Aspectos fisico-químicos de la prevención del contagio por aire: mascarillas.

Mecanismos fisicoquímicos y biológicos del contagio por aire:

El mecanismo tan eficaz de propagación del SARS-CoVid-2 se basa en la colonización masiva de los pulmones. Debido a esto, una persona infectada tiene tres mecanismos de infección [1]:

1) La tos es un mecanismo que ayuda a arrancar mucosidad de las vías respiratorias sin producir en el proceso grandes gotas de saliva, el resultado es que la tos reparte el virus en forma de aerosol, con gotas de agua micrométricas proyectadas a alta velocidad. Además, la frecuencia de la tos en estos pacientes lo convierte en una fuente de estas gotas micrométricas cargadas de virus.

2) Los estornudos son un mecanismo similar a la tos, más violento, que en el cuerpo está destinado a expulsar la mucosidad de manera más violenta que la tos. El resultado son una colección de gotas de saliva con tamaños muy dispares, muchas de ellas de tamaño milimétrico, pero con otra población de tamaño micrométrico como las de la tos. Las gotas de tamaño milimétrico salen proyectadas a mayor velocidad (al tener más masa adquieren más momento) y son una fuente de contagio muy grande a tener en cuenta en tanto que al ser más grandes albergan una carga vírica mayor. Pero también al ser más grandes al ser proyectadas si no se encuentran con algo que infectar caen al suelo o a las superficies y con las precauciones debidas podemos aislarnos de ellas. Esto no aplica a la población de gotas micrométricas  que describiremos más adelante.

3) La respiración también produce gotas micrométricas con carga vírica, pero por el carácter menos violento de los tres mecanismos estas se pueden controlar mejor al no salir proyectadas como en los otros dos casos. Esta es la razón por la que los respiradores mecánicos tienen que tener filtros virales a la salida.

En todo caso, la relación area/volumen de las gotas proyectadas es muy alta (cuanto más pequeña es la gota más área ofrece respecto a su volumen), esto acelera el proceso de evaporación y es un mecanismo que convierte gotas más grandes en gotas micrométricas.

¿Qué les pasa a estas gotas micrométricas? Que son entes coloidales, que no caen al suelo directamente aun teniendo mayor densidad que el aire, porque experimentan el movimiento Browniano [2]. Esto es, a estos tamaños las gotas son tan pequeñas que los choques con las moléculas de gas empiezan a ser importantes y el resultado es que las partículas se quedan en suspensión mucho más tiempo, tanto más cuanto más se evapora la gota y se hace más pequeña. En última instancia la gota se evapora y los virus quedan en suspensión también. Tanto las gotas micrométricas, submicrométricas como los virus una vez el agua se ha evaporado son aerosoles y se comportan como tales. Cuánto se queden en suspensión es algo que dependerá de la densidad y del coeficiente de difusión Browniana de las partículas en el medio. A mayor densidad antes cae, a mayor difusión más se quedan. El coeficiente de difusión para una partícula en un fluido/gas ideal es proporcional a la temperatura y decrece con el tamaño de la partícula y la viscosidad del fluido/gas.

Como veremos en un momento, este movimiento Browniano que parece que solo juega contra nosotros al dejar los virus en suspensión por mucho tiempo también nos ayudará a atraparlo al menos temporalmente en las mascarillas.

El aspecto biológico del problema: ¿Cuántas unidades de virus que respiremos o que se adhieran a nuestra mucosa por los ojos o entren por heridas en la piel son necesarias para infectarnos? No está claro, y cada persona es un mundo al respecto. Es un juego de probabilidades. El cuerpo humano tiene mecanismos para frenar esto. Los mocos en las mucosas son una barrera que impide el contacto directo con los tejidos que se pueden infectar en las vías respiratorias, por eso los segregamos, y la tos y los estornudos son precisamente mecanismos para deshacernos de esos virus atrapados en las mucosas. Aparte, las células humanas tienen mecanismos para inmolarse en pro del bien común y automatarse cuando entienden que están siendo atacadas. Y tenemos un sistema inmunitario activo con células blancas, fagocitos y demás que activamente irán a por los cuerpos extraños y los inactivarán. Es un juego de números y de saber a qué se enfrenta el cuerpo. La razón por la que nos volvemos inmunes ante el mismo virus tras pasar la infección es que el cuerpo desarrolla anticuerpos para estos virus y si alguno nuevo entra el cuerpo lo identifica al momento y todos los mecanismos se activan para que la infección no se propague. Pero si el cuerpo no sabe a qué se enfrenta, los mecanismos de barrera son limitados y ante una cierta carga vírica que dependerá de muchos factores, como si la persona tiene un sistema inmune más fuerte o no o la edad (por esto las personas inmunodeprimidas y los mayores son población de riesgo).

Como veis es muy difícil meterle mano al problema biológico en tanto que tiene muchísimas variables. En biología usan una medida de la carga vírica, el PFU (Plaque Forming Unit [3]) que es el equivalente a colony-forming units para bacterias. Esto es un intento de cuantificar lo que ocurre ex-situ, en una placa petri para tener una comparación cuantitativa.

Hacen falta sanitarios y patólogos que nos aclaren estos aspectos biológicos del problema.

Mascarillas y escudos:
Entendiendo los principales mecanismos por los que se propagan por el aire estos virus podemos entender de qué modo ayudan las distintas medidas de protección que voy a ordenar de menor protección a mayor:

1)  Escudos: primera barrera de entrada, protege de las gotas milimétricas proyectadas sobre todo en estornudos y en menos medida en toses. Al ofrecer una barrera física ante estas gotas, que son las que mayor carga vírica tienen, ayudan a prevenir infecciones en gran medida. El problema es que no ofrecen ninguna protección ante aerosoles, esto es gotas micrométricas, submicrométricas y virus en suspensión que entrarán en las vías respiratorias por simple respiración.
 

2) Mascarillas médicas: estas mascarillas son una versión solo un poco más segura que los escudos. No están diseñadas para no hacer pasar virus y de hecho no son herméticas. Para evitar contagiarte no proporcionan mucha más protección que los escudos por las mismas razones descritas que para estos. Pero son fundamentales en otro aspecto, cuando pienses que puedes estar infectado o lo sepas directamente, entonces es muy importante usarlas tanto en casa si vives con más personas como al salir al exterior, para prevenir contagios de otras personas. Seguro que has visto a asiáticos en las noticias llevarlas en invierno y principalmente es para no contagiar a terceros, no para no contagiarse. ¿Por qué ayudan a no contagiar pero no aislan del contagio a una persona sana? Ya ha quedado claro porqué no aislan, veamos qué pasa al contrario, cuando tú estás contagiado. Ya hemos visto las principales vías de contagio aéreo e incluso la respiración libera virus al aire. En este sentido eres como un altavoz emitiendo sonido, y quieres que este sonido no le llegue a otra gente o que al menos le llegue atenuado. Mira la imagen del altavoz, cuanto más lejos esté la persona sana de la fuente de las gotitas de virus y virus en suspensión (el infectado), más se reparten estas por área (en el área 1 en el dibujo la concentración de virus por área es mayor que en el área 2). De este modo estar alejado es una medida buena para no contagiar, pero si no puedes estar alejado, lo siguiente que puedes hacer es bajar tu intensidad de contagio (como si bajaras el volumen del altavoz) y para esto justo sirven estas mascarillas. Evidentemente cuanto mejor la mascarilla, más bajas la intensidad de contagio, pero de llevar este tipo de mascarillas a no llevar nada hay todo un trecho y por eso hay que llevarlas siempre para minimizar contagios.

Edit: dejan pasar 10 veces más partículas que las N95 que veremos en el siguiente punto, en el mejor de los casos [11].

                            

3) Mascarillas para partículas: aquí ya entramos en terreno más complicado. Empecemos por lo que nos dicen los fabricantes [4,5]:
 

Como veis, la FFP2 no está marcada para virus, y una N95 se equipara a una FFP2. De hecho si vamos a números, encontramos esto [5]:



¿Es esto útil? Me dicen las especificaciones en partículas de 0.3 µm (=300 nm) o mayores, pero los virus tienen de 60 a 140 nm [6]. Las autoridades sanitarias recomiendan al menos N95 (=FFP2), ¿mienten las autoridades? No, recuerda que esto es un juego de estadísticas y estas mascarillas además de servir para todo lo que sirven los escudos y las mascarillas médicas, sí que ajustan herméticamente a la boca y nariz y son capaces de contener (filtrar) actívamente partículas tan pequeñas como cientos de nanómetros. Veamos más en profundidad el mecanismo de estos filtros [7]:
En el eje Y tenéis eficiencia de la colección de partículas, en el eje X diámetro de partícula. Como veis, por encima de 1 µm se contienen la partículas por impacto y por tamaño de poro en los filtros, como cuando filtras el café en un filtro de papel y las partículas de café no pasan simplemente por tamaño de poro. Luego hay una bajada de eficiencia entorno a los 0.3 µm = 300 nm, que es debido a que las partículas tienen suficiente masa como para ser afectadas en gran medida por tu respiración (las atraes al inspirar) pero además el tamaño de poro las deja pasar. Por eso, al ser este el régimen en el que las máscaras fallan más, es justo el que se usa para dar los porcentajes de efectividad. Para partículas más pequeñas (por debajo de 0.1 µm = 100 nm), y ahí entran estos virus, la difusión Browniana es tan grande (su masa tan pequeña) que las partículas quedan atrapadas en el filtro directamente adheridas a las fibras del mismo. ¿Pueden pasar al otro lado? Sí, sin duda, si no impactan en una hebra de filtro, este es el régimen dominado por la difusión.
Esto explica porqué hay que cambiar los filtros a menudo y porqué las mascarillas blancas deberían ser de usar y tirar. Recordad además que esto es un juego de estadística, si llegan unos pocos de virus tienes muchas posibilidades de que tus barreras (moco y sistema inmunitario) las paren.

A la luz de esto, vamos a ver unos datos que parecen poco alentadores, pero que entendemos ahora cómo se pueden mejorar [5]:

«1

Comentarios

  • editado 21 de marzo
    Traducido: las enfermer@s que usaron las mascarillas N95 se contagiaron casi lo mismo que las que usaron una mascarilla médica (quirúrgica). Pero ahora ya podemos intuir por qué. Porque con total probabilidad no las usaron de un solo uso, sino que las reutilizaron en un ambiente hostil cargado de virus en gotas grandes con gran carga vírica que acababan sobre las máscaras, pequeñas gotas en suspensión y virus en suspensión. Y como hemos visto el confinamiento por difusión depende de que por azar los virus impacten en hebras del filtro, pero algunos pasan al otro lado, menos cuanta mayor calidad del filtro. Además de esto, están los aspectos más obvios de reutilizar máscaras en un ambiente hostil, porque si la máscara está repleta de virus por fuera, y te la quitas y la tocas y luego con esa mano sin querer tocas el interior de la máscara o directamente tu cara, pues ahí compras papeletas para contagiarte. Este problema lo sufren todas las máscaras, incluidas las FFP3 que están marcadas como anti virus, es cuestión de minimizar posibilidades de contagio.
    También a la luz de estos datos entendemos porqué es peor estar en sitios cerrados en los que estos virus en suspensión tardarán más en sedimentar o en ser arrastrados por corrientes que al aire libre donde las corrientes de aire los diluyen y la lluvia los recoge y los precipita del ambiente (mientras escribo esto llueve en Barcelona y no podemos estar más agradecidos por ello).

    Sabiendo lo que hacemos, podemos minimizar los contagios tengamos una N95 o una FFP3!!!

    ¿Se pueden reutilizar las máscaras? Edit: No.

    Edit: Los fabricantes, industriales y la ciencia básica dicen que no, que se compromete la integridad de los filtros y máscaras de un solo uso. La explicación más sencilla pero clara es que al mojar con cualquier líquido las fibras se juntan por capilaridad al secarse el mismo y el filtro deja de ser filtro. No las podemos mojar.
    Teóricamente esto se evita con líquidos en estado supercrítico donde la tensión superficial se desploma, como el CO2 supercrítico, llegados el momento y siempre a gran escala esto podría ser contemplado como opción para intentar limpiar los filtros sin comprometer su estructura. Pero el mismo proceso hasta llegar a CO2 supercrítico requiere poner presiones muy muy altas y habría que estudiar que no dañe el filtro en el proceso.

    ¿Y si no quedan mascarillas? Ya trabajamos en hacer porta filtros (la carcasa de la mascarilla) impresas en 3D, y podemos usar filtros HEPA o ULPA [9,10] que tienen tamaños de poro comparable al de los filtros de las mascarillas que hemos estado discutiendo hasta ahora.

    Edit: Tenemos que tener mucho cuidado con los HEPA porque muy pocos filtros HEPA están pensados para respirar como una máscara a través de ellos. Muchos otros son directamente perjudiciales si respiramos a través de ellos.

    Por motivos de divulgación exclusivamente indicamos que estos filtros se encuentran en sistemas de aire acondicionado y en ventiladores purificadores de aire. En general si sirve para el polen es un buen comienzo para filtrar virus, pero ya hemos visto que puede ser perjudicial si no elegimos el HEPA correctamente. Y entendiendo la físicoquímica del problema, ya podemos intuir que poner más capas de filtro incrementa la posibilidad de capturar virus por difusión pero siempre habrá otros que pasen al otro lado porque no existe eficiencia 100%. En cualquier caso NO estamos en posición de recomendar las mascarillas improvisadas hechas con filtro HEPA.
               
    Porta filtro impreso en 3D                    Filtro HEPA

    Reclusión en casa: evidentemente, esto es como la castidad para las enfermedades de transmisión sexual, si no te expones al virus, no lo pillas. Es la mejor baza de todas!!!

    Lo más importante para el final. La sensación de inmunidad es el mayor enemigo, tengas la máscara que tengas, tienes que guardar todas las precauciones posibles y evitar ambientes cargados de virus porque como hemos visto esto es cuestión de estadística y el mayor boleto es ir sin precauciones tengas el equipamiento que tengas.

    Contacto: mafernandez@ub.edu
    [1] Evaluating the protection afforded by surgical masks against influenza bioaerosols. https://www.hse.gov.uk/research/rrpdf/rr619.pdf
    [2] https://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_browniano
    [3] https://en.wikipedia.org/wiki/Plaque-forming_unit
    [4] https://d3rbxgeqn1ye9j.cloudfront.net/fileadmin/www.uvex-safety.com/Media/catalogues_and_brochures/en/uvex_respiratory_protection_guide_PPE_EN.pdf?1494846973
    [5] https://fastlifehacks.com/n95-vs-ffp/
    [6] A Novel Coronavirus from Patients with Pneumonia in China, 2019. https://dx.doi.org/10.1056/NEJMoa2001017
    [7] https://en.wikipedia.org/wiki/NIOSH_air_filtration_rating
    [8] Persistence of coronaviruses on inanimate surfaces and their inactivation with biocidal
    agents. https://doi.org/10.1016/j.jhin.2020.01.022
    [9] https://en.wikipedia.org/wiki/HEPA
    [10] https://en.wikipedia.org/wiki/Ultra-low_particulate_air
    [11] Performance of an N95 Filtering Facepiece Particulate Respirator and a Surgical Mask During Human Breathing: Two Pathways for Particle Penetration. https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15459620903120086





  • Respecto a cuánto sirven los filtros, de momento no encuentro nada específico respecto a virus. Los fabricantes dicen que en el caso de los desechables 40 horas de uso o 30 días, lo que venga antes:


    Todo lo que encuentro de fabricantes apunta a que no es posible limpiar los filtros con agua con jabón o lejía sin dañarlos:

    Do not attempt to clean disposable respirator masks with compressed air or detergents of any kind as they will damage the integrity of the masks.

    3M directamente dice que lo que se desinfecta es la máscara sin los filtros, en el caso de las máscaras reusables:

    ¿Algún ingeniero industrial o de ciencia de materiales que pueda aportar algo distinto al respecto?





  • editado 17 de marzo
    Hemos encontrado un dato muy prometedor, los prefiltros usados para alargar la vida útil en las mascarillas 3M son grado N95 y parece que de estos hay cierto stock, más que cartuchos de filtro porque son más baratos que estos. Estamos trabajando en el grupo de mascarillas para usarlos con mascarillas impresas.

    Edit: Parece que hay muchos prefiltros y los hay incluso mejores, certificados P3 o FFP3 (que es lo mismo). Así que hay que buscar prefiltros para máscaras reusables P2, FFP2, N95, P3, FFP3.


  • editado 17 de marzo
    Os pongo aquí como entiendo las prioridades:

    1) Todas las mascarillas profesionales de particulados (FFP1, FFP2, N95, FFP3) van con prioridad absoluta a los sanitarios. Ellos ya tienen órdenes de reusarlas y de cómo usarlas. Pero a medida que los sanitarios caen enfermos sus mascarillas quedan fuera de juego, porque recordemos que esto es un juego de estadística y ellos compran muchas papeletas al estar rodeado de fuentes de contagio.
    2) Cuando empiecen a escasear estas (y estamos ahí en muchos puntos del país), si no tenemos aporte suficiente de fabricantes y/u otros países, empezarán a usar lo que sea, y mejor que sea algo pensado que algo improvisado. Y eso es para mi la prioridad absoluta del grupo de mascarillas. Dentro de este punto entra lo de utilizar los prefiltros o hacer 10 máscaras de una sola.
    3) En el mismo nivel (podría estar por encima del punto 2) es importante que demos máscaras al menos tipo quirúrgicas para los pacientes, para intentar minimizar el contagio de los sanitarios que los cuidan.
    4) Independientemente de la efectividad, la mayoría de la población no tiene máscara, así que cualquier máscara que podamos hacer de manera masiva va a ser un avance para parar los contagios cuando tengamos que salir de casa por narices. Y si se pueden hacer en casa, incluso mejor, en el contexto de mejor algo que nada.

    Respecto al mejor diseño, como la prioridad absoluta son sanitarios trabajando en turnos largos, diseños basados en máscaras tipo buceo cerradas no son una opción viable, porque si se empaña la visión hay que quitarse la máscara y cada vez que se hace es un riesgo y por motivos obvios hay que desinfectarla completamente, perdiendo un tiempo valioso.
  • editado 17 de marzo
    No se si es el sitio adecuado pero os dejo una idea de filtro para máscara. Se trata de hacer un conducto en espiral que se rellene de un material que filtre, podría ser sólido o hecho con papel higiénico "aplastado" por ejemplo. Hace más complicado la desechabilidad pero alargaría el tiempo de uso. Os dejo esquema por si fuese de utilidad.
  • editado 17 de marzo
    Hola Javinci, mejor para diseños el grupo de telegram de mascarillas. Esto para información. Me refiero a que el brainstorming de diseños lo dejamos para telegram.
  • editado 17 de marzo
    Acaba de salir un paper [1]:
    Aerosol and Surface Stability of SARS-CoV-2 as Compared with SARS-CoV-1

    De este nuestro compañero el Doctor Pastrana concluye que:
    La dosis infecciosas del cultivo de tejidos del 50% (TCID50) por litro de aire también implica que se debe evitar la reinhalación de partículas que atraviesen el filtro, es decir la máscara no se podría usar por 24h.

    Sin embargo, algo bueno que muestra, es que el plástico y los aerosoles varían lo suficiente para permitir que este sea barrera, anteriormente se creía que la transmisión por superfifies era igual al aerosol. y NO..

    El aerosol es mayor que cualquier superficie.

    Lo que sí hay que aclarar es que las superficies deben ser esterilizadas con vehemencia y buen método porque sobre ellas el virus sobrevive más, esto afecta directamente a las viseras y respiradores que tiene mayor superficie y están involucradas con gotas de mayor tamaño.

    No sería loco hacer unas mácras de cobre, con reborde de plástico, pero aumentan el costo y complejidad drásticamente.





  • Buenas noches,
    Acabo de registrarme. Soy Ingeniero Industrial y llevo unos 20 años trabajando en entornos sanitarios con rol de Ingeniero Clínico (instalación y soporte de equipos médicos de RX, TAC, Eco, IT, etc) y unos cuantos años también como Ingeniero Jefe de un área de Salud.

    Los materiales no son mi especialidad, pero sí que he experimentado con Rayos X como fuente para esterilizar... 

    Por otro lado, aunque las mascarillas son importantes, creo que no hay que perder de vista el resto de medios de contagio.

    En mi experiencia de contaminación en quirófanos se solía echar la culpa al aire acondicionado (con filtros HEPA), cuando lo más probable era que entraran (las bacterias) con las partículas a nivel del suelo.

    Para cualquier duda, aquí estamos.
    Mi enhorabuena por esta iniciativa.

    Mi perfil LinkedIn, just in case
  • Buenas noches, soy nuevo por aquí. Ingeniero electrónico.

    Respecto a la desinfección del aire y superficies, no se si de mascarillas. Se podría utilizar luz ultravioleta C. Hoy en día se pueden utilizar fuentes de luz LED, con longitudes de onda en torno a 265nm, cuya disponibilidad es elevada. Parece que ya hay estudios que así lo demuestran. https://www.violetdefense.com/research-articles/2020/2/6/uv-light-effective-against-coronavirus

    Tal vez esta técnica serviría para poder reutilizar los filtros.

    Si alguien quiere poner alguna iniciativa en marcha para explorar las posibilidades de esta tecnología, ofrezco mi experiencia en el desarrollo de productos basados en luz LED.
  • Hola a todos,

    Sobre los filtros, aunque no soy experto en filtros de aire, descartaría el usar cualquier líquido. Por lo que conozco filtros están hechos por membranas de fibras continuas de muy pequeño diámetro. Estas fibras al mojarse, por capilaridad, se juntan entre sí, modificando el tamaño de poro. Por tanto, una vez que se ha mojado,ya no sabes que tamaño de partícula está realmente está filtrando, si es que sigue filtrando. 

    Por otro lado, la luz ultravioleta podría funcionar bien, aunque según he leído depende del tiempo de exposición. Teóricamente rompe el RNA del virus. Respecto al material, las fibras se degradarían un poco, pero no creo que de forma significativa. Depende del tiempo de exposición y de qué material estén hechas, pero estamos hablando de unos pocos usos. En general, cómo son poliméricas o derivados de celulosa, perderían propiedades mecánicas con el tiempo y la intensidad, pero estamos hablando de tiempos cortos (horas). Supongo que después (o antes) del tratamiento de UV habría que intentar hacer pasar un poco de aire de forma suave para intentar desbloquear los poros. Habrá más sustancias que quedan atrapadas, por lo que no serán tan efectivas.

    Quizás hay otras formas para limpiar "en seco", pero no conozco mucho más para virus,

    Un saludo,

  • Buenas noches, soy nuevo por aquí. Ingeniero electrónico.

    Respecto a la desinfección del aire y superficies, no se si de mascarillas. Se podría utilizar luz ultravioleta C. Hoy en día se pueden utilizar fuentes de luz LED, con longitudes de onda en torno a 265nm, cuya disponibilidad es elevada. Parece que ya hay estudios que así lo demuestran. https://www.violetdefense.com/research-articles/2020/2/6/uv-light-effective-against-coronavirus

    Tal vez esta técnica serviría para poder reutilizar los filtros.

    Si alguien quiere poner alguna iniciativa en marcha para explorar las posibilidades de esta tecnología, ofrezco mi experiencia en el desarrollo de productos basados en luz LED.
    Acabo de echarle un ojo al artículo (gracias!), pero no he encontrado el tiempo de tratamiento. Adjunto este otro que es para varios tipos de virus, por si interesa y son tiempos cortos, minutos, pero todo está hecho en condiciones ideales de laboratorio (Chun-Chieh Tseng & Chih-Shan Li (2007) Inactivation of Viruses on Surfaces by Ultraviolet Germicidal Irradiation, Journal of Occupational and Environmental Hygiene, 4:6, 400-405, DOI: 10.1080/15459620701329012).

    Una mascarilla tendría que estar bastante más tiempo (depende de la intensidad de la lámpara), el problema es que para limpiarla habría que desmontar las capas que tiene para llegue la radiación ultravioleta. Si alguna capa es gruesa, puede que haya zonas sin irradiar. Habría que comprobar que la máscara sigue siendo segura 100%.
  • Respecto a rayos X en el artículo de esterilización de aerosoles:

    En las referencias podéis encontrar que se necesitan 0.5 Mega rads, una burrada. Descartado.

    Igualmente, en las referencias podéis ver que el estudio más concreto dice 1h de UV directo a una placa petri para inactivar un cultivo de estos virus. En una máscara dudo muy mucho que lleguemos a dar la dosis necesaria dentro del filtro ni aunque irradiemos un año.

    Respecto a la desinfección de superficies podemos hacer como dicen sanitarios, científicos y hasta el ministerio de sanidad, lejía diluida (la dilución es 20% según unos, 1% según otros, cuanta más lejía más oxidante pero también más perjudicial respirarlo).

  • Respecto a mojar las máscaras estoy de acuerdo, y voy a editar la info al respecto porque hay mucha evidencia apuntando a que comprometen su uso.
  • rguzman dijo:
    Hola a todos,

    Sobre los filtros, aunque no soy experto en filtros de aire, descartaría el usar cualquier líquido. Por lo que conozco filtros están hechos por membranas de fibras continuas de muy pequeño diámetro. Estas fibras al mojarse, por capilaridad, se juntan entre sí, modificando el tamaño de poro. Por tanto, una vez que se ha mojado,ya no sabes que tamaño de partícula está realmente está filtrando, si es que sigue filtrando. 

    Por otro lado, la luz ultravioleta podría funcionar bien, aunque según he leído depende del tiempo de exposición. Teóricamente rompe el RNA del virus. Respecto al material, las fibras se degradarían un poco, pero no creo que de forma significativa. Depende del tiempo de exposición y de qué material estén hechas, pero estamos hablando de unos pocos usos. En general, cómo son poliméricas o derivados de celulosa, perderían propiedades mecánicas con el tiempo y la intensidad, pero estamos hablando de tiempos cortos (horas). Supongo que después (o antes) del tratamiento de UV habría que intentar hacer pasar un poco de aire de forma suave para intentar desbloquear los poros. Habrá más sustancias que quedan atrapadas, por lo que no serán tan efectivas.

    Quizás hay otras formas para limpiar "en seco", pero no conozco mucho más para virus,

    Un saludo,


    He añadido una idea loca en el texto: ¿y si comprobamos la integridad del filtro tras someterlo a CO2 supercrítico? Conozco algunas industrias que usan este proceso. Podría ser una vía de limpieza a gran escala.
  • rguzman dijo:
    Hola a todos,

    Sobre los filtros, aunque no soy experto en filtros de aire, descartaría el usar cualquier líquido. Por lo que conozco filtros están hechos por membranas de fibras continuas de muy pequeño diámetro. Estas fibras al mojarse, por capilaridad, se juntan entre sí, modificando el tamaño de poro. Por tanto, una vez que se ha mojado,ya no sabes que tamaño de partícula está realmente está filtrando, si es que sigue filtrando. 

    Por otro lado, la luz ultravioleta podría funcionar bien, aunque según he leído depende del tiempo de exposición. Teóricamente rompe el RNA del virus. Respecto al material, las fibras se degradarían un poco, pero no creo que de forma significativa. Depende del tiempo de exposición y de qué material estén hechas, pero estamos hablando de unos pocos usos. En general, cómo son poliméricas o derivados de celulosa, perderían propiedades mecánicas con el tiempo y la intensidad, pero estamos hablando de tiempos cortos (horas). Supongo que después (o antes) del tratamiento de UV habría que intentar hacer pasar un poco de aire de forma suave para intentar desbloquear los poros. Habrá más sustancias que quedan atrapadas, por lo que no serán tan efectivas.

    Quizás hay otras formas para limpiar "en seco", pero no conozco mucho más para virus,

    Un saludo,


    He añadido una idea loca en el texto: ¿y si comprobamos la integridad del filtro tras someterlo a CO2 supercrítico? Conozco algunas industrias que usan este proceso. Podría ser una vía de limpieza a gran escala.
    Me parece muy buena idea, acabo de ver que hay algunas referencias, podría funcionar ya que los poros no se modificarían (probablemente), y dependiendo del disolvente usado, siempre que sea compatible con los materiales de la mascarilla no debería porqué estropearse. Lo ideal sería tener una lista de componentes/materiales por parte del fabricante para asegurarse.

    He encontrado un artículo [Perrut, M. (2012). Sterilization and virus inactivation by supercritical fluids (a review). The Journal of Supercritical Fluids, 66, 359–371. doi:10.1016/j.supflu.2011.07.007], pero no he visto nada de coronavirus. Os adjunto un gráfico del artículo por si alguien que sepa de este tema lo ve como una alternativa interesante.

  • Buenas,
    Sabemos si el virus muere a una Tª determinada? porque igual con meter las mascarillas al horno de un día para otro permite utilizarlas con garantías.
    Un saludo

  • editado 18 de marzo
    Calentar los filtros de celulosa es una práctica que con total seguridad afectará a los mismos, tienen pegamentos (resinas) etc, por eso tienen rangos de temperatura para su uso seguro.
    rguzman dijo:
    rguzman dijo:
    Hola a todos,

    Sobre los filtros, aunque no soy experto en filtros de aire, descartaría el usar cualquier líquido. Por lo que conozco filtros están hechos por membranas de fibras continuas de muy pequeño diámetro. Estas fibras al mojarse, por capilaridad, se juntan entre sí, modificando el tamaño de poro. Por tanto, una vez que se ha mojado,ya no sabes que tamaño de partícula está realmente está filtrando, si es que sigue filtrando. 

    Por otro lado, la luz ultravioleta podría funcionar bien, aunque según he leído depende del tiempo de exposición. Teóricamente rompe el RNA del virus. Respecto al material, las fibras se degradarían un poco, pero no creo que de forma significativa. Depende del tiempo de exposición y de qué material estén hechas, pero estamos hablando de unos pocos usos. En general, cómo son poliméricas o derivados de celulosa, perderían propiedades mecánicas con el tiempo y la intensidad, pero estamos hablando de tiempos cortos (horas). Supongo que después (o antes) del tratamiento de UV habría que intentar hacer pasar un poco de aire de forma suave para intentar desbloquear los poros. Habrá más sustancias que quedan atrapadas, por lo que no serán tan efectivas.

    Quizás hay otras formas para limpiar "en seco", pero no conozco mucho más para virus,

    Un saludo,


    He añadido una idea loca en el texto: ¿y si comprobamos la integridad del filtro tras someterlo a CO2 supercrítico? Conozco algunas industrias que usan este proceso. Podría ser una vía de limpieza a gran escala.
    Me parece muy buena idea, acabo de ver que hay algunas referencias, podría funcionar ya que los poros no se modificarían (probablemente), y dependiendo del disolvente usado, siempre que sea compatible con los materiales de la mascarilla no debería porqué estropearse. Lo ideal sería tener una lista de componentes/materiales por parte del fabricante para asegurarse.

    He encontrado un artículo [Perrut, M. (2012). Sterilization and virus inactivation by supercritical fluids (a review). The Journal of Supercritical Fluids, 66, 359–371. doi:10.1016/j.supflu.2011.07.007], pero no he visto nada de coronavirus. Os adjunto un gráfico del artículo por si alguien que sepa de este tema lo ve como una alternativa interesante.


    Fantástica la referencia!!!
  • rguzman dijo:
    Buenas noches, soy nuevo por aquí. Ingeniero electrónico.

    Respecto a la desinfección del aire y superficies, no se si de mascarillas. Se podría utilizar luz ultravioleta C. Hoy en día se pueden utilizar fuentes de luz LED, con longitudes de onda en torno a 265nm, cuya disponibilidad es elevada. Parece que ya hay estudios que así lo demuestran. https://www.violetdefense.com/research-articles/2020/2/6/uv-light-effective-against-coronavirus

    Tal vez esta técnica serviría para poder reutilizar los filtros.

    Si alguien quiere poner alguna iniciativa en marcha para explorar las posibilidades de esta tecnología, ofrezco mi experiencia en el desarrollo de productos basados en luz LED.
    Acabo de echarle un ojo al artículo (gracias!), pero no he encontrado el tiempo de tratamiento. Adjunto este otro que es para varios tipos de virus, por si interesa y son tiempos cortos, minutos, pero todo está hecho en condiciones ideales de laboratorio (Chun-Chieh Tseng & Chih-Shan Li (2007) Inactivation of Viruses on Surfaces by Ultraviolet Germicidal Irradiation, Journal of Occupational and Environmental Hygiene, 4:6, 400-405, DOI: 10.1080/15459620701329012).

    Una mascarilla tendría que estar bastante más tiempo (depende de la intensidad de la lámpara), el problema es que para limpiarla habría que desmontar las capas que tiene para llegue la radiación ultravioleta. Si alguna capa es gruesa, puede que haya zonas sin irradiar. Habría que comprobar que la máscara sigue siendo segura 100%.
    Muy interesante el artículo. De el mismo se desprende que el tipo de virus ssRNA (como el coronavirus en cuestión) necesitan dosis mucho más pequeñas para desactivarse.

    El tiempo requerido dependerá de la dosis de radiación. En principio con dosis grandes se necesitarían tiempos muy cortos de desinfección.

    Respecto a la "transparencia" de los tejidos de los filtros a estas radiación UV-C, desconozco si es baja, pero en principio a menores longitudes de onda más capacidad para penetrar en los tejidos.

    Buscaré información sobre este punto.
  • rguzman dijo:
    Buenas noches, soy nuevo por aquí. Ingeniero electrónico.

    Respecto a la desinfección del aire y superficies, no se si de mascarillas. Se podría utilizar luz ultravioleta C. Hoy en día se pueden utilizar fuentes de luz LED, con longitudes de onda en torno a 265nm, cuya disponibilidad es elevada. Parece que ya hay estudios que así lo demuestran. https://www.violetdefense.com/research-articles/2020/2/6/uv-light-effective-against-coronavirus

    Tal vez esta técnica serviría para poder reutilizar los filtros.

    Si alguien quiere poner alguna iniciativa en marcha para explorar las posibilidades de esta tecnología, ofrezco mi experiencia en el desarrollo de productos basados en luz LED.
    Acabo de echarle un ojo al artículo (gracias!), pero no he encontrado el tiempo de tratamiento. Adjunto este otro que es para varios tipos de virus, por si interesa y son tiempos cortos, minutos, pero todo está hecho en condiciones ideales de laboratorio (Chun-Chieh Tseng & Chih-Shan Li (2007) Inactivation of Viruses on Surfaces by Ultraviolet Germicidal Irradiation, Journal of Occupational and Environmental Hygiene, 4:6, 400-405, DOI: 10.1080/15459620701329012).

    Una mascarilla tendría que estar bastante más tiempo (depende de la intensidad de la lámpara), el problema es que para limpiarla habría que desmontar las capas que tiene para llegue la radiación ultravioleta. Si alguna capa es gruesa, puede que haya zonas sin irradiar. Habría que comprobar que la máscara sigue siendo segura 100%.
    Muy interesante el artículo. De el mismo se desprende que el tipo de virus ssRNA (como el coronavirus en cuestión) necesitan dosis mucho más pequeñas para desactivarse.

    El tiempo requerido dependerá de la dosis de radiación. En principio con dosis grandes se necesitarían tiempos muy cortos de desinfección.

    Respecto a la "transparencia" de los tejidos de los filtros a estas radiación UV-C, desconozco si es baja, pero en principio a menores longitudes de onda más capacidad para penetrar en los tejidos.

    Buscaré información sobre este punto.

    rguzman dijo:
    Buenas noches, soy nuevo por aquí. Ingeniero electrónico.

    Respecto a la desinfección del aire y superficies, no se si de mascarillas. Se podría utilizar luz ultravioleta C. Hoy en día se pueden utilizar fuentes de luz LED, con longitudes de onda en torno a 265nm, cuya disponibilidad es elevada. Parece que ya hay estudios que así lo demuestran. https://www.violetdefense.com/research-articles/2020/2/6/uv-light-effective-against-coronavirus

    Tal vez esta técnica serviría para poder reutilizar los filtros.

    Si alguien quiere poner alguna iniciativa en marcha para explorar las posibilidades de esta tecnología, ofrezco mi experiencia en el desarrollo de productos basados en luz LED.
    Acabo de echarle un ojo al artículo (gracias!), pero no he encontrado el tiempo de tratamiento. Adjunto este otro que es para varios tipos de virus, por si interesa y son tiempos cortos, minutos, pero todo está hecho en condiciones ideales de laboratorio (Chun-Chieh Tseng & Chih-Shan Li (2007) Inactivation of Viruses on Surfaces by Ultraviolet Germicidal Irradiation, Journal of Occupational and Environmental Hygiene, 4:6, 400-405, DOI: 10.1080/15459620701329012).

    Una mascarilla tendría que estar bastante más tiempo (depende de la intensidad de la lámpara), el problema es que para limpiarla habría que desmontar las capas que tiene para llegue la radiación ultravioleta. Si alguna capa es gruesa, puede que haya zonas sin irradiar. Habría que comprobar que la máscara sigue siendo segura 100%.
    Muy interesante el artículo. De el mismo se desprende que el tipo de virus ssRNA (como el coronavirus en cuestión) necesitan dosis mucho más pequeñas para desactivarse.

    El tiempo requerido dependerá de la dosis de radiación. En principio con dosis grandes se necesitarían tiempos muy cortos de desinfección.

    Respecto a la "transparencia" de los tejidos de los filtros a estas radiación UV-C, desconozco si es baja, pero en principio a menores longitudes de onda más capacidad para penetrar en los tejidos.

    Buscaré información sobre este punto.

    https://europepmc.org/article/med/14631830
    Stability of SARS coronavirus in human specimens and environment and its sensitivity to heating and UV irradiation.

    "Irradiation of UV for 60 min on the virus in culture medium resulted in the destruction of viral infectivity at an undetectable level."




  • editado 19 de marzo
    Hola a todos/as
       Sobre la esterilización de los tejidos de los que están hechas las máscaras y teniendo en cuenta lo mencionado hasta este punto, se me ocurre lo siguiente.
       
       Para esterilizar en seco y a temperatura ambiente este tipo de materiales, en los que hay que garantizar la penetración por completo del desinfectante, el ozono es una buena alternativa y se puede generar con facilidad en el momento en que se necesite (alta tensión o incluso luz ultravioleta tipo C). Tiene un poder desinfectante superior al cloro (según algún fabricante 300-3000 veces superior, ya será menos) y funciona a partir de las 8-10ppm en tiempos de exposición de alguna hora.
    Hay mucha documentación científica, patentes y equipos comerciales. En algunos artículos científicos hacen ensayos con bacterias resistentes y algunos tipos de virus. 
       
    He encontrado este texto en publicidad de una empresa que comercializa equipos para esterilizar instalaciones, donde se mencionan algunas cifras. También hay patentes de cámaras de tamaño más reducido para esterilizar instrumental usando ozono en forma de gas.

    "a) Sistema de CHOQUE Este tratamiento con Ozono, en quirófanos y salas tipo UCI, suele realizarse con equipos portátiles de altas prestaciones, tipo cañón, que generan tasas superiores a los 10 ppm de Ozono. Estos aparatos se utilizan cuando no hay personal, su desconexión está programada y son fáciles de utilizar y de transportar. Mediante programación horaria, un equipo portátil puede colocarse en el centro de una sala, por ejemplo de un quirófano, para que el Ozono generado en altísimas concentraciones alcance toda la estancia sin dejarse un solo rincón. A título de ejemplo, un generador de 15 g/h realiza una esterilización con Ozono de cerca de 8 ppm en una sala 30 m3 en una hora. Si aumentamos el tratamiento durante dos o tres horas, aseguramos un resultado impactante, obteniendo reducciones bacterianas mayores de 10^6" (Fuente: Topozono)

    Faltaría investigar más el tema y ver la forma de medir la concentración para garantizar resultados.


  • Hola a todos/as
       Sobre la esterilización de los tejidos de los que están hechas las máscaras y teniendo en cuenta lo mencionado hasta este punto, se me ocurre lo siguiente.
       
       Para esterilizar en seco y a temperatura ambiente este tipo de materiales, en los que hay que garantizar la penetración por completo del desinfectante, el ozono es una buena alternativa y se puede generar con facilidad en el momento en que se necesite (alta tensión o incluso luz ultravioleta tipo C). Tiene un poder desinfectante superior al cloro (según algún fabricante 300-3000 veces superior, ya será menos) y funciona a partir de las 8-10ppm en tiempos de exposición de alguna hora.
    Hay mucha documentación científica, patentes y equipos comerciales. En algunos artículos científicos hacen ensayos con bacterias resistentes y algunos tipos de virus. 
       
    He encontrado este texto en publicidad de una empresa que comercializa equipos para esterilizar instalaciones, donde se mencionan algunas cifras. También hay patentes de cámaras de tamaño más reducido para esterilizar instrumental usando ozono en forma de gas.

    "a) Sistema de CHOQUE Este tratamiento con Ozono, en quirófanos y salas tipo UCI, suele realizarse con equipos portátiles de altas prestaciones, tipo cañón, que generan tasas superiores a los 10 ppm de Ozono. Estos aparatos se utilizan cuando no hay personal, su desconexión está programada y son fáciles de utilizar y de transportar. Mediante programación horaria, un equipo portátil puede colocarse en el centro de una sala, por ejemplo de un quirófano, para que el Ozono generado en altísimas concentraciones alcance toda la estancia sin dejarse un solo rincón. A título de ejemplo, un generador de 15 g/h realiza una esterilización con Ozono de cerca de 8 ppm en una sala 30 m3 en una hora. Si aumentamos el tratamiento durante dos o tres horas, aseguramos un resultado impactante, obteniendo reducciones bacterianas mayores de 10^6" (Fuente: Topozono)

    Faltaría investigar más el tema y ver la forma de medir la concentración para garantizar resultados.



    Efectivamente. Esto sería, si es que es viable, solo posible en empresas especializadas. Como un servicio de lavandería. Hace falta por lo tanto que investiguéis más porque de ser posible ya tiene que haber literatura científica al respecto y empresas ofreciendo este proceso para virus en general.

    Busquemos!
  • Hola a todos, soy farmaceutico y actualmente curso 4º de Fisicas, tengo varias impresoras 3d y me encantaría aportar todo lo que pueda  a este asunto.

    Como métodos de esterilización, uno muy simple es el tiempo, ir rotando mascarillas y dejarlas en cuarentena varios días o una semana, lo malo es que se necesitan muchas mascarillas.

    Otro metodo sencillo que habría que analizar sería el vacio. los virus o bien se verían arrastrados hasta un filtro improvisado por la propia succión del motor o se desecarían atrapados en la mascarilla reduciendo su vida media y capacidad de infectar, o directamente quedarían desactivados al resultar dañada la especia de membrana que tienen estos virus..

    Por otro lado, y dado que el problema es conseguir medios improvisados con un tamaño de poro adecuado como para servir de filtro, propongo "ensanchar"  el medio. Aunque el tamaño de poro no sea el ideal, la difusion del virus a través de el sería muy lenta y podría dar el tiempo necesario como para poder trabajar con la mascara.

    Es decir, podemos crear con medios caseros un filtro a base de papel, carton, tela  de unos por ejemplo 8mm de grosor que no impida al 100% que debido a la inspiración los virus vayan penetrandolop pero que esat difusión sea tan lenta que de facto el  filtro sirva por , digamos, 8h.

    En cuanto a materiales, yo estoy experimentando con 2 ahora mismo muy lentamente porque cómo os imaginareis en la farmacia estamos sufriendo una carga de trabajo y presión importantes. uno es el carbon activo, el carbon activo molido es un material que tiene un tamaño de poro a priori adecuado y es valido como filtro. Un cartucho de carbon activo  que se pudiera acoplar a una mascarilla debería ser facil de diseñar e imprimir

    Otro filtro que estoy valorando son los filtros de habitaculo de vehículo con carbon activo, tengo un par de la marca Man y he visto tambien de Bosch, son baratos unos 10€ y categoria HEPA.  De hecho se podrian hacer mascarillas con ellos directamente, al menos los mios son bastante grandes.

    Un saludo y seguiré este foro todo lo que pueda


  • Hola, respecto a otros métodos de esterilización de mascarillas que he visto que podrían funcionar está el someter el material a altísimas presiones con la posibilidad de controlar también la temperatura en algunos casos. Esto se utiliza en la industria alimentaria sobre todo. El problema por lo visto es esta opción destruye virus (algunos solo los inactiva) y bacterias pero no destruye esporas. Tal vez pueda ser un mal menor.  

    http://blog.hiperbaric.com/control-de-virus-transmitidos-por-alimentos-con-hpp
  • Hola a todos:
    Yo creo que la mejor opción para eliminar el coronavirus a al salida del respirador es utilizando un generador de ozono, que aunque no puede estar funcionando en habitaciones habitadas, habría que inyectar en ozono en un recipiente cerrado por el que se pasa el aire que sale del respirador para darle tiempo a convertirse en Oxígeno antes de dejarlo salir al exterior.
  • editado 22 de marzo
    Buenas tardes,

    adjunto propuesta de FILTRO LOWCOST, aprox. 1€ = 40 unidades.
    Lo primero, no es filtro N95, y tal como explica mafernandez, sólo pretende parar microgotas grandes y aquellas partículas pequeñas que por la difusión Browniana queden atrapadas en el filtro directamente adheridas a las fibras del mismo.

    Se trata de utilizar filtros de cafetera disponibles de momento en supermercados, según indica este artículo, éstos filtros detienen partículas mayores a 10-15 micras.


    Tamaño relativo virus:


    Y supongo que no tienen substancias dañinas por ser para uso alimentario  y las que he adquirido tampoco contienen adhesivos (CONFIRMAR VALIDEZ POR ALGUN DOCTOR).

    Este material me parece apropiado para utilizar como prefiltro, o como mascarilla básica.
    Dada su forma, he podido fijarla a mi cara fácilmente con un sellado bastante bueno. Sirvan estas fotos de muestra, pero lo ideal sería hacer con impresión 3D un sistema de sellado y fijación a la cabeza más consistente.

    Prototipo rápido (2min.):
    Materiales:Filtros Nº4, 1 goma elástica de 10-12cm y esparadrapo.

    1 Plegar y embuchar


    2


    3 Ceñir a nariz y poner esparadrapos

    4 Poner Goma
    5 Replegar filtro sobre goma.


    Material:


    KEYWORDS: MATERIAL FILTRANTE, FILTRO, FILTROS , MASCARILLA, LOWCOST

  • Tejido distribuido en España que posiblemente tenga mayor capacidad de filtrado 
    https://comertex.es/respilon-una-membrana-desarrollada-por-comertex/
  • Hola. Soy MCruz Minguillón, trabajo en calidad del aire hace 15 años. El tamaño de los aerosoles que contienen virus va de 0.01 to >2.5 micrómetros, según un estudio hecho en Wuhan durante el COVID-19 outbreak: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.03.08.982637v1. Figura 1. Contactando a una experta en contagio de virus por aerosoles me dice que es consistente con lo que han visto para otros virus (gripe). Es info a tener en cuenta al evaluar materiales alternativos para hacer mascarillas.

  • Hola a todos,

    Os mando una información que creo que es muy interesante de la limpieza de máscaras N95 con radiación UV (o bien otro método). Es de Stanford, del departamento de Medicina, actualizado a 25 de Marzo. Como veis, no son datos concluyentes ya que todavía no han llegado a probarlo en virus, tienen muy buenos resultados en bacterias. El informe es muy interesante. También incluyo una web de Japón donde intentan implementar esto.


    Adjunto los vínculos del informe, el informe y una web donde dicen donde hacerlo. Quizás habría que ponerlo en bibliografía útil,

    Un saludo,

    Roberto
    https://m.box.com/shared_item/https%3A%2F%2Fstanfordmedicine.app.box.com%2Fv%2Fcovid19-PPE-1-1

    Aquí el método de cómo implementarlo para una emergencia por gente de Japón

    https://hackerfarm.jp/2020/03/nukebox/?fbclid=IwAR0BGSNYxc-3DwzcFCWci3iCT2nGv8HnkkaNdfY6FqSXMTOBeviujLdcvBk
  • rguzman dijo:
    Hola a todos,

    Os mando una información que creo que es muy interesante de la limpieza de máscaras N95 con radiación UV (o bien otro método). Es de Stanford, del departamento de Medicina, actualizado a 25 de Marzo. Como veis, no son datos concluyentes ya que todavía no han llegado a probarlo en virus, tienen muy buenos resultados en bacterias. El informe es muy interesante. También incluyo una web de Japón donde intentan implementar esto.


    Adjunto los vínculos del informe, el informe y una web donde dicen donde hacerlo. Quizás habría que ponerlo en bibliografía útil,

    Un saludo,

    Roberto
    https://m.box.com/shared_item/https%3A%2F%2Fstanfordmedicine.app.box.com%2Fv%2Fcovid19-PPE-1-1

    Aquí el método de cómo implementarlo para una emergencia por gente de Japón

    https://hackerfarm.jp/2020/03/nukebox/?fbclid=IwAR0BGSNYxc-3DwzcFCWci3iCT2nGv8HnkkaNdfY6FqSXMTOBeviujLdcvBk
    Acabo de ver este otro método de limpieza de mascarillas usando peróxido de hidrógeno evaporado (26 de marzo 2020). No he encontrado más información, os mando el artículo de prensa, 



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