Nuovo dispositivo misura l'efficacia delle maschere contro le gocce

Ogni anno, un numero significativo di persone muore per infezioni che colpiscono il sistema respiratorio superiore. Un modo principale per prevenire queste infezioni è indossare Maschere, che aiutano a bloccare le goccioline che possono contenere germi. I metodi tradizionali per testare quanto bene funzionano le maschere sono spesso costosi e difficili da usare. Questo articolo parla di un nuovo dispositivo portatile e a basso costo che può analizzare le goccioline che escono dalle bocche delle persone e misurare quanto siano efficaci i diversi tipi di maschere.

#L'importanza delle maschere

La pandemia di COVID-19 ha messo in evidenza quanto possano essere dannose le infezioni respiratorie. Milioni di persone sono state infettate e molte sono morte. Oltre al COVID-19, altri virus come l'influenza e il virus respiratorio sinciziale (RSV) portano anche a molte infezioni e decessi ogni anno. Queste malattie contagiose si diffondono attraverso piccole goccioline che provengono dalla saliva o dal muco delle persone infette quando parlano, tossiscono o starnutiscono. Indossare maschere efficaci può aiutare a bloccare queste goccioline e ridurre la diffusione delle infezioni.

#Maschere attuali e le loro limitazioni

Esistono diversi tipi di maschere, con le maschere N95 che offrono la migliore protezione. Tuttavia, queste maschere sono spesso in scarsa fornitura e sono tipicamente monouso, il che non è ecologico. Anche se le maschere in stoffa sono opzioni alternative, possono essere meno efficaci. Le persone potrebbero non indossarle sempre correttamente, il che riduce la loro capacità di bloccare le goccioline. Inoltre, non c'è stato un modo semplice per le persone comuni di testare quanto siano efficaci le loro maschere.

#Un nuovo approccio per misurare l'efficacia delle maschere

Il nuovo dispositivo crea un modo semplice e accurato per visualizzare le goccioline che produciamo quando parliamo o tossiamo. Questo dispositivo utilizza le proprietà fluorescenti dell'acqua tonica, una bevanda comune, per rendere visibili le goccioline orali sotto la luce ultravioletta (UV). Quando una persona produce goccioline, possono essere registrate usando la fotocamera di uno smartphone e analizzate con un software gratuito.

Il setup include diversi passaggi: preparare i materiali, raccogliere Dati, analizzare i risultati e sviluppare applicazioni pratiche dei risultati.

#Usando oggetti di uso domestico

L'obiettivo era progettare un sistema che chiunque potesse allestire a casa utilizzando materiali di ogni giorno. Prima, è stato scelto il liquido fluorescente giusto. L'acqua tonica contiene un composto chimico naturale, la chinina, che la fa brillare sotto la luce UV, rendendola perfetta per questo Esperimento.

Successivamente, sono state testate varie fonti di luce UV. È stata scelta una luce a tubo perché fornisce un'illuminazione uniforme, rendendo facile vedere le goccioline chiaramente senza danneggiare nessuno.

#Impostare l'esperimento

Una volta selezionati i materiali, è stato creato un setup adeguato. L'esperimento poteva svolgersi in una stanza buia, dove uno sfondo nero veniva usato per assorbire la luce extra e migliorare la visibilità delle goccioline.

Una fotocamera per smartphone ha registrato le goccioline, e una bottiglia spray è stata utilizzata per generare quantità costanti di acqua tonica in bocca prima di ogni test. La persona avrebbe poi parlato o compiuto un altro evento espiratorio, come tossire o starnutire.

#Raccogliere e analizzare i dati

Dopo aver raccolto il video, è stato elaborato in fotogrammi individuali utilizzando un software semplice. I livelli di luminosità di ogni fotogramma hanno aiutato a determinare quante goccioline sono state generate e quanto tempo sono rimaste in aria. Queste informazioni possono essere tracciate nel tempo per visualizzare il comportamento delle goccioline.

#Prototipo portatile

Una volta dimostrato che il setup iniziale funzionava, è stato creato un prototipo portatile. Questo ha permesso alle persone di portare il dispositivo ovunque per testare le maschere o dimostrare come si diffondono le malattie respiratorie. Il costo totale per assemblare questo dispositivo può essere inferiore a $60, rendendolo accessibile a molti.

#Testare diverse maschere

Con il dispositivo appena sviluppato, sono stati testati vari tipi di maschere per vedere quanto bene bloccavano le goccioline. Sono stati esaminati diversi tipi di tessuto come cotone, poliestere e maschere chirurgiche. I risultati hanno mostrato che le maschere con pori più piccoli e materiali più spessi erano più efficaci nel bloccare le goccioline.

#Risultati dei test sulle maschere

Durante i test, le maschere realizzate in cotone sottile si sono rivelate le meno efficaci nel fermare le goccioline. Le maschere più spesse realizzate in poliestere o materiali chirurgici hanno avuto prestazioni molto migliori. I dati raccolti hanno mostrato che i materiali più spessi possono catturare più goccioline, mentre quelli più sottili fanno uscire più particelle.

#Comprendere il comportamento delle goccioline

Il nuovo dispositivo potrebbe anche esaminare come si comportano le goccioline dopo essere state generate. Le goccioline più piccole, conosciute come aerosol, possono rimanere in aria più a lungo rispetto a quelle più grandi, rendendole più pericolose. Il dispositivo ha misurato quanto tempo impiegano queste goccioline a cadere a terra e può rilevare goccioline di dimensioni fino a 9.2 micron.

#Dimensione delle goccioline e tempo di volo

Più piccola è la gocciolina, più a lungo rimane in sospensione. Ciò significa che possono viaggiare più lontano e rimanere infettive per periodi più lunghi. Il dispositivo consente di analizzare come la dimensione delle goccioline influisce su quanto a lungo rimangono in aria e quanto lontano possono arrivare.

#Effetti dei suoni foni e del volume

Anche il tipo di suoni che le persone producono influisce sulla generazione delle goccioline. Alcuni fonemi, come "F" e "Ph," producono più goccioline. Più qualcuno parla forte, più goccioline vengono generate e rimangono in aria più a lungo. Questo rende il parlare forte particolarmente rischioso per la diffusione delle infezioni.

#Diversi tipi di eventi espiratori

Inoltre, il dispositivo può analizzare diversi modi di espellere aria, come parlare, tossire o starnutire. Tossire crea una nube di goccioline molto più grande che rimane nell'aria più a lungo rispetto agli altri due modi. Questo dimostra che essere in un gruppo con qualcuno che starnutisce può essere più pericoloso che semplicemente parlare.

#Conclusione

In breve, questo innovativo dispositivo a basso costo consente alle persone di visualizzare e analizzare come le goccioline si diffondono quando parlano, tossiscono o starnutiscono. Utilizza materiali e tecnologie comuni, rendendo facile per chiunque implementarlo a casa. Testando diversi tipi di maschere, le persone possono informarsi meglio sull'efficacia delle loro scelte nella prevenzione della diffusione delle infezioni respiratorie.

Questo approccio semplice non solo aiuta nella sicurezza personale, ma educa anche gli altri su come si trasmettono le malattie respiratorie. In futuro, potrebbe essere prevista l'adattamento di questo metodo per scopi educativi più ampi o per studi più approfonditi sulla dinamica delle goccioline e il design di maschere migliori.