Mascarillas FFP2 estándar, quirúrgicas o incluso de fabricación casera. Estas palabras han invadido nuestro día a raíz de la pandemia de COVID-19. Como físicos, no nos corresponde a nosotros dar recomendaciones sobre su uso para minimizar el riesgo de contagio. Sin embargo, sí podemos aportar información sobre los mecanismos que intervienen en su funcionamiento. Puede que muchos piensen que estos dispositivos actúan principalmente como un tamiz. Sin embargo, nada más lejos de la realidad.
Cuando tosemos, estornudamos, hablamos o simplemente respiramos, producimos aerosoles: partículas de distintos tamaños que acompañan al aire exhalado. Por lo general, se trata de gotículas de agua de entre 1 y 100 micrómetros de diámetro, las cuales se evaporan con rapidez y pueden liberar al aire bacterias (con un tamaño típico de entre 0,5 y 5 micrómetros) y virus (de entre 0,02 y 0,3 micrómetros; el SARS-CoV-2, el virus causante de la COVID-19, presenta un diámetro del orden de 0,1 micrómetros).
Las partículas de mayor tamaño caen al suelo con rapidez. Las más ligeras, en cambio, permanecen en suspensión. En el aire en calma, el tiempo de sedimentación a una altura de 3 metros es de unos 4 minutos para partículas con un diámetro de 20 micrómetros. Ese tiempo se multiplica por cuatro cada vez que el tamaño se divide entre dos. Como consecuencia, las partículas con un diámetro de 5 micrómetros pueden permanecer más de una hora en suspensión.
En una situación de epidemia, el aire puede filtrarse por medio de una mascarilla para proteger nuestro sistema respiratorio de esos aerosoles cargados de patógenos. El primer mecanismo de filtrado que nos viene a la mente es el de un tamiz: como en un colador de cocina, solo las partículas con un tamaño inferior al de los agujeros pasarían a través de la mascarilla.
No obstante, basar un filtro en este principio entraña un inconveniente: cuanto más pequeños sean los agujeros, mejor será el filtrado, pero más difícil se tornará respirar a través de ellos. Para que la mascarilla pueda usarse sin asistencia mecánica, es necesario evitar un filtro con agujeros submicrométricos, el cual sería necesario para bloquear bacterias y virus. Por fortuna, en el proceso intervienen otros mecanismos que permiten atrapar partículas de todos los tamaños.
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