Covid-19, visiere e mascherine con la valvola non funzionano

Fra i dispositivi di protezione individuale contro Covid-19 ci sono anche le visiere, spesso utilizzate in aggiunta alle mascherine. Nel corso della pandemia, e in cerca di sistemi di protezione che fossero quanto più efficaci e minimamente invasivi (anche per le espressioni facciali) ci si è chiesti se d’aiuto potessero quindi essere anche loro, i cosiddeti face shield. Ma quanto sono efficaci? La fisica dei fluidi aiuta a dimostrare che lo strato di plastica delle visiere non difende dal contagio. Questo perché le goccioline di saliva – le ormai note droplet – aggirano l’ostacolo e superano la barriera, potenzialmente raggiungendo il volto e le mucose dell’interlocutore. A ottenere questo risultato è un gruppo dell’American Institute of Physics. Gli scienziati confermano che anche le mascherine N95 con valvola mettono a rischio gli altri. I risultati sono pubblicati su Physics of Fluids.

L’esperimento

I fisici americani hanno osservato che diverse persone utilizzano le visiere al posto delle mascherine e in certi casi ancora si vedono in giro le mascherine con valvola. Queste non sono raccomandate perché stando ai dati disponibili non proteggono in maniera ottimale gli altri ma solo se stessi. E gli autori hanno deciso di approfondire l’efficacia di queste protezioni attraverso simulazioni di laboratorio, ricostruendo cosa avviene quando una persona vicino a un’altra parla, tossisce o starnutisce.

Per farlo hanno utilizzato un sottile strato di luce laser e una miscela di acqua e glicerina che riproduce le goccioline di saliva espulse in un colpo di tosse e i loro movimenti. Le goccioline erano emesse da un manichino dotato di una visiera di plastica e di una mascherina N95 con valvola. Il laser mette in luce il comportamento delle droplet, consentendo di studiare nel tempo i movimenti spaziali delle particelle di saliva. Oltre al fascio laser su un piano orizzontale gli scienziati hanno utilizzato un laser su un piano verticale per capire in che modo le goccioline di saliva saltano la barriera della visiera.

Le visiere, i risultati

Nei primi istanti dopo il colpo di tosse la visiera riesce a bloccare il flusso delle droplet. Tuttavia, successivamente le goccioline si diffondono e viaggiano attraverso l’aria aggirando l’ostacolo, ovvero la barriera di plastica. Qui l’immagine di come le droplet si diffondono nel tempo dopo circa 3 secondi dal colpo di tosse.

In questo modo possono contaminare l’ambiente e raggiungere potenziali interlocutori. “Siamo stati in grado di osservare che le visiere riescono a bloccare il movimento iniziale in avanti del getto espirato”, ha sottolineato Manhar Dhanak, coautore del paper insieme Siddhartha Verma. “Tuttavia, le goccioline di aerosol espulse con il getto sono in grado di muoversi intorno alla visiera con relativa facilità”.

Le mascherine con valvola

Inoltre, anche le mascherine con valvola, dotate di una apertura che consente all’aria espirata di uscire, consentono il passaggio di numerose droplet: di seguito l’immagine.

Gli autori, inoltre, hanno osservato che il flusso di particelle di saliva non solo si muove in avanti ma anche ritorna indietro in una dinamica più complessa. Per questo i ricercatori ribadiscono l’importanza di utilizzare mascherine chirurgiche o N95 ma senza valvola e di non scegliere la visiera in sostituzione della mascherina. Soprattutto adesso, commenta Verma, nel momento in cui allievi delle scuole e studenti universitari ritornano sui banchi è opportuno adottare la misura di protezione più adeguata. Ricordando che il distanziamento, l’uso della mascherina e il lavaggio ripetuto delle mani rimangono le armi principali per difendere se stessi e gli altri.

Riferimenti: Physics of Fluids

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