da imagem: Hatice EROL Pixabay
Atualmente, não há diretrizes específicas sobre os materiais e projetos mais eficazes para máscaras faciais para
minimizar a propagação de gotículas de tosse ou espirros para mitigar a transmissão da COVID-19. Embora tenha
havido estudos anteriores sobre como as máscaras de grau médico funcionam, os dados sobre coberturas baseadas
em pano usados pela grande maioria do público em geral são escassos.
Uma pesquisa da Faculdade de Engenharia e Ciência da Computação da Universidade Atlântica da Flórida,
publicada na revista Physics of Fluids, demonstra através da visualização de tosses e espirros emulados, um
método para avaliar a eficácia das máscaras faciais na obstrução de gotículas. A justificativa por trás da
recomendação para o uso de máscaras ou outras coberturas faciais é reduzir o risco de infecção cruzada através da
transmissão de gotículas respiratórias de indivíduos infectados para saudáveis.
Os pesquisadores empregaram a visualização de fluxo em um ambiente de laboratório usando uma folha de luz a
laser e uma mistura de água destilada e glicerina para gerar a névoa sintética que compondo o conteúdo de um jato
de tosse. Eles visualizaram gotículas expelidas da boca de um manequim enquanto simulavam tosse e espirros.
Eles testaram máscaras que estão prontamente disponíveis para o público em geral, que não se afastam do
fornecimento de máscaras de grau médico e respiradores para profissionais de saúde.
Eles testaram uma cobertura de estilo bandana de camada única, uma máscara caseira que foi costurada usando
duas camadas de tecido de acolchoado de algodão composto por 70 fios por polegada e uma máscara não estéril de
estilo cone que está disponível na maioria das farmácias. Ao colocar essas várias máscaras no manequim, eles
foram capazes de mapear os caminhos das gotículas e demonstrar o quão diferente elas funcionam.
https://dx.doi.org/10.1063/5.0016018
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Com a máscara de algodão acolchoado costurada, as gotículas viajaram 2,5 polegadas
Os resultados mostraram que as máscaras faciais frouxamente dobradas e os revestimentos estilo bandana
fornecem capacidade de parada mínima para as menores gotículas respiratórias em aerossol. Máscaras caseiras
bem ajustadas com múltiplas camadas de tecido acolchoado e máscaras de estilo cone off-the-shelf, provaram ser
as mais eficazes na redução da dispersão de gotículas. Essas máscaras foram capazes de reduzir
significativamente a velocidade e o alcance dos jatos respiratórios, embora com algum vazamento através do
material da máscara e de pequenas lacunas ao longo das bordas.
Com um lenço de algodão dobrado, gotículas viajaram 1 pé, 3 polegadas
É importante ressaltar que as tosses emuladas descobertas foram capazes de viajar visivelmente mais longe do que
a diretriz de distanciamento de 6 pés atualmente recomendada. Sem uma máscara, as gotículas viajavam mais de 8
pés; com uma bandana, eles viajavam 3 pés, 7 polegadas; com um lenço de algodão dobrado, eles viajavam 1 pé, 3
polegadas; com a máscara de algodão acolchoado costurada, eles viajaram 2,5 polegadas; e com a máscara de
estilo cone, as gotículas viajavam cerca de 8 polegadas.
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Com a máscara de estilo cone, as gotículas viajaram cerca de 8 polegadas
“Além de fornecer uma indicação inicial da eficácia do equipamento de proteção, os recursos visuais usados em
nosso estudo podem ajudar a transmitir ao público em geral a lógica por trás das diretrizes de distanciamento social
e recomendações para o uso de máscaras faciais”, disse Siddhartha Verma, Ph.D., principal autor e professor
assistente que co-autor do artigo com Manhar Dhanak, Ph.D., presidente do departamento, professor e diretor da
SeaTech; e John Fraken. “Promover a consciência generalizada de medidas preventivas eficazes é crucial neste
momento, pois estamos observando picos significativos em casos de infecções por COVID-19 em muitos estados,
especialmente na Flórida”.
Quando o manequim não foi equipado com uma máscara, eles projetaram gotículas muito mais longe do que as
diretrizes de distanciamento de 6 pés atualmente recomendadas pelos Centros de Controle e Prevenção de
Doenças dos Estados Unidos. Os pesquisadores observaram gotículas viajando até 12 pés em aproximadamente 50
segundos. Além disso, as gotículas de rastreamento permaneceram suspensas no ar por até três minutos no
ambiente quiescente. Essas observações, em combinação com outros estudos recentes, sugerem que as diretrizes
atuais de distanciamento social podem precisar ser atualizadas para explicar a transmissão de patógenos à base de
aerossol.
“Descobrimos que, embora os jatos turbulentos desobstruídos tenham viajado até 12 pés, a grande maioria das
gotículas ejetadas caiu no chão neste ponto”, disse Dhanak. “É importante ressaltar que tanto o número quanto a
concentração das gotículas diminuirão com o aumento da distância, que é a lógica fundamental por trás do
distanciamento social”.
O patógeno responsável pela COVID-19 é encontrado principalmente em gotículas respiratórias que são expelidas
por indivíduos infectados durante a tosse, espirros ou até mesmo falar e respirar. Além da COVID-19, as gotículas
respiratórias também são o principal meio de transmissão para várias outras doenças virais e bacterianas, como o
resfriado comum, a gripe, a tuberculose, a SARS (Síndrome Respiratória Aguda Seve Resistente) e a MERS
(Síndrome Respiratória do Oriente Médio), para citar alguns. Esses patógenos são envolvidos dentro de gotículas
respiratórias, que podem pousar em indivíduos saudáveis e resultar em transmissão direta, ou em objetos
inanimados, o que pode levar à infecção quando um indivíduo saudável entra em contato com eles.
“Nossos pesquisadores demonstraram como as máscaras são capazes de reduzir significativamente a velocidade e
o alcance das gotículas e jatos respiratórios. Além disso, eles descobriram como a tosse emulada pode viajar
visivelmente mais longe do que a diretriz de distanciamento de seis pés atualmente recomendada”, disse Stella
Batalama, Ph.D., reitora da Faculdade de Engenharia e Ciência da Computação da FAU. Sua pesquisa descreve o
procedimento para a criação de experimentos de visualização simples usando materiais facilmente disponíveis, o
que pode ajudar profissionais de saúde, pesquisadores médicos e fabricantes a avaliar a eficácia de máscaras
faciais e outros equipamentos de proteção individual qualitativamente.
Comunicado de imprensa fornecido pela Florida Atlanta University
ASN WeeklyTradução
http://www.fau.edu/
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