Istituto Allergologico Italiano

Proteggersi dal contagio: bene le mascherine di stoffa, purchè ibride


L'emergenza di una pandemia che colpisce il sistema respiratorio può comportare una domanda eccessiva di mascherine protettive per il viso con spesso l'impossibilità a reperirle. Ciò comporta che molte persone sono costrette a usare delle mascherine di stoffa fai da te, come si vede durante l'attuale pandemia di COVID-19. Si sa però poco sul valore protettivo di queste mascherine di stoffa rispetto alle mascherine N95 e a quelle chirurgiche. Il 21 aprile u.s. è stato pubblicato su ACS NANO uno studio accurato che ha valutato l'efficienza della filtrazione di diverse stoffe in funzione delle dimensioni del particolato aerosol comprese tra i 10 nm e i 10 μm (1 μm è un millesimo di millimetro, un nanometro è un milionesimo di millimetro). Va tenuto presente che i coronavirus hanno dimensioni da 80 a 160 nm ma le più piccole goccioline della saliva che lo veicolano sono circa 250 nm (vedi articolo “Proteggersi dal contagio: attenzione alle chiacchere”) Gli studi sono stati condotti per diversi tessuti comuni tra cui cotone, seta, chiffon, flanella, vari sintetici e le loro combinazioni.

Si è visto che il cotone, la seta naturale e lo chiffon possono fornire una buona protezione, in genere superiore al 50% per l'intera gamma dai 10 nm ai 6,0 μm, a condizione che abbiano una trama stretta. Ad esempio, un foglio di cotone da 600 TPI può fornire efficienze di filtrazione medie del 79 ± 23% (per le particelle da 10 nm a 300 nm) e del 98,4 ± 0,2% (per particelle da 300 nm a 6 μm). Una trapunta di cotone con imbottitura fornisce 96 ± 2% (da 10 nm a 300 nm) e 96,1 ± 0,3% (da 300 nm a 6 μm).

Nel valutare questi risultati va detto che una mascherina chirurgica è risultata filtrare 76 ± 22% delle particelle da 10 nm a 300 nm e 99,6 ± 0,1& quelle da 300 nm a 6 μm. (Vedi tabella 1).

Campione Efficienza di filtraggio %
  < 300 nm >300 nm
N95 aderente 85 ± 15 99.9 ± 0.1
N95 non aderente 34 ± 15 12 ± 3
Chirurgica aderente 76 ± 22 99.6 ± 0.1
Chirurgica non aderente 50 ± 7 44 ± 3
Trapunta di cotone 96 ± 2 96.1 ± 0.3
Cotone (80 TPI), 1 strato 9 ± 13 14 ± 1
Cotone (80 TPI), 2 strati 38 ± 11 49 ± 3
Flanella 57 ± 8 44 ± 2
Cotone trapuntato (600 TPI),
1 strato
79 ± 23 98.4 ± 0.2
Cotone trapuntato (600 TPI), 
2 stratoi
82 ± 19 99.5 ± 0.1
Chiffon, 1 strato 67 ± 16 73 ± 2
Chiffon, 2 strati 83 ± 9 90 ± 1
Seta naturale, 1 strato 54 ± 8 56 ± 2
Seta naturale, 2 strati 65 ± 10 65 ± 2
Seta naturale, 4 strati 86 ± 5 88 ± 1
Ibrido 1: cotone/chiffon 97 ± 2 99.2 ± 0.2
Ibrido 2cotone/seta (aderente) 94 ± 2 98.5 ± 0.2
Ibrido 2: cotone/seta (non aderente) 37 ± 7 32 ± 3
Ibrido 3: cotone/flanella 95 ± 2 96 ± 1

Tabella 1.Efficienza di filtrazione dei vari campioni provati alla velocità di flusso di 1,2 CFM e con una corrispondente pressione differenziale (ΔP) attraverso i campioni.

schema della combinazione di teesuti diversi Si è visto anche che le efficienze di filtrazione sono migliorate quando sono stati utilizzati più strati e quando si utilizzano combinazioni specifiche di tessuti diversi. Una seta a quattro strati (usata, ad esempio, come sciarpa) era sorprendentemente efficace con un'efficienza media dell'85% nell'intervallo di dimensioni delle particelle di 10 nm -6 μm. L'efficienza di filtrazione degli ibridi (come cotone-seta, cotone-chiffon, cotone-flanella) è stata dell'80% (per particelle <300 nm) e del 90% (per particelle >300 nm). Di conseguenza, è stato scoperto che combinazioni ibride di materiali come un tessuto fitto di cotone insieme a seta, chiffon o flanella possono fornire un'ampia copertura di filtrazione su scala nanometrica e micrometrica (da 300 nm a 6 μm ). Secondo questo studio le migliori prestazioni delle mascherine a più strati sarebbero dovute all'effetto combinato della filtrazione meccanica ed elettrostatica (vedi Fig.1)

Il cotone, il materiale più utilizzato per le maschere in tessuto, offre prestazioni migliori a densità di tessitura più elevate (ad es. Conteggio dei fili) e può fare una differenza significativa nella efficienza di filtrazione. Lo studio mette in evidenza anche che l’incompleta adesione (causati da un adattamento improprio della maschera al viso) può comportare una riduzione di oltre il 60% dell'efficienza di filtrazione. La conclusione importante di questo studio è che le mascherine di vari tessuti se utilizzati in più strati o in combinazione di diversi materiali possono garantire una protezione significativa contro la trasmissione del virus tramite aerosol.

FONTE: Konda A. Aerosol Filtration Efficiency of Common Fabrics Used in Respiratory Cloth Mask Acs NANO 21 aprile 2020 https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c03252

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