CIENCIA APARTE

La diferencia entre mascarilla higiénica y quirúrgica está en la ciencia de materiales

"El personal sanitario y de riesgo deberán utilizar preferentemente mascarillas de protección EPI (las conocidas N95, FFP2 o FFP3), y el resto de la población debemos utilizar mascarillas quirúrgicas o higiénicas. Las diferencias entre ellas se fundamentan en una rama apasionante de la química: la ciencia de materiales"...

Entrar en fase 1 o en fase 2 implica cierta libertad de movimiento. Esto significa que la medida de protección fundamental, la distancia interpersonal de 2 m, no está garantizada. Sobre todo en lugares con alta densidad poblacional y en espacios cerrados. También es difícil mantener tanta distancia cuando vemos a familiares y amigos. El cariño no nos protege del contagio, pero cuando estamos entre personas que queremos somos más descuidados con las distancias. Por todo esto recientemente el uso de mascarillas se ha convertido en obligatorio. Por fortuna, ahora hay recursos suficientes como para que todos tengamos acceso a mascarillas sin que ello suponga dejar desprotegidos a los sanitarios.

El personal sanitario y de riesgo deberán utilizar preferentemente mascarillas de protección EPI (las conocidas N95, FFP2 o FFP3), y el resto de la población debemos utilizar mascarillas quirúrgicas o higiénicas. Las diferencias entre ellas se fundamentan en una rama apasionante de la química: la ciencia de materiales.

Al comienzo del estado de alarma en España no conocíamos la denominación «mascarilla higiénica». Fue un modelo de mascarilla que se creó para poder facilitar la fabricación masiva de mascarillas que cumpliesen unos mínimos. No son productos sanitarios, pero al menos deben acreditar ciertas garantías.

Las mascarillas caseras de tela no ofrecen ninguna garantía, ni de seguridad ni de higiene. Pueden entrañar más riesgos que beneficios, por eso las autoridades sanitarias, entre ellas la Organización Mundial de la Salud, han desaconsejado su uso en todo momento.

Sin embargo, las mascarillas higiénicas sí deben cumplir con unos criterios de aceptación. Deben superar dos tipos de ensayos, los de filtración y los de respirabilidad. Estos ensayos ya se realizaban para las mascarillas quirúrgicas, que sí son productos sanitarios. Sin embargo, aunque los ensayos sean los mismos, los criterios de aceptación de las quirúrgicas son más exigentes que los de las higiénicas, de ahí en parte que uno sea considerado producto sanitario y el otro no.

¿Qué es un ensayo de filtración?

El procedimiento para hacer un ensayo de filtración está definido en el apartado 5.2.2 de la Norma UNE-EN 14683:2019+AC:2019. Se conoce como «método para la determinación in vitro de la eficacia de filtración bacteriana (BFE)». Aunque se llame filtración bacteriana, y el SARS-CoV-2 es un virus, es un método que sirve para evaluar la filtración de partículas y microorganismos de tamaños comprendidos entre los 7 µm y los 0,65 µm. Si bien el coronavirus tiene un tamaño inferior, entre 0,15 y 0,05 µm, sabemos que usa como vehículos las gotas y aerosoles que expulsamos al hablar, gritar, toser o estornudar que están en el rango de tamaños que evalúa este ensayo, así que es una medida que también resulta útil en este caso.

Imagen: Impactador en casacada de BFE. El 3 es la tela de la mascarilla.

El ensayo de filtración bacteriana consiste en tomar una muestra del material de la mascarilla terminada, fijarlo en un dispositivo denominado impactador en cascada de seis etapas (a cada etapa le corresponde un tamaño de partícula, como un cedazo) y, aplicando vacío, hacer pasar a través de ella un aerosol que contiene un inóculo bacteriano de Staphylococcus aureus. La eficacia de filtración bacteriana (BFE) de la mascarilla vendrá dada por la cantidad de bacterias que han conseguido atravesar el impactador conservando su capacidad de formar colonias, es decir, manteniéndose vivas.

Para evaluar el resultado de la eficacia de filtración se hace una serie experimental de control positiva en la que se sigue el mismo proceso pero sin colocar la tela de la mascarilla, y una serie experimental de control negativo que se hace con aire, sin adición del inóculo bacteriano. Así tenemos dos controles para comparar resultados. Después se incuban las seis placas de los impactadores durante 20-52 horas a 37 oC, y se hace un recuento de las colonias bacterianas que se formaron en cada placa.

A través de una fórmula matemática en la que se introducen los datos de los recuentos de colonias de las series experimentales de control y la de la muestra de ensayo, se obtiene el valor de la eficacia de la filtración (BFE). Las mascarillas quirúrgicas deben tener una BFE igual o superior a 95. Mientras que las mascarillas higiénicas solo deben tener una BFE igual o superior a 90. De esto interpretamos que al menos el 90% de las partículas portadoras de microorganismos se han quedado retenidas por el material de la mascarilla.

¿Qué es un ensayo de respirabilidad?

Lo que se mide es la permeabilidad al aire de la mascarilla, es decir, la facilidad con la que el aire pasa de un lado al otro de la mascarilla. La medida se hace con unos manómetros que determinan la presión de entrada y salida de aire a través de la mascarilla en unas condiciones de caudal, temperatura y humedad específicas (figuran en el apartado 5.2.3 de la Norma UNE-EN 14683:2019+AC:2019). La presión diferencial se mide en unidades de presión por superficie (Pa/cm2). Una mascarilla quirúrgica debe mantener una respirabilidad por debajo de 40 Pa/cm2, mientras que las higiénicas solo deben mantenerla por debajo de 60 Pa/cm2. Esto significa que es más fácil respirar con una mascarilla quirúrgica que con una higiénica. No obstante, ninguna de las dos mascarillas produce hipoxia, ni siquiera cuando practicamos ejercicio, así que la práctica deportiva no debería quedar exenta de la obligación de usar mascarilla.

La eficacia de una mascarilla depende del material

El nivel de eficacia que ofrece una mascarilla depende de varios factores tales como la eficacia de filtración, la respirabilidad, la adaptabilidad a la cara, el diseño, etc. Todo esto está relacionado con la calidad del material.

Se han hecho comparativas con materiales ordinarios para evaluar la eficacia de las mascarillas caseras, por ejemplo este popular estudio publicado por la Universidad de Cambridge que en su día fue compartido sin ton ni son para animar a la gente a coser mascarillas en sus hogares. Sin embargo, el resultado del estudio es que las mascarillas quirúrgicas son tres veces más efectivas para evitar el contagio que cualquier mascarilla casera. El material mejor parado en el ensayo de filtración fue la bolsa de aspiradora, pero la respirabilidad de ese material es muy limitada, por lo que su uso como mascarilla sería peligroso. Por eso recomendar el uso de mascarillas caseras, sin homologación de ningún tipo, es una enorme irresponsabilidad.

Las mascarillas homologadas, ya sean quirúrgicas o higiénicas, han de fabricarse con unos métodos, diseños y materiales muy concretos. El Ministerio de Industria ha compartido una lista de materiales para las mascarillas higiénicas no reutilizables y para las reutilizables. Algunos ya se empleaban en la fabricación de mascarillas quirúrgicas.

Todos estos materiales entran dentro de la categoría de los tejidos no tejidos (TNT). Los tejidos-tejidos, tanto planos como de punto, consisten en hilos entrelazados que conforman una trama. Esa trama genera una serie de aberturas o poros que pueden llegar a ser varios órdenes de magnitud mayores que los aerosoles portadores de virus, por lo que no son un obstáculo para ellos. Sin embargo, los TNT no están hechos de hilos dispuestos en trama, sino de fibras unidas entre sí a través de procesos térmicos, mecánicos o químicos.

El fieltro es el primer material textil creado por el hombre a partir de la lana. Y es un TNT. Se cree que se descubrió de manera casual. Los animales al frotarse contra los árboles dejaban pelo enganchado y apelmazado que pudo inspirar la idea de fieltrar la lana. El calzado hecho de vellón, con la presión y la humedad del sudor podrían dar lugar a la formación de un tejido fieltrado y compacto. Es un material aireado y por ello aislante, que protege del frío. Es ligero y resistente, por eso se empleaba para fabricar tanto ropajes como aislantes de construcción.

Por razones obvias, a nadie se le ocurriría fabricar mascarillas con fieltro de lana. Por eso se emplean otros TNT más frescos y ligeros, fabricados con polímeros como polipropileno, poliéster o viscosa. Los TNT más utilizados se fabrican con las tecnologías spunlace y spunbond.

La tecnología spunlace consiste en enredar fibras mediante chorros de agua a presión. Es un «hidroenmarañamiento» en el que se favorece la formación de enlaces débiles entre las fibras mediados por moléculas de agua. Esto sucede con fibras de diferentes composiciones, como polipropileno, poliester, tencel o algodón.

La tecnología spunbond consiste en generar una suerte de hilos de algún polímero. Normalmente de polipropileno, poliestireno o nylon. Primero se funde el material y luego se extruye hasta generar filamentos que se estiran hasta el grosor deseado. Estos filamentos se disponen sobre rodillos siguiendo tramas que recuerdan a los tejidos convencionales y se fusionan por calor.

La mayoría de los TNT obtenidos a través de estas tecnologías dejan pasar el aire, pero no las partículas, por lo que son excelentes como filtros. Además son ligeros, hipoalergénicos, resistentes y económicos. Los que se usan en la parte exterior de las mascarillas además repelen el agua. A los materiales que no la repelen de forma natural se les da un acabado químico hidrófobo a base de parafinas y siliconas. Lo que se consigue es que el tejido no se moje, sino que el agua se mantenga sobre él formando bolas gracias a la tensión superficial. El aire pasa a través de la mascarilla, pero el agua no, lo que aumenta la protección frente a salpicaduras.

En el mercado existen varios materiales autorizados para fabricar mascarillas higiénicas reutilizables -Manly, Santanderina, Hispano Tex, Comersan, Entex textil Lunar, Hydrocell, etc. - y materiales autorizados para fabricar mascarillas higiénicas no reutilizables -combinaciones spunbond y spunlace, SanityGM, Entex Bambu, Plaster, etc.- La lista irá aumentando a medida que el Ministerio vaya recibiendo solicitudes.

Como sé si una mascarilla es higiénica o quirúrgica

Las mascarillas quirúrgicas tienen marca CE que asegura que el producto cumple con la legislación y la referencia a la norma UNE EN 14683 que asegura el cumplimiento del estándar de calidad. Al tratarse de un producto sanitario, solo las farmacias pueden dispensarlas individualmente y sin envasar. En el resto de los establecimientos se venden por paquetes cerrados de fábrica. En ellas suele indicarse BFE ≥ 95% y respirabilidad <40 Pa/cm2.

Las mascarillas higiénicas pueden ser reutilizables o no reutilizables. Las no reutilizables deben indicar que cumplen las especificaciones UNE 0064-1:2020 para adultos y UNE 0064-2:2020 para niños. Las reutilizables (las que aguantan hasta cinco ciclos de lavado) deben indicar que cumplen la especificación UNE 0065:2020.

Las mascarillas higiénicas también se pueden validar a través de otras especificaciones equivalentes a las UNE. El Ministerio incluye como equivalentes los modelos desarrollados por AITEX y la especificación francesa AFNOR. En ellas suele indicarse BFE ≥ 90% y respirabilidad <60 Pa/cm2.

Además, las higiénicas han de incluir lo siguiente: "ADVERTENCIA: Este dispositivo no es un producto sanitario (PS) en el sentido de la Directiva 93/42 o del Reglamento UE / 2017/745, ni un equipo de protección individual (EPI) en el sentido del Reglamento UE / 2016/425".

Hay que tener mucho ojo, porque en el mercado hay mascarillas que prometen cosas que no han demostrado cumplir: las mascarillas que ni el material ni ellas hayan sido sometidas a ninguna verificación mediante ensayos de laboratorio en lo que respecta a su eficacia de filtración y respirabilidad, según la Orden de Sanidad, no podrán alegar en su etiquetado características que puedan inducir a interpretar que el producto posee propiedades sobre las que no se ha realizado verificación alguna, como, por ejemplo: «protección frente a virus» o similar. Además, si este tipo de mascarillas alega ser «lavable», deberá estar compuesta por un tejido o combinación de tejidos que puedan lavarse conforme a las instrucciones facilitadas sin que el producto sufra deterioro. Y en caso de que se atribuyera un número máximo de lavados, este hecho deberá estar fundamentado.

Tanto las mascarillas higiénicas como las quirúrgicas no deben utilizarse más de 4 horas, porque pierden eficacia. A partir de ese tiempo de uso deben cambiarse por una nueva o lavarse (en caso de ser reutilizables). Debido a la heterogeneidad existente de mascarillas higiénicas, hay que seguir las instrucciones de uso del fabricante, sobre todo de las reutilizables, ya que hay modelos que aguantan más lavados o tienen filtros de recambio.

Cómo se lavan las mascarillas higiénicas reutilizables

Según el Ministerio de Sanidad, se podrán seguir cualquiera de los métodos siguientes:

1. Lavado en ciclo normal de lavadora a 60oC con detergente.

2. Sumergir las mascarillas en una disolución de lejía en agua fría (30 ml por litro) durante unos 30 minutos (o tratar con cualquier virucida autorizado específico para uso textil siguiendo las instrucciones del fabricante). Aclarar con abundante agua y/o lavar con jabón para eliminar cualquier resto de producto y dejar secar al aire.

No se deben secar en la secadora. Tampoco se deben desinfectar en el horno, ni en el microondas, ni cocinarlas al vapor, ni cualquier otra ocurrencia culinaria. Es un peligro, primero porque se pueden generar aerosoles portadores de virus susceptibles de ser inhalados, y segundo porque podemos comprometer la integridad de la mascarilla y que esta pierda efectividad.

Cómo se colocan las mascarillas

Imagen: Ministerio de Consumo

Es importante recordar que te puedes contagiar por usar mal una mascarilla. Toquetearla, colocarla de collar, de diadema, no cubrir nariz, boca y mentón, usarla del revés, más tiempo del recomendado, o dejar de respetar la distancia interpersonal… entraña más riesgos que beneficios. También te puedes contagiar por usar una mascarilla inadecuada, como las caseras de tela o no homologadas. El uso de mascarillas no forma parte de nuestros usos y costumbres, así que hay que ser especialmente cuidadosos si no queremos que sea peor el remedio.