Visualización y cuantificación de los flujos de fuga de mascarillas y la transmisión interpersonal con diferentes cubiertas faciales
Autores: Si, Xiuhua; Xi, Jensen S.; Talaat, Mohamed; Park, Jay Hoon; Nagarajan, Ramaswamy; Rein, Michael; Xi, Jinxiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Visualización y cuantificación de los flujos de fuga de mascarillas y la transmisión interpersonal con diferentes cubiertas faciales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Uso de mascarillas
Transmisión por aerosoles
Métodos de visualización
Flujos de fuga
Eficiencia de filtración
Pantalla facial
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Aunque el uso de mascarillas es ahora generalizado, el conocimiento sobre cómo cuantificar o mejorar su rendimiento sigue siendo sorprendentemente limitado y se basa en gran medida en evidencia empírica. El objetivo de este estudio fue visualizar los flujos de aire espiratorios de las mascarillas y evaluar la transmisión de aerosoles entre dos personas. Se exploraron diferentes métodos de visualización, incluyendo el sistema óptico Schlieren, el sistema de imagen de partículas láser/LED, la cámara térmica y el sistema vapor-SarGel. Los flujos de fuga y los aerosoles escapados se cuantificaron utilizando un anemómetro de hilo caliente y un contador de partículas, respectivamente. Los resultados muestran que el uso de mascarillas reduce la velocidad del flujo exhalado de 2 a 4 m/s (sin mascarilla) a alrededor de 0.1 m/s, disminuyendo así las velocidades de transmisión de gotas. Las mascarillas de tela, quirúrgicas y KN95 mostraron diferentes flujos de fuga en la parte superior de la nariz, los lados y el mentón. La tasa de fuga también difería entre la inhalación y la exhalación. El pasamontañas tiene baja eficiencia de filtración y altas fracciones de fuga, proporcionando baja eficiencia de protección. Hubo una considerable deposición en el área boca-nariz, así como en el cuello, mentón y mandíbula, lo que aumentó el riesgo de autoinoculación a través del contacto facial espontáneo. Un protector facial más una mascarilla quirúrgica redujo en gran medida las gotas en la cabeza, cuello y cara, lo que indica que las coberturas faciales dobles pueden ser muy efectivas cuando una sola mascarilla es insuficiente. El sistema vapor-SarGel proporcionó un enfoque práctico para estudiar la transmisión interpersonal en diferentes escenarios de contacto cercano o con diferentes coberturas faciales.
Descripción
Aunque el uso de mascarillas es ahora generalizado, el conocimiento sobre cómo cuantificar o mejorar su rendimiento sigue siendo sorprendentemente limitado y se basa en gran medida en evidencia empírica. El objetivo de este estudio fue visualizar los flujos de aire espiratorios de las mascarillas y evaluar la transmisión de aerosoles entre dos personas. Se exploraron diferentes métodos de visualización, incluyendo el sistema óptico Schlieren, el sistema de imagen de partículas láser/LED, la cámara térmica y el sistema vapor-SarGel. Los flujos de fuga y los aerosoles escapados se cuantificaron utilizando un anemómetro de hilo caliente y un contador de partículas, respectivamente. Los resultados muestran que el uso de mascarillas reduce la velocidad del flujo exhalado de 2 a 4 m/s (sin mascarilla) a alrededor de 0.1 m/s, disminuyendo así las velocidades de transmisión de gotas. Las mascarillas de tela, quirúrgicas y KN95 mostraron diferentes flujos de fuga en la parte superior de la nariz, los lados y el mentón. La tasa de fuga también difería entre la inhalación y la exhalación. El pasamontañas tiene baja eficiencia de filtración y altas fracciones de fuga, proporcionando baja eficiencia de protección. Hubo una considerable deposición en el área boca-nariz, así como en el cuello, mentón y mandíbula, lo que aumentó el riesgo de autoinoculación a través del contacto facial espontáneo. Un protector facial más una mascarilla quirúrgica redujo en gran medida las gotas en la cabeza, cuello y cara, lo que indica que las coberturas faciales dobles pueden ser muy efectivas cuando una sola mascarilla es insuficiente. El sistema vapor-SarGel proporcionó un enfoque práctico para estudiar la transmisión interpersonal en diferentes escenarios de contacto cercano o con diferentes coberturas faciales.