Pourquoi les sacs d'aspirateur sont les masques faciaux les plus efficaces

Vous vous êtes probablement habitué à porter un masque facial en public. Et vous en portez probablement un en tissu, car il nous a été demandé de conserver les masques N95, FFP3 et autres masques de «qualité clinique» pour travailleurs de la santé . Ceci malgré que la science ne sache pas à quel point les masques en tissu fonctionnent.

Pour surmonter cela, une équipe dont je fais partie à l'Université de Cambridge a décidé de tester divers tissus pour voir dans quelle mesure ils protégeraient le porteur et le public lorsqu'ils sont utilisés. dans les masques faciaux. Un élément de l'efficacité des masques en tissu peut être découvert en regardant dans quelle mesure divers matériaux bloquent les particules de la taille d'un virus (de 0,2 à 1,0 micromètre). tissu pour agir comme un filtre, ce travail précédent ne portait que sur une petite sélection de tissus et d'articles ménagers, tels que des torchons, des foulards et des t-shirts. Cependant, ces premières études ont montré que les tissus pouvaient être prometteurs comme matériaux de masque. Par exemple, une étude de 2013 a révélé qu'un t-shirt en coton était capable de filtrer 69% des particules pendant une respiration normale.

Néanmoins, ces études ont laissé ceux qui fabriquent et achètent des masques en tissu avec des conseils limités. Le tissu est disponible dans toutes sortes de fibres et de types. Quel est le meilleur pour les masques faciaux? Si vous superposez deux tissus qui filtrent chacun avec une efficacité de 40%, cela vous protégera-t-il de 80% des particules virales?

Ces études ont également échoué à évaluer la capacité de blocage des virus d'un tissu dans les types de situation où les virus sont les plus susceptibles de se propager, comme la toux. Alors qu’une personne malade peut émettre un virus en respirant normalement, elle est susceptible d’expulser un nombre beaucoup plus élevé de particules en toussant ou en éternuant, où l’air se déplace à une vitesse beaucoup plus élevée. Si un masque en tissu est destiné à vous protéger efficacement ou à protéger les autres, il doit bloquer les particules à des vitesses beaucoup plus élevées que celles testées précédemment. ]

Simulation de la toux

Ainsi, notre équipe a conçu une expérience pour examiner dans quelle mesure 20 tissus et matériaux ménagers couramment disponibles pouvaient filtrer des particules de la taille d'un virus à la vitesse de la toux. Nous avons conçu un appareil pour contenir un échantillon de tissu d'un pouce de diamètre. De l'air a ensuite traversé cet échantillon à environ 16,5 mètres par seconde – la vitesse moyenne d'une toux adulte lorsqu'elle quitte la bouche.

Deux compteurs de particules mesurent ensuite la concentration de petites particules dans l'air avant et après avoir traversé le tissu. . Nous avons ensuite comparé ces concentrations pour obtenir l'efficacité de filtration du matériau. Nous l'avons fait dix fois pour chaque tissu. A titre de comparaison, un masque N95 et un masque chirurgical ont également été testés.

Nous avons également effectué un test supplémentaire pour voir si les tissus présenteraient une baisse de performance lorsqu'ils étaient mouillés. Sept millilitres d'eau, environ la quantité expirée en une heure, ont été pulvérisés sur certains des échantillons de tissu. Ces échantillons ont ensuite été testés cinq fois de plus lorsqu'ils étaient mouillés.

Bien qu'il soit utile de connaître l'efficacité de filtration des types de tissus individuels, la plupart des masques en tissu sont constitués d'au moins deux couches de tissu. Nous voulions également savoir comment la stratification du tissu affecte la filtration. Ainsi, après avoir testé des couches individuelles de tissu, nous avons ensuite superposé le tissu en combinaisons de masques possibles pour des tests supplémentaires.

Différences de matériaux

Notre étude a montré que chaque masque, qu'il s'agisse d'un masque N95 ou d'un masque en tissu, filtre moins de petits particules lors d'une exposition à l'air à haute vitesse (toux / éternuements) par rapport à l'air à vitesse normale (respiration régulière). Pendant les fortes vitesses de toux, même les masques N95 ne filtraient que 53% des petites particules. Les masques chirurgicaux ont filtré moins que cela, environ 48%.

Les tissus épais à faible perméabilité, comme le denim, offraient la meilleure protection; cependant, ils se sont avérés difficiles à respirer et ne sont donc pas idéaux pour les masques. Nos tests ont indiqué que les tissus les plus appropriés comprenaient de la laine feutrée, avec une efficacité de filtration de 36%, et du coton matelassé, avec une efficacité de 35%. Les tissus qui n'ont pas bien fonctionné comprenaient le tricot en jersey de coton (efficacité de 25%), le Lycra extensible (21%) et les T-shirts légers (11%).

Nous avons également testé des sacs d'aspirateur, conçus pour capturer les petites particules et sont facilement disponibles pendant la pandémie. Ceux que nous avons testés étaient très efficaces pour filtrer les particules. Un sac à filtre HEPA jetable était efficace à 61% et un sac à filtre lavable à 44%. Bien que ceux-ci soient extrêmement prometteurs, on ne sait pas encore s'il est sûr de couvrir votre visage avec ces matériaux.

Lorsqu'ils sont mouillés, les masques N95 et chirurgicaux ont subi une diminution notable de l'efficacité de la filtration – respectivement sept et cinq points de pourcentage. Les tissus et les sacs sous vide n'ont pas montré une aussi grande diminution, et certains matériaux ont même amélioré leurs performances lorsqu'ils sont mouillés, probablement en raison du rétrécissement des fibres ou d'un changement des propriétés électrostatiques.

Enfin, nous avons constaté que nous obtenions une efficacité de filtration beaucoup plus élevée en superposant des tissus. L'interfaçage fusible – matériau apprêté avec de la colle qui est collée sur d'autres tissus pour les rigidifier, par exemple dans les cols et les poignets – s'est avéré un ajout utile. Par exemple, un masque avec une couche de coton matelassé, une couche de molleton épais et deux couches d'interfaçage fusible était capable de filtrer les particules avec une efficacité d'environ 60%. C'était plus que le masque N95!

Mais rappelez-vous: ce n'est pas parce qu'un tissu ou une combinaison de tissus peut bien filtrer les particules qu'il fonctionnera aussi bien pour une utilisation dans un masque. Les tissus et les couches de tissu avaient tendance à être plus difficiles à respirer que le matériau de masque N95, et cela peut rendre un masque fabriqué à partir de ceux-ci plus susceptible de fuir et / ou plus difficile à mettre en place. De plus, tous ces pourcentages ne représentent que la capacité du tissu à filtrer les particules et ne prennent pas en compte l'effet de l'ajustement d'un masque, qui est essentiel pour bien se protéger, ainsi que les autres.

Cet article est republié de The Conversation par Eugenia O'Kelly doctorante, Département d'ingénierie, Université de Cambridge sous une licence Creative Commons. Lire l'article original .