En su guía actualizada a principios de 2022, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU. dijeron que las máscaras de tela holgada ofrecen la menor protección contra el COVID-19, y las máscaras N95 y KN95 ofrecen la mayor protección. Aún así, después de más de dos años desde que comenzó la pandemia, no existe una comprensión completa de las características de las máscaras para la protección más óptima.

En Física de los Fluidos , investigadores de la Universidad Estatal de Florida y la Universidad Johns Hopkins utilizan el análisis de componentes principales (PCA) junto con modelos de simulación de dinámica de fluidos para mostrar la importancia crucial del ajuste adecuado para todos los tipos de máscaras y cómo la forma de la cara influye en el ajuste más ideal.

El estudio sugiere que el uso de máscaras dobles con máscaras ajustadas incorrectamente puede no mejorar significativamente la eficiencia de las máscaras y produce una falsa sensación de seguridad.

Más capas significan una cubierta facial menos porosa, lo que genera más flujo forzado a salir de los espacios del perímetro (lados, parte superior e inferior) en máscaras con un ajuste menos seguro. Las capas dobles aumentan la eficiencia de filtración solo con un buen ajuste de la máscara, pero también pueden provocar dificultades para respirar.

Los investigadores modelaron un chorro de tos moderado de la boca de un hombre adulto que llevaba una máscara de tela sobre la nariz y la boca con bandas elásticas envueltas alrededor de las orejas. Calcularon las tasas máximas de flujo de volumen a través del frente de la máscara y los espacios periféricos en diferentes niveles de porosidad del material.

Para una forma y un tamaño de cara en 3D más realistas, los investigadores utilizaron PCA que integró 100 cabezas de hombres adultos y 100 cabezas de mujeres adultas recuperadas de datos de escaneo de cabeza en la Universidad de Basilea en Suiza. PCA condensa grandes conjuntos de variables mientras retiene la mayor parte de la información.

Su modelo mostró cómo la ligera asimetría típica en todas las estructuras faciales puede afectar el ajuste adecuado de la máscara. Por ejemplo, una máscara puede quedar más ajustada en el lado izquierdo de la cara que en el lado derecho.

"La asimetría facial es casi imperceptible a simple vista, pero se hace evidente por el flujo de tos a través de la máscara", dijo el coautor Tomas Solano, de la Universidad Estatal de Florida. "Para este caso particular, la única fuga sin filtrar observada es a través de la parte superior. Sin embargo, para diferentes formas de cara, también es posible la fuga a través de la parte inferior y los lados de la máscara".

Crear "máscaras de diseñador" personalizadas para el rostro de cada persona no es práctico a escala. Aún así, las simulaciones basadas en PCA se pueden usar para diseñar mejores máscaras para diferentes poblaciones al revelar las diferencias generales entre las estructuras faciales de hombres y mujeres o niños versus personas mayores y el flujo de aire asociado a través de las máscaras. + Explora más

Las mascarillas bloquean las partículas caducadas, a pesar de las fugas en los bordes