I. Mascarillas, pruebas diagnósticas y mortalidad por coronavirus. Mascarillas

I.                   Mascarillas. 

En estas últimas semanas los españoles hemos pasado de “taberniles entrenadores de futbol” entre los amigos, a “avezados expertos epidemiólogos” capaces de juzgar y denostar las decisiones gubernamentales sugeridas por los profesionales del Comité de Expertos  en Epidemias. En este contexto hablar de mascarillas, pruebas diagnosticas y mortalidad por coronavirus se han convertido en temas de acalorado debate, la mayoría de las veces para criticar las decisiones del gobierno de España. Eso sí, desde el patriotismo y la “marca España” y con los conocimientos adquiridos en redes y medios de desinformación audiovisual, al no estar disponibles sus habituales templos del saber, los bares.

Aún a riesgo de no estar a la altura de los conocimientos taberniles me gustaría aportar mi granito de arena por si sirve de ayuda en el cuidado de la salud. 

Sin embargo antes de entrar en materia, y en consonancia con lo dicho anteriormente, me parece oportuno comentar lo ocurrido en el Congreso de los Diputados, símbolo de la democracia, donde el jefe de un partido neofranquista ha señalado a Hungría como ejemplo de gobierno eficaz en el suministro de mascarillas a la población y no como el suyo, España. Dando una noticia falsa para intentar desacreditar a nuestro gobierno, alabando al húngaro, que aprovechando la crisis del coronavirus ha acentuado la deriva antidemocrática en la que estaba inmerso al aprobar una ley que le permite alargar indefinidamente el estado de alarma; en contraste con el nuestro que lo solicita a los representantes de la nación cada quince días. ¡Y este es el modelo de gobierno que nos propone sin rubor y mintiendo en el Congreso!

Pasemos al tema de esta primera entrega de la trilogía: las “Mascarillas”.

Palabras como mascarillas FFP2 estándar, quirúrgicas o incluso de fabricación casera, han invadido las conversaciones y los medios a raíz de la pandemia de COVID-19.

Aunque intuitivamente podamos pensar que actúan como un tamiz, la realidad es muy diferente. Cuando tosemos, estornudamos, hablamos o simplemente respiramos, exhalamos partículas de distintos tamaños. Por lo general, al toser y estornudar se expulsan gotículas de agua (gotitas de flugge) que son de mayor tamaño y más pesadas, mientras que al respirar o hablar se producen en forma de aerosol que tienen menos de 5 micrómetros de diámetro (micrómetro=millonésima de metro). Ambas partículas, de agua y de aire, 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).

Las partículas de mayor tamaño caen al suelo con rapidez. Las más ligeras, en cambio, permanecen en suspensión. Partículas con un diámetro de 20 micrómetros, con el aire en calma, pueden tardar unos 4 minutos. Tiempo que se multiplica por cuatro cada vez que el tamaño se divide entre dos. De manera que, las partículas con un diámetro de 5 micrómetros pueden permanecer más de una hora en suspensión y las del COVID-19  que tienen 0,1, en teoría, podrían estar alrededor de mes y medio si no tuviésemos en cuenta otros factores ambientales y sin que ello signifique que tenga capacidad de infectar. Así la Organización Mundial de la Salud (OMS) sostiene que la evidencia de ARN vírico “no es indicativo de un virus viable que pueda ser transmisible”.

Desde que comenzó la pandemia existe el debate sobre si el virus puede viajar por el aire, es decir en forma de aerosol, algo que resulta de gran importancia para el asunto de las mascarillas. Algunos científicos no tienen dudas de la capacidad de transmisión aérea del SARS-CoV-2 a través de aerosoles, afectando a las personas tanto si están cerca como lejos de su fuente de procedencia. A lo que se le añade un mayor riesgo de contagio al poder producirse al hablar o respirar ante alguien, lo que hacemos de frente y, en cambio, cuando tosemos o estornudamos solemos volver la cara o nos protegemos con el brazo.

Aunque queden muchas lagunas por resolver lo que sí parece aceptado es que la duración de la exposición es un factor importante, de manera que si te encuentras cerca de alguien infectado, compartiendo el mismo espacio aéreo durante 45 minutos, vas a inhalar suficiente virus para que se produzca una infección. A pesar de las dudas y aplicando el principio de precaución la población general debería evitar las multitudes y usar mascarillas con el fin de reducir el riesgo de exposición al virus en el aire.

Mecanismos de captura

El primer mecanismo de filtrado que nos viene a la mente es el de un tamiz: como en un colador de cocina, en el que solo las partículas con un tamaño inferior al de los agujeros pasarían a través de la mascarilla. El problema es que estamos ante partículas tan pequeñas que obligarían a que el tamaño de los agujeros fuese tan reducido que haría imposible respirar a través de ellos. Afortunadamente la física nos aporta otros mecanismos que permiten atrapar partículas de todos los tamaños sin necesidad de que el tamaño de los agujeros sea inferior al de las partículas a filtrar.

Las mascarillas suelen presentar una fina capa de fibras no tejidas, sino entrelazadas. Cuando una partícula, arrastrada por el aire a través de la mascarilla, choca con una de esas fibras, se adhiere a ella permanentemente gracias a las llamadas fuerzas de Van der Waals.

Lo primero que necesitamos entender es como se pueden producir las colisiones entre partículas y fibras. El flujo de aire, en estas escalas, depende de la viscosidad y es laminar, de manera que al acercarse a una fibra, las líneas de flujo de aire se separan, la rodean, y finalmente se unen de nuevo entre sí tras ella.

En una primera aproximación, podemos suponer que las partículas transportadas por el aire (compuesto a su vez por micropartículas más pequeñas) siguen dichas líneas. Si la brecha entre  la fibra y la línea de flujo que transporta la partícula es menor que el radio de esta última, la partícula golpeará la fibra y se adherirá a ella. Este proceso se conoce como captura por intercepción, y se produce en las partículas de tamaño mediano.

Sin embargo, cuando las partículas son de gran tamaño no siguen las líneas de flujo de aire, sino que presentan una gran inercia debido a su masa. Al igual que un coche que avanza demasiado rápido en una curva, en lugar de rodear la fibra a la par que el aire, estas partículas continuarán «en línea recta» y chocarán contra ella. Este fenómeno se denomina captura por inercia. Por último, las partículas muy pequeñas tampoco seguirán las líneas de flujo, sino que se verán sometidas a un desplazamiento aleatorio como consecuencia de los impactos producidos en ellas por las moléculas de aire en permanente agitación térmica, y que constituye el llamado movimiento browniano. Al describir trayectorias erráticas, cuando pasen cerca de una fibra, podrán difundirse y adherirse a ella. Al contrario de lo que ocurre con la captura por inercia, cuanto menor sea la partícula (caso del virus) y más lento el flujo, mayor será el efecto de la captura por difusión.

Al comparar todos estos fenómenos, puede comprobarse que la eficiencia de un filtro resulta mayor para las partículas muy pequeñas o muy grandes, y menor para las de tamaño intermedio.

Tipos de mascarillas

En la práctica, la parte filtrante de las mascarillas suele estar compuesta de fibras de polipropileno con un diámetro de unos 5 micrómetros. La eficacia del filtrado depende del espesor del filtro: cuanto más grueso sea, mayor será el número de eventos de captura descritos. No obstante, un filtrado eficaz debe enfrentarse a dos problemas: por un lado, dificulta la respiración; por otro, si la mascarilla no se encuentra perfectamente ajustada a la cara, el aire entrará por el espacio adyacente a los bordes. Así pues, la elección de la mascarilla adecuada plantea necesariamente un compromiso entre varios requisitos: calidad del filtrado, facilidad de uso y comodidad del portador.

De manera genérica se consideran dos tipos de dispositivos:

Ø  Las mascarillas quirúrgicas, cuyo principal cometido es evitar que las grandes partículas emitidas por el portador, como las gotas de saliva (gotitas de flugge), se dispersen al medio. Están diseñadas para proteger de dentro hacia fuera. Estas mascarillas no buscan filtrar las pequeñas partículas presentes en el aire (aerosoles); de hecho, su eficiencia al respecto es muy pobre, sobre todo por el paso del aire por los bordes, al no presentar un buen sellado. Aunque no son eficaces en los casos de contacto prolongado con pacientes, pueden serlo en otras circunstancias, ya que bloquean las gotículas de saliva en ambos sentidos y evitan que nos toquemos la cara con las manos.

Ø  Otro tipo de dispositivo son las mascarillas filtrantes o «respirador protector» que se califican de EPI (Equipos de Protección Individual). Estos reciben el nombre genérico de FFP, por las siglas en inglés de «pieza facial filtrante» (filtering face piece), al que acompaña un número que indica el grado de filtrado. Estos respiradores sí están diseñados para filtrar el aire y reducir el número de partículas y gérmenes que inhala el portador. Se dividen según la protección del filtro en FFP1, FFP2 y FFP3 filtran, respectivamente, el 78, el 94 y el 99 por ciento de las partículas con un diámetro medio de 0,06 micrómetros, al tiempo que las fugas del aire inhalado son menores del 22, el 8 y el 2 por ciento respectivamente. Esto requiere que se ajusten bien a la cara, lo que suele conseguirse con dos gomas elásticas alrededor de la cabeza y un clip en la nariz. Solo las FFP2 (indicadas en situaciones de bajo o moderado riesgo) y las FFP3 (cuando el riesgo sea alto) equivalen a la N95 que es la homologada que recomienda la OMS para el coronavirus. Con todo, para lograr un filtrado eficiente las mascarillas deben ser gruesas y ajustadas, lo que ofrece resistencia al paso del aire y requiere un esfuerzo respiratorio, provocando fatiga y dolor de cabeza cuando el uso es prolongado. Por ello, algunas se encuentran equipadas con válvulas que facilitan la exhalación. 

Ø  Recientemente se han recomendado el uso de “mascarillas higiénicas o de barrera” indicadas en personas sin síntomas que no puedan usar los tipos anteriores por dificultad personal o escasez. No son de uso médico y se utilizan en lugares donde se prevean aglomeraciones y siempre de manera complementaria a las medidas de distanciamiento.

En conclusión tenemos que para evitar el paso de aerosoles cargados de patógenos, una mascarilla debe tener una capa filtrante lo suficientemente gruesa, ha de ajustarse bien a la cara a fin de que el aire no entre por los bordes (algo que sí sucede con una simple mascarilla quirúrgica), y en caso de portador varón para un sellado eficaz, debería estar afeitado.

Siendo su uso temporal, durante unas horas como máximo y luego deben desecharse, aunque se están desarrollando equipos de desinfección con rayos ultravioleta C, que permitirían su reutilización. Una manera de comprobar la eficacia de filtración es echar un poco de agua sobre la mascarilla y ver si se filtra o intentar apagar una cerilla con la mascarilla puesta.

Como norma general, se debe recomendar el uso de la mascarilla a todo el mundo, pues en ese caso la protección es doble y bidireccional. Sin embargo esa recomendación solo debe hacerse una vez que se haya asegurado el suministro para los sanitarios, las personas con síntomas y la población más vulnerable, como los ancianos.

Como podéis observar los criterios no son homogéneos y deberán adaptarse a las circunstancias de cada lugar en función de la actividad que se realice, del número de afectados y la disponibilidad de material y del tipo de éste.