Actuellement, il n'y a pas de directives spécifiques sur les matériaux et les conceptions les plus efficaces pour les masques faciaux afin de minimiser la propagation des gouttelettes provenant de la toux ou des éternuements afin d'atténuer la transmission du COVID-19. Bien qu'il y ait eu des études antérieures sur les performances des masques de qualité médicale, les données sur les revêtements à base de tissu utilisés par la grande majorité du grand public sont rares.

Recherche du Collège d'ingénierie et d'informatique de la Florida Atlantic University, vient de paraître dans la revue Physique des fluides , se manifeste par la visualisation d'émulations de toux et d'éternuements, une méthode pour évaluer l'efficacité des masques faciaux dans l'obstruction des gouttelettes. La justification de la recommandation d'utiliser des masques ou d'autres couvre-visages est de réduire le risque d'infection croisée via la transmission de gouttelettes respiratoires d'individus infectés à des individus sains.

Les chercheurs ont utilisé la visualisation du flux dans un laboratoire à l'aide d'une nappe de lumière laser et d'un mélange d'eau distillée et de glycérine pour générer le brouillard synthétique qui composait le contenu d'un jet contre la toux. Ils ont visualisé des gouttelettes expulsées de la bouche d'un mannequin tout en simulant la toux et les éternuements. Ils ont testé des masques facilement accessibles au grand public, qui ne s'éloignent pas de la fourniture de masques et de respirateurs de qualité médicale pour les travailleurs de la santé. Ils ont testé un revêtement de style bandana monocouche, un masque fait maison qui a été cousu à l'aide de deux couches de tissu de coton matelassé composé de 70 fils par pouce, et un masque conique non stérile disponible dans la plupart des pharmacies. En plaçant ces différents masques sur le mannequin, ils ont pu tracer les trajectoires des gouttelettes et démontrer à quel point elles se comportent différemment.

Les résultats ont montré que les masques faciaux légèrement pliés et les revêtements de style bandana offrent une capacité d'arrêt minimale pour les plus petites gouttelettes respiratoires en aérosol. Masques faits maison bien ajustés avec plusieurs couches de tissu matelassé, et des masques de style cône du commerce, s'est avéré être le plus efficace pour réduire la dispersion des gouttelettes. Ces masques ont permis de réduire considérablement la vitesse et la portée des jets respiratoires, mais avec quelques fuites à travers le matériau du masque et à partir de petits espaces le long des bords.

Surtout, les toux émulées non couvertes ont pu voyager sensiblement plus loin que la ligne directrice actuellement recommandée de 6 pieds de distance. Sans masque, les gouttelettes ont parcouru plus de 8 pieds; avec un bandana, ils ont parcouru 3 pieds, 7 pouces; avec un mouchoir en coton plié, ils ont parcouru 1 pied, 3 pouces; avec le masque en coton matelassé cousu, ils ont parcouru 2,5 pouces; et avec le masque en forme de cône, les gouttelettes ont parcouru environ 8 pouces.

« En plus de fournir une première indication de l'efficacité des équipements de protection, les visuels utilisés dans notre étude peuvent aider à transmettre au grand public la justification des lignes directrices et des recommandations en matière de distanciation sociale pour l'utilisation de masques faciaux, " dit Siddhartha Verma, Doctorat., auteur principal et professeur adjoint qui a co-écrit l'article avec Manhar Dhanak, Doctorat., président de département, professeur, et directeur de SeaTech; et John Frakenfeld, paraprofessionnel technique, le tout au sein du Département de génie océanique et mécanique de la FAU. « La promotion d'une sensibilisation généralisée à des mesures préventives efficaces est cruciale en ce moment, car nous observons des pics importants de cas d'infections au COVID-19 dans de nombreux États, surtout la Floride."

Lorsque le mannequin n'était pas équipé d'un masque, ils ont projeté des gouttelettes beaucoup plus loin que les directives de distance de 6 pieds actuellement recommandées par les Centers for Disease Control and Prevention des États-Unis. Les chercheurs ont observé des gouttelettes se déplaçant jusqu'à 12 pieds en environ 50 secondes. De plus, les gouttelettes de traceur sont restées en suspension dans les airs jusqu'à trois minutes dans l'environnement de repos. Ces remarques, en combinaison avec d'autres études récentes, suggèrent que les lignes directrices actuelles en matière de distanciation sociale pourraient devoir être mises à jour pour tenir compte de la transmission d'agents pathogènes par les aérosols.

"Nous avons constaté que bien que les jets turbulents non obstrués se soient déplacés jusqu'à 12 pieds, une grande majorité des gouttelettes éjectées sont tombées au sol à ce stade, " dit Dhanak. " Surtout, le nombre et la concentration des gouttelettes diminueront avec l'augmentation de la distance, qui est la justification fondamentale de la distanciation sociale. »

L'agent pathogène responsable du COVID-19 se trouve principalement dans les gouttelettes respiratoires qui sont expulsées par les individus infectés lors de la toux, éternuement, ou même parler et respirer. En dehors du COVID-19, les gouttelettes respiratoires sont également le principal moyen de transmission de diverses autres maladies virales et bactériennes, comme le rhume, grippe, tuberculose, SRAS (Syndrome Respiratoire Aigu Sévère), et MERS (syndrome respiratoire du Moyen-Orient), pour n'en nommer que quelques-uns. Ces agents pathogènes sont enveloppés dans des gouttelettes respiratoires, qui peuvent atterrir sur des individus sains et entraîner une transmission directe, ou sur des objets inanimés, ce qui peut conduire à une infection lorsqu'un individu en bonne santé entre en contact avec eux.

"Nos chercheurs ont démontré comment les masques sont capables de réduire considérablement la vitesse et la portée des gouttelettes et des jets respiratoires. De plus, ils ont découvert comment les toux émulées peuvent voyager sensiblement plus loin que la directive de distance de six pieds actuellement recommandée, " dit Stella Batalama, Doctorat., doyen du Collège d'ingénierie et d'informatique de la FAU. "Leurs recherches décrivent la procédure pour mettre en place des expériences de visualisation simples en utilisant des matériaux facilement disponibles, qui peut aider les professionnels de santé, chercheurs en médecine, et les fabricants dans l'évaluation qualitative de l'efficacité des masques faciaux et autres équipements de protection individuelle."