Coronavirus, propagación y mascarillas protectoras: Por Moisés Gutiérrez

Este post esta escrito por Moisés Gutiérrez, el cual agradecemos su colaboración y trabajo divulgativo altruista.


El SARS-Cov2 es el coronavirus que produce la enfermedad COVID-19, que se ha convertido en la pandemia de 2020 y 2021. El coronavirus es muy pequeño, de

0,1 a 0,16 micras (milésimas de milímetro) de diámetro, incluida

la envuelta grasa, sin embargo suele propagarse en aerosoles de

mayor tamaño, según la forma en que se haya producido.


La forma de contagio mas habitual es por transmisión aérea y por contacto con las emisiones respiratorias de un infectado, que puede incluir gotículas de mas de 100 micras, o aerosoles de dos tipos: Los grandes (de 5 a 100 micras), que se mantienen poco tiempo en el aire, y los pequeños (menores de 5 micras) que pueden mantenerse largo tiempo en el aire (de horas a días).

Al respirar, hablar, gritar, toser, etc.. se emiten secreciones de diferentes tamaños que oscilan desde una fracción de micra hasta cientos de micras. Las gotículas caen al suelo por su propio peso en pocos segundos, pudiendo recorrer una distancia máxima de un par de metros, a lo largo de la cual puede impactar en un receptor al que podría infectar, o depositarse en una superficie en la que permanecen infectivos desde horas hasta días, e infectar al tocarlo y acercarse las manos a la cara.

Cualquier otra emisión respiratoria menor de 100 micras es un

aerosol, que queda suspendido en el aire por un tiempo (desde segundos hasta horas) en el que puede ser inhalado a una distancia superior a dos metros del emisor, incluso en su ausencia si aún persisten en el aire. De los aerosoles que se emiten al respirar o hablar sin gritar, proceden de los pulmones del orden de un 90%, por lo que son de tamaño muy pequeño (<5 micras), y de ellos son infectivos los mayores de 0,6 micras (permanecen infectivos unas 3 horas, aunque duren más), tanto mas cuanto mayores sean (mas carga viral). La molécula mas grande de aire es de 0,004 micras.

Al llegar al receptor, los aerosoles de 15 a 100 micras alcanzan las vías respiratorias superiores, los de 5 a 15 micras pueden alcanzar la tráquea y bronquios principales, y los menores o iguales a 5 micras tienen capacidad para llegar hasta los alveolos pulmonares. Estos aerosoles han podido reducir su tamaño por evaporación desde su emisión al aire.

La siguiente imagen muestra un esquema simplificado de lo descrito.

El riesgo de esta transmisión aumenta en la distancia corta, en entornos cerrados y concurridos, especialmente mal ventilados, y si se realizan actividades que aumenten la generación de aerosoles como hacer ejercicio físico, hablar alto, gritar o cantar.


Mascarillas protectoras

En la regulación europea existen normas para mascarillas quirúrgicas, higiénicas y equipos de protección individual (mascarilla auto filtrante de tipo FFP1, FFP2, FFP3). La eficacia de estos dispositivos frente al coronavirus depende de:

– La eficacia de filtración del material que compone el dispositivo.

– Respecto a las gotículas

– Respecto a los aerosoles pequeños: 0,3 a 5 micras y grandes 5 a 100 micras

– El ajuste facial del dispositivo a la fisonomía humana es decir, la ausencia de fugas.

– La respirabilidad es decir, la resistencia del material al paso de aire.

– Reusabilidad: Método(s) de desinfección periódico, periodicidad, y duración.


Las mascarillas quirúrgicas están diseñadas para evitar que la persona que la lleva propague o emita patógenos, y están reguladas por la norma EN 14683:2019, que describe, entre otros, el test de filtración bacteriana (BFE), con el que determina la capacidad de filtración del material del cual está hecha la mascarilla. Para ello utiliza partículas con bacteria con un tamaño medio de 3 ± 0,3 micras (en el rango 0,6 micras a 7 micras) y hace un cultivo posterior del material filtrado, debiendo resultar una eficacia de filtración superior al 95% en las de tipo I, un 98% en las de tipo II y IIR, que además deben tener una cierta resistencia a las salpicaduras externas para proteger al portador.


Las mascarillas higiénicas se pueden comercializar sin normativa alguna para su fabricación ni grado de protección. No obstante, debido a la situación de pandemia por COVID-19, se han creado unas normas españolas para su fabricación, que utilizan el mismo ensayo de

filtración bacteriana de la norma EN 14683 pero con requisitos de capacidad de filtración inferiores. Las especificaciones UNE 0064 para mascarillas higiénicas no reutilizables y UNE 0065 para reutilizables, tienen requisitos de eficacia de filtración bacteriana del 95% y 90%, respectivamente, y de respirabilidad menos de 60 Pascales. La norma europea, basada en la española, es la CWA 17553:2020.


Las mascarillas auto filtrantes FFPn (Face Filter Piece) están reguladas por la norma EN 149:2001, en la que, además de exigir una serie de características como por ejemplo su adaptabilidad a la cara y medir sus fugas, así como la respirabilidad, etc..., se remite a la norma EN 13274-7 que especifica como evaluar su capacidad filtrante. Las mascarillas auto filtrantes están diseñadas para proteger a la persona que la lleva de la inhalación de partículas y aerosoles presentes en el ambiente, con independencia de su naturaleza y su tamaño, pero no de gases. La norma EN 13274-7:2019 describe el ensayo de filtración de materiales utilizando partículas en el rango 0,06-0,1 micras si se utiliza una solución de cloruro sódico como aerosol y en el rango 0,395-0,45 micras si se utilizan microgotas de parafina. La eficacia de filtración para ambos aerosoles ha de ser superior a 80%, 94% y 99% para FFP1, FFP2 y FFP3, respectivamente. Como equipo de protección individual

(EPI) contra partículas, las mascarillas auto filtrantes se someten a un test de fugas hacia el interior.

El CSIC propone hacer un test de eficacia filtrante con partículas de 0,3 micras, que son las mas difíciles de capturar para estas mascarillas, con los mismos resultados exigibles, que podría ser equivalente a los dos prescritos, mientras que en el procedimiento abreviado aprobado al principio de la pandemia de Covid-19 para mascarillas COVID, basta con hacer la prueba de aerosoles de solución de cloruro sódico, que no abarca los realmente infectivos, aunque cabe suponer que si filtra estos tan pequeños filtre también los infectivos.

Las FFP2, que son las mas habituales, están diseñadas para interceptar partículas y aerosoles en las dos direcciones (inhalación y exhalación) al menos un 94% la penetración de aerosoles finos y casi al 100% los aerosoles considerados infectivos de Coronavirus mayoritariamente exhalados mayores de 0,6 micras. Estas mascarillas llevan en el interior dos capas de filtro contiguas (Meltblown) que generan un campo electrostático capaz de atrapar las partículas mas pequeñas, pero precisamente por eso no deben mojarse, porque entonces pierden su efecto filtrante, y hace que su límite de uso sean unas 8 horas a un ritmo de respiración normal, aunque si se humedece antes, por ejemplo debido a una respiración agitada o por presencia de alta humedad ambiental, debe desecharse.


Hay en el mercado una serie de mascarillas higiénicas innovadoras:

– Nanofibras: Nanotech-mask, Proveil (CSIC), PTFE (teflón expandido)...

– Con tejido exterior hidrófugo que repele el agua: Seda, Viscosa, Ecodry, Hydrocell...

- Con viricida: Amina cuaternaria, ViroBlock, Ad-Tech, ViralOff

En las mascarillas higiénicas no hay pantalla electrostática, sino que el filtrado es mecánico, basándose en tejidos de poros muy finos, por los que los aerosoles de coronavirus no caben.

Las de nanofibras han sido probadas con aerosoles pequeños con todo éxito y no les afecta la humedad, por lo que pueden reutilizarse sin mas que desinfectarlas adecuadamente, por ejemplo mediante pulverización de solución alcohólica al 70% y secado. Estas no pueden lavarse en lavadora, ni plancharse, ni someterse a un fregado manual, ya que se podría dañar las nanofibras.

Las que incorporan un tejido exterior hidrófugo mejoran ostensiblemente la protección contra las gotículas, ya que estas resbalarán sobre la superficie sin ser absorbidas, y suelen presentar eficacias BFE altas, lo que sugiere una mejor protección contra el coronavirus, pero apenas he visto algún caso que lo haya medido. Estas pueden desinfectarse mediante un lavado y un planchado.

Las que tienen viricida, hacen que los virus interceptados sean desactivados en un par de horas, lo que permite espaciar los lavados o desinfecciones, pero no está claro que no dejen pasar los aerosoles infectivos del coronavirus, y tampoco he visto nadie que lo haya medido. En cambio suelen medir la eliminación del virus a las dos horas, que no es concluyente.

Dado que la norma UNE0065:2020 solo establece un test de bacterias conforme a EN 14683:2019, es difícil valorar la protección de las mascarilla higiénicas respecto al coronavirus, al no hacer pruebas de aerosoles pequeños, como el del test de aerosoles de cloruro sódico, y por tanto no se sabe su eficacia de filtración a esos tamaños, pero cabria deducir que las que tienen un ensayo BFE con un resultado mayor de 99% entre 0,6 y 7 micras, será bastante probable que intercepten también los aerosoles infectivos del coronavirus entre 0,6 y 5 micras, y mejor aún si no lo retienen por ser hidrófugo, o lo desactivan con un viricida, o ambas cosas.

No obstante ¿qué pasará cuando los aerosoles pierdan agua y reduzcan su tamaño manteniendo su carga vírica (hasta 3 horas)?, quizá pudieran llegar a tamaños del orden de 0,3 micras, y entonces para asegurar la protección a largo plazo en espacios cerrados sería necesario hacer el test con el aerosol de cloruro sódico, sin embargo quizá fuera mas lógico seguir la propuesta del CSIC y hacer el test con partículas de 0,3 micras, aunque por ahora solo esté en la norma estadounidense ASTM F2100, que se hace con partículas por debajo de la micra, y se conoce como test de partículas PFE .

Esto sugiere la posibilidad de ampliar la norma UNE0065 con una categoría de protección vírica basada en el test del CSIC con partículas de 0,3 micras, o con un PFE, y entonces podríamos usar con tranquilidad estas mascarillas reutilizables innovadoras y estupendas para protegernos de la Covid-19 con tranquilidad y de forma mas económica y ecológica por su reusabilidad, y por supuesto bajarles el IVA durante la pandemia como producto de primera necesidad que es.

Consideraciones prácticas

La primera consideración a tener en cuenta es que se debe evitar el contagio por todas vías posibles, contacto y aérea, respetando todas las normas de protección contra la covid, que básicamente son: Súper-higiene, ventilación, distancia entre personas y mascarilla.

Debe tenerse presente que la distancia solo protege del alcance por gotículas, pero no de los aerosoles proyectados al exhalar, para lo cual es imprescindible usar una mascarilla apropiada.

También debe considerarse que en un interior mal ventilado con personas potencialmente infecta-das, como por ejemplo una reunión privada, una discoteca, o incluso un supermercado, los aerosoles infectados emitidos van evaporando el agua y haciéndose mas pequeños mantenido su carga viral 3 horas, por lo que para protegerse es necesario dotarse de mascarilla para partículas submicrónicas.

Las normas establecen que para un aire de buena calidad (IDA2) es necesario inyectar aire limpio a una velocidad superior a 12,5 litros/segundo por persona (45 m³/hora/persona), lo cual está prescrito en oficinas, residencias, salas de lectura, aulas, hoteles, museos, etc.., mientras que las directrices oficiales han venido recomendando 8 litros/segundo/persona (IDA3) para locales de ocio, por tanto hay que contar con que los espacios de ocio no estarán adecuadamente ventilados, mientras que algunos, como guarderías y hospitales tienen rescritos 20 litros/segundo/persona (IDA1). Un salón de 18,75 m² con una altura de 2,4m tiene un volumen de 45m³, es decir que sería necesario renovar todo su aire tantas veces a la hora como personas se encuentren dentro, por ejemplo si hay 6 personas, serían necesarias 6 renovaciones/hora, es decir 270 m³/hora, y así obtener un aire IDA2.

Las mascarillas quirúrgicas de tipos I y II, no tienen porque proteger a quien las lleva, quien por tanto puede recibir salpicaduras de gotículas o aerosoles e infectarse por via respiratoria. Sin embargo las de tipo IIR protegen de las gotículas, pero no está claro que protejan de los aerosoles, ni siquiera de los emitidos directamente, aunque si la filtración de bacterias fuera bidireccional cabe suponer que proteja a quien la lleva de los aerosoles infectivos recién emitidos, pero quizá no de los que llevan tiempo flotando en una habitación cerrada, con su tamaño reducido por evaporación.

Para protegerse en espacios cerrados con mala ventilación y que hayan tenido dentro infectados hace mas de un cuarto de hora, como el supermercado, el autobús, la oficina, o el ambulatorio, será necesario recurrir a las FFP2 o las higiénicas de nanopartículas, además de respetar las normas de protección, mientras que para andar por la calle podría basta una higiénica con capa hidrófuga.

Es bastante probable que las higiénicas con capa hidrófuga de alta filtración en el test de bacterias BFE, digamos mayor del 95%, filtren también los aerosoles infectivos directos, pero no parece que protejan contra los submicrónicos de los espacios cerrados insuficientemente ventilados. Sería necesario hacerle la prueba de filtración de aerosoles y partículas de 0,06 a 0,45 micras de la norma EN-13274:2020, requerida en la EN-149 que se aplica a las FFP, y en tanto no se disponga de esta prueba u otra aplicable, será mejor abstenerse de usarlas para ir al super, sino solo para pasear.


Algunas mascarillas reutilizables con filtro de nanofibras para covid19



Nanotech-mask FFP2RD es una mascarilla fabricada con 2 capas externas de algodón hidrofugado de 90 g/m2, entre las que se alojan dos capas de nanofibras PTFE, certificada por Applus conforme a EN-149, como EPI reutilizable hasta 20 lavados por un simple remojo agitado suavemente en agua caliente, con una eficacia de filtración de aerosoles pequeños mejor del 98%, y mayor del 94,5% después de los 20 lavados, así como de respirabilidad mejor de 40 pascales, que mejora con los lavados, y de ajuste facial medio en movimiento del 94,5%, para asegurar la máxima protección. Además protege del polvo fino, como el de la dolomita.

Proveil es el filtro de nanopartículas creado por el CSIC, y la marca de las mascarillas comerciali-zadas por Bioinicia, que es la empresa que lo fabrica de forma industrial. Tiene formato FFP2 reutilizable mas de una jornada, ya que vale para 16 horas, y la han sometido a un ensayo abreviado (PPE-R/02.75) que certifica, entre otras cosas, su capacidad de filtración, pero no el FFP2 completo. Tiene una eficacia de filtración media de 97,6% y una respirabilidad de 44 pascales, no dice ajuste facial, pero es bueno. Es reutilizable por pulverización con alcohol de 70º, aunque no dice cuanto; no obstante, estudios prueban que la de nanofibras se puede reutilizar hasta 10 veces, y puede lavarse a mano con jabón neutro aunque sin frotar.


NOTA: Nanotech-mask SL no se hace responsable de la información del post, el cual hemos transcrito literalmente del escrito aportado por Moisés Gutiérrez, si bien hemos estado de acuerdo con su publicación y la información que aporta.


Bibliografía.

https://www.mscbs.gob.es/profesionales/saludPublica/ccayes/alertasActual/nCov/documentos.htm

https://www.mscbs.gob.es/profesionales/saludPublica/ccayes/alertasActual/nCov/documentos/COVID19_Aerosoles.pdf https://www.mscbs.gob.es/profesionales/saludPublica/ccayes/alertasActual/nCov/documentos/ITCoronavirus.pdf https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspa.2020.0584

https://www.idaea.csic.es/wp-content/uploads/2020/04/Informe_Caracterìsticas-SARS-CoV-2-y-opciones-

filtración_IDAEA-CSIC_v3.pdf

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