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Como as máscaras filtram os micróbios menores que seus poros?

Se Doctor Who voasse de volta em sua TARDIS até o ano 2020, ele veria uma visão bastante interessante – jovens e velhos usando máscaras esportivas. Embora seja obrigatório, as pessoas trabalharam para torná-lo parte de suas declarações de moda. Você já viu os padrões e designs que as pessoas criaram?

Por muito tempo, as máscaras faciais (exceto para fins industriais e teatrais) foram usadas exclusivamente pela indústria médica e de pesquisa. Este ano, no entanto, o tamanho do mercado global de máscaras faciais descartáveis ​​ultrapassou o valor de US $ 74,90 bilhões no primeiro trimestre de 2020. Além disso, espera-se que cresça a uma taxa de crescimento anual de 53,0% de 2020 a 2027! De padrões simples a obras-primas cravejadas de strass, de marcas a DIYs básicos, as máscaras estão por toda parte! Para o bem ou para o mal, eles se tornaram uma tendência global da moda.

(Foto: Patuss89 & Victoria Chudinova & lakshmiprasada S / Shutterstock)

  • Máscaras faciais com padrão simples.
  • Máscara facial de designer cravejada de strass.
  • Garota fazendo uma máscara facial DIY.

A pandemia tornou o uso de máscaras necessário, mas as máscaras eram uma tendência muito antes de hoje? E eles realmente funcionam? Vamos desmascarar algumas dessas respostas juntos!

Uma breve história das máscaras faciais.

O registro mais antigo conhecido de uma máscara-como objeto foi encontrado na 6 ª século; imagens de pessoas com panos cobrindo a boca foram encontradas nas portas das Tumbas Persas. Na 12 ª século, durante a dinastia Yuan na China, os servos eram conhecidos para colocar um lenço de seda sobre seus narizes para impedi-los de cheirar a comida do seu mestre.

No entanto, foi com a grande praga do 14 º século que mascara tomou um rumo mais assustador. Os médicos da peste usavam equipamentos em forma de bico (que lhes valeu o nome de máscaras de bico) que continham materiais perfumados como canela e folhas de hortelã para afastar miasmas ou pragas que contaminaram o ar. No entanto, foi o 19 º século, que pegou a usar máscaras para prevenção contra a doença.

Máscara de bico do Doutor Plague & seção transversal da máscara de bico (Crédito da foto: Shutterstock)

Não faz muito tempo, história

18 th bacteriologistas século Joseph Lister na Grã-Bretanha e Louis Pasteur, na França estabelecida independentemente de que pequenas bactérias invisíveis foram a causa de certas doenças. Com base em seu trabalho, o bacteriologista Carl Flügge mostrou que gotículas respiráveis ​​transportavam bactérias.

Isso foi mais bem compreendido quando o mundo foi atingido por duas grandes epidemias – a praga da Manchúria de 1910-1911 e a Gripe Espanhola de 1918-1919. As máscaras cirúrgicas usadas naquela época eram feitas de várias camadas de gaze de algodão e presas por uma estrutura de metal. Na década de 1930, as máscaras reutilizáveis ​​foram substituídas por máscaras descartáveis ​​e, na década de 1960, elas estavam sendo feitas a granel de materiais sintéticos.

Por que precisamos de máscaras?

Quando Carl Flügge descobriu que as doenças eram transmitidas pelo ar, isso gerou uma onda de despertar na faculdade de medicina. A ideia de ‘máscaras para prevenção de infecções’ tornou-se popular entre o campo médico e as massas.

A ciência descobriu agora que a transmissão pelo ar pode ocorrer de duas maneiras. Pode acontecer pela formação de grandes gotículas que provavelmente se depositam nas superfícies ou por aerossóis (formados pela mistura de minúsculas partículas sólidas e líquidas) que são expelidos durante a tosse.

Este estudo recente determinou que a velocidade média na qual os aerossóis eram tossidos ou espirrados para o ar era de mais de 15m / s ou 54km / h. Isso equivale à velocidade de um caminhão em uma rodovia!

Eles descobriram que a tosse dispersava as gotas de ar 22-27% mais rápido do que falar e a velocidade da tosse era maior quando o sujeito era mais alto. Quanto menor o tamanho da partícula, mais tempo ela permanecerá no ar.

Assim, uma simples tosse pode se espalhar por uma grande distância e os resultados são ainda mais perigosos se a pessoa for alta. Além disso, como os micróbios não vêm exatamente em cores neon, nunca se pode adivinhar onde eles podem estar espreitando ou flutuando!

Extensão da dispersão da tosse. (Crédito da foto: Nasky / Shutterstock)

Nossas máscaras modernas realmente mantêm os germes sob controle?

Componentes das máscaras N95.

A maior bactéria conhecida (encontrada em uma plataforma continental profunda) tem 100-300 mícrons, mas o tamanho médio de uma bactéria comum é de cerca de 5 mícrons; para colocar isso em contexto, o maior vírus tem apenas 0,39 mícron!

Por outro lado, os poros em uma máscara de algodão padrão têm cerca de 80 mícrons de tamanho. As máscaras cirúrgicas, por outro lado, são feitas de fibra sintética que pode ter poros menores que um mícron de tamanho. Para efeito de comparação, um fio de cabelo tem 50 mícrons.

Se os poros fossem tão grandes, especialmente em uma máscara de algodão, bactérias e vírus ainda seriam capazes de entrar com bastante facilidade, certo? Então, como esses tipos de máscaras ainda funcionam?

A eficácia da filtragem de uma máscara não depende apenas do tamanho dos poros. A filtragem eficaz é realizada quando várias camadas são adicionadas. Quanto maior o número de camadas, maior a capacidade de filtração.

Em uma escala microscópica, as partículas são afetadas pelas moléculas nas quais estão imersas. Para um vírus ou bactéria no ar, as moléculas de gás e outras partículas de poeira que cercam o patógeno irão esbarrar nele aleatoriamente. Partículas menores experimentam uma força maior, pois são mais leves, e assumirão um padrão de movimento aleatório. Isso é chamado de movimento browniano. Todas as moléculas microscópicas mostram esse movimento aleatório devido a serem atingidas aleatoriamente por moléculas de gás (ou outras moléculas de fluido como água, óleo, etc.).

Quando o ar flui pelas fibras da máscara, ele ocupa espaço, fazendo com que as fibras se expandam em uma forma circular. Isso cria um micro bolsão na estrutura da fibra. Com o ar fluindo e o movimento browniano empurrando o micróbio aleatoriamente (representado pela linha violeta na imagem abaixo), as chances do micróbio de ficar preso pela fibra são muito maiores.

Presença de partículas devido ao movimento browniano.

Outro tipo de máscara que o Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional recomenda para profissionais de saúde é a máscara N95. O N no N95 significa ‘não oleoso’ e significa que para a máscara funcionar de forma eficaz, ela precisa ser exposta a um aerossol sem óleo. O 95 significa 95% de eficiência de filtragem.

Essas máscaras filtram partículas de até 0,3 mícrons! O material desta máscara é ligeiramente diferente de uma máscara cirúrgica. É fibra de polipropileno não tecida eletrostática. Essa fibra é carregada eletrostaticamente por um processo chamado eletrofiação, um efeito semelhante a levar a mão para perto de uma tela de TV e ver o cabelo se arrepiar ou pegar pedaços de papel com um pente depois de passá-los pelo cabelo.

Em cada um desses casos, um meio – as fibras da máscara, neste caso – fica carregado negativamente e atrai as partículas carregadas positivamente – o micróbio. Juntamente com o movimento browniano que a partícula experimenta, obtemos uma filtragem melhor.

Funcionamento das máscaras N95.

Além das máscaras cirúrgicas e das máscaras N95, o CDC e a OMS recomendam o uso de máscaras de pano para profissionais que não são da área de saúde. Embora as máscaras de pano feitas em casa não sejam tão eficazes quanto as máscaras cirúrgicas ou N95s, elas são reutilizáveis ​​e podem ser eficazes se as diretrizes do CDC para fazê-las forem seguidas. O CDC exorta as pessoas a não usarem suprimentos essenciais, como máscaras cirúrgicas e respiradores N95, e sim reservá-los para profissionais de saúde e outros profissionais de primeira linha.

Agora, da próxima vez que você usar sua máscara faça-você-mesmo, pode ter certeza de que ela o ajudará!

Referências:

  1. Global Times
  2. The Lancet
  3. European Journal of Medical Research
  4. Chemosphere Journal
  5. Thomasnet.Com .
  6. Honeywell
  7. Centros de Controle e Prevenção de Doenças
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Gilvan Alves

23 Anos de idade, Técnico em Rede de Computadores, Sempre em busca de aprender algo novo todos os Dias!

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