junio 27, 2022

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Las máscaras de tres capas son más efectivas contra grandes gotas respiratorias.

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fotografía: La gota que golpea la superficie de la máscara se registra a 20.000 fps. Estas imágenes de la línea de tiempo muestran las gotas que se ajustan a máscaras de una capa, dos capas y tres capas … Ver Más

Crédito: Basu et al., 2021

Si va a comprar una mascarilla para protegerse y proteger a los demás del COVID-19, asegúrese de que sea una mascarilla de tres capas. Es posible que ya haya escuchado esta recomendación, pero los investigadores ahora han descubierto una razón adicional por la que las máscaras de triple capa son más seguras que las alternativas de una o dos capas.

Si bien este consejo se basó originalmente en estudios que mostraban que tres capas impedían que las partículas pequeñas pasaran a través de los poros de la máscara, los investigadores ahora han demostrado que las máscaras quirúrgicas de tres capas también son más efectivas para evitar que las gotas grandes tosan o estornuden y se dividan en los más pequeños. Rocíe gotas. Estas gotas grandes para la tos pueden penetrar máscaras de una o dos capas y convertirse en gotas mucho más pequeñas, lo cual es crítico porque estas gotas más pequeñas (a menudo llamadas aerosoles) pueden permanecer en el aire por períodos de tiempo más largos. Los investigadores estudiaron máscaras quirúrgicas con una, dos y tres capas para demostrar este comportamiento.

Los investigadores informaron sus hallazgos en Avances científicos El 5 de marzo.

El equipo señala que las máscaras de una y dos capas brindan protección para bloquear parte del volumen de líquido de la gota original y son mucho mejores que ninguna máscara. Esperan que los fabricantes puedan utilizar sus hallazgos sobre el tamaño de poro ideal de la mascarilla, el grosor del material y las capas para producir los diseños de mascarilla más eficaces.

Usando un generador de gotas y una cámara de lapso de tiempo de alta velocidad, el equipo de ingenieros de la Universidad de California en San Diego, el Instituto Indio de Ciencia y la Universidad de Toronto encontró inesperadamente grandes gotas respiratorias que contienen partículas que imitan virus (PEV) en realidad. Se desmoronan al golpear una máscara monocapa, y muchos de estos VEP pasan a través de esa capa. Piense en ello como una gota de agua que se descompone en gotas más pequeñas a medida que se comprime a través de un tamiz. Para una gota de 620 micrones, el tamaño de una gota grande de una tos o un estornudo, una mascarilla quirúrgica de una sola capa solo restringe alrededor del 30 por ciento del volumen de la gota; La máscara de doble capa funciona mejor, restringiendo aproximadamente el 91 por ciento del volumen de la gota; Mientras que la máscara de tres capas tiene un efecto mínimo, casi cero gotas.

«Si bien se espera que las partículas sólidas grandes en el rango de 500-600 micrones deban detenerse con una máscara de una sola capa con un tamaño de poro promedio de 30 micrones, estamos demostrando que este no es el caso de las gotas de líquido», dijo Abhishek. . Saha, profesor de ingeniería mecánica y espacial en la Universidad de California, San Diego y coautor de la investigación. «Si estas gotas respiratorias más grandes tienen suficiente velocidad, que es lo que sucede al toser o estornudar, cuando caen sobre una sola capa de esta sustancia, se dispersan y comprimen a través de los poros más pequeños de la máscara».

es un problema. Los modelos de la física de las gotas han demostrado que si bien se espera que estas gotas grandes caigan al suelo muy rápidamente debido a la gravedad, estas gotas más pequeñas que varían en tamaño entre 50 y 80 micrones que atraviesan la primera y segunda capa de la máscara permanecerán en el suelo. aire, donde pueden propagarse. Las personas se encuentran a mayores distancias.

El equipo de ingenieros, que también incluía a los profesores Swetaprovo Chaudhuri de la Universidad de Toronto y Saptarshi Basu del Instituto Indio de Ciencias, estaban bien versados ​​en este tipo de experimentos y análisis, aunque estaban acostumbrados a estudiar la aerodinámica y la física de gotitas para aplicaciones que incluyen sistemas de propulsión o nebulizador térmico o de combustión. Dirigieron su atención a la física de las gotitas respiratorias el año pasado cuando estalló la pandemia de COVID-19 y, desde entonces, han estado estudiando la transmisión de estas gotitas respiratorias y su papel en la transmisión de las enfermedades de Covid-19.

“Hacemos muchos experimentos de impacto de gotas en nuestros laboratorios”, dijo Saha. «En este estudio, se utilizó un generador especial para producir una gota de movimiento relativamente rápido. Luego, se permitió que la gota aterrizara en una pieza de material de máscara, que podría ser una capa simple, doble o triple, dependiendo de la capa que estemos». pruebas. Al mismo tiempo, estamos usando una cámara. Alta velocidad para ver qué le sucede a la gota «.

Usando un generador de gotas, pueden cambiar el tamaño y la velocidad de las gotas para ver cómo esto afecta el flujo de partículas.

En el futuro, el equipo planea investigar el papel de los diferentes materiales de la máscara, así como el efecto de las máscaras húmedas o mojadas sobre el desgaste de las partículas.

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