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COVID-19

La eficiencia de las mascarillas

Diversas pruebas revelan cómo y hasta qué punto el uso de distintos modelos de barbijos limita la propagación aérea de las enfermedades infecciosas

Cuando se la utiliza correctamente, la mascarilla quirúrgica tiene una capacidad de filtrado de un 89 %

Léo Ramos Chaves

Desde hace casi dos años, un accesorio hasta entonces restricto a algunos ambientes profesionales específicos, tales como los hospitales, la construcción civil y la minería, se convirtió en algo obligatorio en la vida cotidiana de la gente y empezó a verse en las calles de todas las ciudades del planeta. En vista de la gravedad y la extensión en el tiempo de la pandemia de covid-19, las mascarillas de protección respiratoria o barbijos, como también se las denomina, se han vuelto omnipresentes y durante un tiempo se las seguirá utilizando. Los distintos modelos de mascarillas han sido objeto de investigaciones tendientes a evaluar su importancia, no solo para evitar la propagación del Sars-CoV-2, sino también para ayudar a detener otros brotes infecciosos, como la reciente ola de gripe H3N2 que prolifera en varios estados brasileños.

Uno de los más recientes estudios al respecto fue dado a conocer en el mes de diciembre por el Instituto Max Planck, de Alemania. Ese trabajo confirmó la eficacia del rol de las mascarillas como escudos antivirus. Un artículo publicado en la revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) comprobó que, incluso a 3 metros (m) de distancia, una persona no vacunada contra el covid-19 y sin mascarilla tarda menos de cinco minutos en infectarse con el nuevo coronavirus a partir de que inhala la respiración de un portador del virus que tampoco esté cubierto por el accesorio de protección.

La buena noticia es que si esas mismas personas llevan puesta las mascarillas del modelo PFF2 –conocidas en algunos países bajo la denominación N95–, bien ajustadas al rostro, la posibilidad de contagio tras un tiempo de contacto cuatro veces superior (20 minutos), sería solamente del 0,1 %, es decir, una posibilidad entre mil. Otra de las conclusiones del estudio que llevó a cabo el investigador Eberhard Bodenschatz, es que los modelos PFF2 (de pieza facial filtrante) proporcionan una protección 75 veces superior a la de las mascarillas quirúrgicas, las cuales, por su parte, reducen el riesgo de contagio, como máximo, un 10 % si se las usa en forma adecuada, pegadas a la cara.

Investigadores brasileños son los autores de uno de los estudios más amplios sobre la eficacia de las mascarillas faciales. Este trabajo, realizado por un grupo del Instituto de Física de la Universidad de São Paulo (IF-USP) y del Instituto de Investigaciones Energéticas y Nucleares (Ipen), evaluó 227 mascarillas diferentes, que incluyen desde las fabricadas con tecnología de punta, como las del modelo PFF2/N95, hasta las cosidas en casa, además de las mascarillas quirúrgicas y toda la gama de las que se venden en los comercios, de telas sintéticas o de algodón. Los resultados fueron publicados en la revista Aerosol Science and Technology en abril de 2021. “Al principio de la pandemia, la Facultad de Medicina [FM] de la USP se contactó con el profesor Vanderley John, del Departamento de Ingeniería de la Construcción Civil de la Escuela Politécnica [Poli-USP], para decirle que solo disponía de mascarillas para otras tres semanas, tanto en el Hospital de Clínicas como en el Hospital Universitario. Como el mercado no era capaz de satisfacer la alta demanda, la FM-USP sugirió probar telas alternativas para la confección de mascarillas”, recuerda Fernando Morais, estudiante de doctorado del IF-USP y autor principal del estudio.

Esa iniciativa se transformó en el proyecto (respire!, dirigido por John, que convocó a otros colegas del IF-USP para probar la filtración de los dispositivos. Para ello, el grupo adaptó un aparato que suele utilizarse para verificar la calidad del aire en la región amazónica y en São Paulo, que mide la cantidad de partículas existentes en la atmósfera.

“Nuestro grupo estudia los aerosoles atmosféricos y su impacto sobre el medio ambiente y el clima. Ya teníamos el instrumental, incluso financiado por la FAPESP, para medir nanopartículas de un rango de 10 nanómetros [nm], que son 100 veces menores que al grosor de un cabello. También teníamos generadores de aerosoles capaces de suministrar partículas del tamaño que necesitábamos, de entre 60 y 300 nm”, describe el físico Paulo Artaxo, del IF-USP, uno de los coautores de la investigación y cosupervisor del doctorado de Morais.

Al comprobar la capacidad de filtración de partículas (que le impide al virus ser expulsado o respirado) y la respirabilidad de las mascarillas (que mide hasta qué punto facilitan o dificultan el paso del aire) fue posible combinar los dos valores y calcular un factor de calidad (FQ) para cada modelo evaluado (véase la infografía). “El nuestro ha sido un estudio pionero a nivel mundial al combinar la medición del filtrado con la respirabilidad, una cuestión relevante, porque a mucha gente no le gusta usar mascarilla cuando esta dificulta la respiración”, dice Artaxo.

Alexandre Affonso

Los resultados de la investigación han corroborado lo que ya se sabía –la importancia del uso de las mascarillas para el control epidemiológico de las enfermedades de transmisión aérea– y aportaron detalles acerca de la eficacia de los diferentes tipos de cobertura facial. Considerando solamente el filtrado, las mascarillas que más se destacaron fueron, tal como se esperaba, las PFF2/N95, que bloquean el paso del 98 % de las partículas con los tamaños testeados (de 60 a 300 nm).

Los barbijos quirúrgicos ofrecieron un 89 % de capacidad de filtrado y los denominados TNT (tela no tejida, un material que se obtiene a partir de una mezcla de fibras y un polímero), compuestos por tres capas de material (conocidas como SMS), filtraron el 78 % de las partículas. Las mascarillas de algodón ofrecieron una retención de partículas menor (entre un 20 % y un 60 %), porque la trama de la tela deja más intersticios entre los hilos. Si esas mascarillas tienen costuras, el riesgo de paso de partículas portadoras del virus aumenta aún más.

En términos de respirabilidad, las que más se destacaron fueron las mascarillas TNT, seguidas de cerca por las quirúrgicas. Las PFF2/N95 y las de algodón tenían un índice de respirabilidad menor, aunque esto no dificulta su utilización, incluso durante períodos largos. “Cuando la respirabilidad es extremadamente baja, se dificulta que el aire atraviese la mascarilla. Esto es malo porque entonces la persona se la saca a la primera oportunidad”, advierte Artaxo.

La correlación de los datos de filtración con los de respirabilidad proporciona un índice que es el factor de calidad de cada mascarilla, el cual fue comparado con la norma recomendada por la Organización Mundial  de la Salud (OMS). “Este índice debe ser superior a 3 para que la mascarilla cumpla con los requisitos mínimos de filtrado y respirabilidad propuestos por la OMS”, explica Morais.

En el estudio de la USP/Ipen, el modelo PFF2/N95, las quirúrgicas y las TNT superaron el estándar de la OMS, con altos valores de FQ que arrojaron 13,2, 15,9 y 24,9, respectivamente. En cambio, las mascarillas caseras de algodón, considerando un término medio de respirabilidad de un 40 %, no alcanzaron el umbral de recomendación, al obtener tan solo una puntuación de 1,4. “Pero aunque algunos modelos tengan un factor de calidad muy bajo, es preciso recordar que cualquier mascarilla es mejor que ninguna. Si bien dentro de la gama de los barbijos hay modelos mejores y peores, todos siguen siendo eficientes”, dice el ingeniero biomédico Vitor Mori, miembro del Observatorio Covid-19 BR.

Un aspecto importante que no fue abordado en el estudio de Artaxo, Morais y John fue lo referente al ajuste de las mascarillas al rostro, evitando dejar huecos en el contacto del accesorio con la nariz, el mentón y las mejillas, esencial para que, en la práctica, el filtrado sea el mismo que se registra en laboratorio. Mori explica que hay dos elementos que contribuyen a un mejor sellado. “Si la mascarilla posee un clip nasal y elásticos para sujetarla a la nuca, es más factible que pueda ajustarse mejor al rostro. Cuanto mejor sea el sellado que proporciona, el aire que sale y que entra pasa solamente por el filtro, maximizando la retención de partículas”, dice. Según Artaxo, es esencial un buen ajuste de la mascarilla a la cara para que proporcione la retención adecuada. El artículo publicado por su grupo incluye una recomendación en ese sentido.

Alexandre Affonso

Otra investigación sobre el uso de las mascarillas realizada en Brasil, en la cual se utilizó como muestra a un grupo de pacientes infectados con el nuevo coronavirus, reveló un aspecto interesante relacionado con el uso de estos adminículos protectores: el patógeno fue detectado tan solo en la capa interna de las mascarillas, lo que sugiere un bloqueo de la transmisión. El estudio, realizado por científicos de la Fundación Oswaldo Cruz (Fiocruz), analizó 45 protectores faciales utilizados en situaciones cotidianas por 28 pacientes, de los cuales 30 eran de tela de algodón de dos o tres capas y 15 del modelo quirúrgico.

Los resultados, publicados como preprint (artículos todavía no sometidos al proceso formal de revisión por pares) en el repositorio medRxiv, sugieren que los distintos modelos de mascarillas dificultan o impiden la exhalación de los virus con un alto grado de eficiencia, lo que refuerza la idea de que los protectores respiratorios evitan, ante todo, que los infectados difundan las enfermedades.

“Varios datos indican que la presencia de capas múltiples en las mascarillas constituye un factor importante para la protección, al igual que la porosidad de la tela, que no debe ser excesiva”, subrayó Andreza Salvio, doctora en biología parasitaria del Instituto Oswaldo Cruz (IOC) de la Fiocruz y una de las integrantes del equipo que elaboró el estudio, en el material divulgado por la institución. “Asimismo, es fundamental que se entienda que la mascarilla es solo una de las múltiples medidas que deben adoptarse para contrarrestar la propagación del covid-19, a la par, por ejemplo, del distanciamiento social y de la vacunación”, añadió.

Sin interferencias
Otro estudio, también de la FM-USP, patrocinado por la FAPESP y divulgado en medRxiv como preprint, señala que el uso de las mascarillas, si bien puede generar cierta incomodidad, no interfiere mayormente con la respiración normal ni con la fisiología cardiovascular, incluso durante la práctica de ejercicios físicos con intensidades moderadas o altas.

Los investigadores evaluaron a 17 varones y 18 mujeres sanos mediante pruebas ergoespirométricas en cinta –que analizan las respuestas cardiopulmonares a través del intercambio de gases exhalados e inspirados durante el ejercicio físico–, recolección de lactato (un indicador de la intensidad del esfuerzo físico y de la fatiga muscular) y monitoreo cardíaco permanente, con múltiples grados de esfuerzo. Los voluntarios cumplieron con una sesión utilizando una mascarilla de tela de tres capas y otra sesión sin ese accesorio, para posibilitar la comparación.

“El estudio demostró que la mascarilla de tela no incidió sustancialmente en las variables fisiológicas o metabólicas durante la ejecución de ejercicios físicos aeróbicos”, dice Natália Guardieiro, médica del ejercicio y del deporte, estudiante de doctorado en la FM-USP y autora principal del artículo. “Incluso durante los ejercicios más intensos, los efectos de la mascarilla fueron mínimos, ya que el organismo realiza compensaciones fisiológicas. Por lo tanto, la mascarilla no es un impedimento para la práctica de actividades físicas”, concluye.

Artículos científicos
MORAIS, F. G. et al. Filtration efficiency of a large set of Covid-19 face masks commonly used in Brazil. Aerosol Science and Technology. 26 abr. 2021.
GHOLAMHOSSEIN, B. et al. An upper bound on one-to-one exposure to infectious human respiratory particles. PNAS. 2 dic. 2021.
GUARDIEIRO, N. M. et al. A cloth facemask causes no major respiratory or cardiovascular perturbations during moderate to heavy exercise. medRxiv. 16 dic. 2021.
MELLO, V. M. et al. Effectiveness of face masks in blocking the transmission of Sars-CoV-2: A preliminary evaluation of masks used by Sars-CoV-2-infected individuals. medRxiv. 30 jun. 2021.

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