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Test mascherine facciali

Questi test vogliono essere una risposta scientifica e provata (mediante test interni eseguiti con strumenti che simulano la respirazione e che in breve andiamo a descrivere). Logicamente, essendo presenti sul mercato anche dei prodotti che non hanno valenze scientifiche, non hanno certificazioni, noi ci limitiamo solo ad esprimere un nostro giudizio oggettivo, che si atterrà soltanto ai risultati dei test effettuati.

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Abbiamo diviso il test in due tranche. La prima è un’analisi al microscopio del tessuto utilizzato andando a rilevare, anche con un numero relativamente ridotto di ingrandimenti (450/600 ) eventuali possibili passaggi, soprattutto riguardo alle mascherine ricavate dal tessuto, perché quest’ultimo, avendo “trama e ordito”, presenta degli spazi intrinsechi alla tecnologia stessa. 

Abbiamo poi cercato di riprodurre nei nostri laboratori un test normato dalla certificazione UNI EN 149:2001+A1 2009, Viene utilizzata una ventola che spinge della polvere di talco verso il tessuto della mascherina e questa sviluppa un flusso “robusto” ma non troppo forte (4,5 m3 all’ora) per 25 minuti. 

Calcolando che il respiro medio di una persona sono 8 lt minuto i 25 minuti di test corrispondono a 4 ore di respirazione (il 60 % del tempo medio di utilizzo di una maschera facciale). 

Abbiamo testato 7 prodotti dei quali si è abbondantemente parlato in questi giorni.

Quattro con valenza, certificazioni e modo di utilizzo riconosciuto prima della pandemia, altri tre invece comparsi in rete e sul mercato dopo l’inizio della pandemia, con un inventiva tutta Italica senza nessun presupposto scientifico, ma diventati “virali”, grazie anche ai tutorial che giravano in rete, e a programmi televisivi che davano delle informazioni su come sopperire alla carenza cronica di mascherine  suggerendo a molte persone modi d’uso e fabbricazioni con buona dose di superficialità e nullo approfondimento scientifico. 

Basti pensare che come Antis Group stiamo inserendo un’ulteriore certificazione riguardo alle mascherine, che esistono solo 3 enti certificatori in Europa riguardanti i respiratori facciali, e che l’iter medio di certificazione si aggira intorno ai 4/5 mesi.

I test che abbiamo messo in campo riguardano tutte mascherine senza valvola, perché abbiamo voluto avere sia in ispirazione che in espirazione la medesima quantità di aria nel passaggio, perché le mascherine N95, KN95, FPP2 FPP3 senza valvola filtrano dal 95% al 98% l’aria sia in entrata sia in uscita, mentre quelle con la valvola (evidentemente nate con altre caratteristiche, più incentrate alla facilità di respirazione, in espirazione) hanno un potere filtrante nettamente inferiore perché la valvola, a determinata pressione, si apre lasciando uscire il flusso senza passare dal filtro.

Troverete in questo dossier, riguardo ai test effettuati sulle mascherine non certificate, anche dei dispositivi che definiamo “filtraggio Ø” perché totalmente ricoperti da materiale impermeabile (plastica, poliuretano o nitrile o fibre di cellulosa per la carta forno). Questi materiali impediscono il passaggio diretto al 100% dell’aria. Pertanto non potendo passare da materiali che ne impediscono il flusso, l’aria passa dai bordi superiori ed inferiori non adesi al viso per cui passa da nessun filtro e arriva direttamente alle mucose e alle vie respiratorie dando un valore di filtrazione pari a zero. Quando poi ci sarà questo caso verrà descritto in modo esaustivo.

Sappiate che nella norma pur essendo dispositivi utilizzati per un unico scopo, le mascherine sono soggette a diverse certificazioni; le più utilizzate sono la UNI EN 14683:2019 + AC:2019 per le mascherine chirurgiche, (il principale utilizzo previsto delle maschere facciali ad uso medico è quello di proteggere il paziente dagli agenti infettivi e, inoltre, in determinate circostanze, di proteggere chi le indossa da spruzzi di liquidi potenzialmente contaminati) mentre invece per le  N95, KN95 FPP2 ed FPP3 la norma di riferimento è la UNI EN 149:2001+A1 2009. Questa norma indica in modo inequivocabile e preciso la quantità di aria che deve passare dalle mascherine, anche in caso di “intasamento” e senza entrare nello specifico (ogni modello filtrante ha valori variabili) la resistenza all’inspirazione  si aggira dai 3 ai 5 mbar a seconda del modello.

Questo test è fondamentale per certificare le mascherine, per evitare logicamente di avere un DPI pericoloso in due casi: il primo, perché impedendone il passaggio, non filtra l’aria. Il secondo ancora più pericoloso, perché inspirando riduce drasticamente il volume di ossigeno, avendo conseguenze molto pericolose alla salute della persona. Dopo questa premessa, faccio seguito mostrando e descrivendo i vari test riguardanti le mascherine, ricordando però che la ANTIS GROUP è in prima fila ed a 360° riguardo i dispositivi di protezione collettiva e individuale. Nello specifico, abbiamo stilato un “PROTOCOLLO COVID 19” per aiutare e consigliare le aziende nel difficile momento della ripartenza. Per qualsiasi domanda, richiesta, consiglio o delucidazione, il nostro “POLO TECNOLOGICO DELLA SICUREZZA” è a disposizione per esservi d’aiuto con risposte scientifiche e il più adese a riscontri scientifici. La seguente mail è utilizzabile in qualsiasi momento: ricerca@padgloves.com

Seguono ora alcune immagini degli strumenti utilizzati per i test, un microscopio digitale e un “polmone artificiale” utilizzato per la filtrazione. Questo per dare una valenza scientifica, oggettiva e neutrale dei test effettuati con misurazioni da 300 a 600 ingrandimenti per  valutare il grado di inquinamento da polvere di talco della striscia ricettiva valutando così il valore filtrante delle mascherine.

Polmone artificiale
Polmone artificiale
Microscopio
Microscopio

Test

Premettiamo che la quantità di talco all’ interno del contenitore 4 utilizzato per la prova   è in  concentrazione sicuramente molto superiore ad una possibile esposizione virale giornaliera, anche se la dimensione media di un grano di polvere di talco è di 30/40  micrometri µm (10-6) mentre la dimensione di un virus e nello specifico il COVID 19 è di 100/130 nanometri nm (10-9) . Pertanto, calcolatrice alla mano, su di un granello di polvere potrebbero starci dai 250 ai 400 virus!

Proporzione tra polvere di talco e virus
Proporzione tra polvere di talco e virus

1) Prova Mascherina chirurgica 4 veli

Mascherina chirurgica 4 veli
Mascherina chirurgica 4 veli

Nota anche come maschera medica o maschera per uso medico. È un dispositivo che, se certificato con UNI EN 14683:2019 + AC:2019, è destinato a essere indossato dagli operatori sanitari durante un intervento chirurgico o altre attività in ambito sanitario al fine di evitare la dispersione di agenti patogeni (quali ad esempio batteri o virus) dispersi in goccioline liquide e aerosol che possono fuoriuscire dalla bocca e dal naso di chi la indossa. E’ efficace anche a proteggere chi la indossa  da schizzi di liquidi organici. È sicuramente meno protettiva per l’utilizzatore quando si tratta di filtrare l’aria in entrata. Una maschera facciale per uso medico non filtra o blocca particelle molto piccole nell’aria che possono essere trasmesse da tosse, starnuti o determinate procedure mediche.

Ingrandimento tessuto mascherina chirurgica

Non forniscono inoltre una protezione completa da germi e altri contaminanti a causa della non perfetta aderenza tra la superficie della maschera facciale e il viso. In molti paesi soprattutto orientali, non è inconsueto vedere la popolazione indossare questo tipo di protezione, non per proteggersi ma per proteggere gli altri da un proprio contagio, come dimostrazione di considerazione per gli altri e senso di responsabilità sociale, confidando nella teoria che se tutti dovessero indossarla, nessuno diventerebbe veicolo di contagio.

 

 

Nell’immagine sopra: visione al microscopio del nastro che ha trattenuto la polvere di talco passata dal filtro costituito dalla Mascherina 4 veli.

Con il manichino mostriamo come si comporta la mascherina in fase di inspirazione blu e di espirazione rosso:

In fase di inspirazione, non essendo la mascherina anatomicamente adesa al viso, permette all’aria non filtrata di poter passare. In espirazione tutta l’aria viene espirata contro il filtro della mascherina, fuoriuscendo solo in minima parte dai lati e quella che esce, è passata in gran parte dal filtro della mascherina, riducendo in modo importante la carica batterica.

2) Prova Mascherina chirurgica 3 veli

Mascherina 3 veliCome per la mascherina 4 veli, questa ha le stesse caratteristiche e le stesse qualità della 4 veli, manca solo uno strato, polipropilene filtrante a maglia larga. Questi strati sono ottenuti mediante TNT (tessuto non tessuto o nonwowen) ed è il metodo migliore per ottenere un potere filtrante. Come la 4 veli anche la 3 veli ha le stesse caratteristiche.  Pure questa è nota anche come maschera medica o maschera per uso medico  è un dispositivo che, se certificato con  UNI EN 14683:2019 + AC:2019,  è destinato a essere indossato dagli operatori sanitari durante un intervento chirurgico o altre attività in ambito sanitario al fine di evitare la dispersione di agenti patogeni (quali ad esempio batteri o virus)  dispersi in goccioline liquide e aerosol che possono fuoriuscire dalla bocca e dal naso di chi la indossa. È efficace anche a proteggere chi la indossa  da schizzi di liquidi organici. È sicuramente meno protettiva per l’utilizzatore quando si tratta di filtrare l’aria in entrata.

Una maschera facciale per uso medico non filtra o blocca particelle molto piccole nell’aria che possono essere trasmesse da tosse, starnuti o determinate procedure mediche. Non forniscono inoltre una protezione completa da germi e altri contaminanti a causa della non perfetta aderenza tra la superficie della maschera facciale e il viso. In molti paesi soprattutto orientali, non è inconsueto vedere la popolazione indossare questo tipo di protezione, non per proteggersi ma per proteggere gli altri da un proprio contagio, come dimostrazione di considerazione per gli altri e senso di responsabilità sociale, confidando nella teoria che se tutti dovessero indossarla, nessuno diventerebbe veicolo di contagio.

Nell’immagine la visione al microscopio del nastro che ha trattenuto la polvere di talco passata dal filtro costituito dalla Mascherina 3 veli  come si può notare, c’è un sensibile aumento della polvere filtrata dalla mascherina

 

In fase di inspirazione, non essendo la mascherina anatomicamente adesa al viso, permette all’aria non filtrata di poter passare, mentre in espirazione, tutta l’aria viene espirata contro il filtro della mascherina, fuoriuscendo solo in minima parte dai lati. L’aria che esce, è passata in gran parte dal filtro della mascherina, riducendo in modo importante la carica batterica

3) Prova Mascherina KN95

L’emergenza COVID-19 ha portato al limite ed oltre l’intera filiera produttiva delle maschere protettive, quelle intese come DPI delle vie respiratorie.

La domanda rapida e massiva non è commisurabile alla produzione realizzabile nel breve periodo. Si assiste ad un aumento di prezzi ed accesso a dispositivi che, arrivando da più continenti, sono identificati da norme diverse nella forma, ma molto simili nella sostanza, che ne determinano però diverse sigle di identificazione. In particolare, oltre alle FPP2 che sono certificate con la UNI EN149:2010 (certificazione Europea) e quindi utilizzate per ospedali e strutture sanitarie, pertanto introvabili nella distribuzione civile, vengono aggiunte le N95 che rispondono alla certificazione americana NIOSH-42CFR84. Queste mascherine però sono arrivate in Italia in numero esiguo perché il governo Americano ha precettato in breve tempo l’esportazione. Anche la certificazione cinese GB2626-2006 che certifica la KN95 è stata l’unica a poter rispondere alla richiesta massiva. È per questo motivo che ci sono stati molti sequestri di queste mascherine, non per la validità del prodotto che, se supportato da certificati reali hanno un ottimo valore di filtrazione, ma perché molti importatori, con leggerezza e scarsa conoscenza, hanno importato un prodotto definendolo FPP2 accompagnandolo con certificazione cinese GB2626-2006. Cosa che può venir vista come contraffazione o truffa.

Noi abbiamo il testo di tutte e tre le certificazioni, e a seguire, mostriamo alcuni punti (quelli che interessano di più in questo momento), per dimostrare che FPP2, N95, KN95 pur con diverse certificazioni, hanno valori analoghi. La KN95 di nostra distribuzione è composta da 5 strati tutti filtranti. Il valore filtrante è pari a 2,5 nm pertanto per via della capillarità l’acqua e l’umidità non attraversano il tessuto.

Visione al microscopio del nastro che ha trattenuto la polvere di talco passata dal filtro costituito dalla Mascherina KN95.  Come si può notare, c’è drastica riduzione rispetto alle  mascherine chirurgiche  delle particelle di talco passate dal filtro e trattenute dal nastro.

4) Prova Mascherina FPP3 

Le maschere respiratorie della classe di protezione FFP3 offrono la massima protezione possibile dall’inquinamento dell’aria respirabile. Con una perdita totale del 5% max e una protezione necessaria pari almeno al 99% dalle particelle con dimensioni fino a 0,6 μm, sono inoltre in grado di filtrare particelle tossiche, cancerogene e radioattive. Queste maschere respiratorie possono essere utilizzate in ambienti di lavoro nei quali il valore limite di esposizione alle polveri e agli aereosol ha concentrazioni pericolose per la salute.

Queste mascherine sono utilizzate ad esempio nell’industria chimica e in industrie che mettono a contatto i propri dipendenti con sostanze e polveri tossiche o cancerogene. Sono diventate molto di attualità durante l’epidemia del COVID-19 essendo queste mascherine le più valide da essere indossate dal personale sanitario a stretto contatto con i malati da COVID-19. Queste Mascherine normalmente ma non necessariamente hanno anche una valvola per permettere una espirazione facilitata.

Visione al microscopio del nastro che ha trattenuto la polvere di talco passata dal filtro costituito dalla Mascherina FPP3. Come si può notare, c’è un’altra sensibile riduzione delle particelle di talco passate dal filtro e trattenute dal nastro.

 

 

Ora andiamo a testare campioni di prodotti non certificati.

 

Mascherine di tessitura

Quando è iniziata l’emergenza COVID-19, alcune aziende tessili, anche aiutate da un “TAM-TAM” mediatico non indifferente, hanno riconvertito la propria produzione tessile da camicie, calze e maglie a produzione di mascherine, inizialmente offrendole gratuitamente. Poi sono passati alla vendita al dettaglio anche a prezzi non coerenti a quanto offrivano (praticamente Ø). In qualsiasi caso, regalate o vendute, questi prodotti NON sono certificati da nessun organo competente, sono pericolosi, perché danno la sensazione a chi le indossa di essere protetti facendo abbassare la soglia di attenzione quando si è a contatto con le persone. Per il modello che mostrerò ora si tratta essenzialmente di una tessitura tubolare trama e ordito (una calza senza la parte del piede) che una volta indossata ha 2 strati di tessuto che si  “schiacciano” contro al viso per cercare di offrire un riparo. Dalle foto al microscopio e dalle foto del test potete capire la pericolosità di questi prodotti immessi sul mercato.

Come si nota nella prima immagine al microscopio (solo 300 ingrandimenti) si vedono in modo netto gli spazi tra la trama e l’ordito, e confrontati con la punta di un ago….ebbene, sulla punta di un ago, possono convivere tranquillamente 500 virus COVID 19!!! Queste pseudo-mascherine, a differenza di  quelle certificate, non sono ottenute mediante NONWOWEN per cui  le fibre si presentano con un andamento casuale senza individuazione di alcuna struttura ordinata, ma sono  “TESSUTE”. Le fibre presentano due direzioni prevalenti ed ortogonali fra di loro (trama ed ordito); gli spazi di incrocio tra queste ultime presentano interstizi che rendono il prodotto traspirante e con una scarsa efficacia come filtro.

Visione al microscopio del nastro che ha trattenuto la polvere di talco passata dal filtro costituito dalla mascherina artigianale. Come si può notare ci sono centinaia di particelle di talco passate dal filtro della mascherina.

Qualcuno potrebbe aggiungere che, se nel “tubo” del tessuto venisse inserita della “carta da forno”,  si avrebbe un effetto filtrante maggiore. Più avanti dimostrerò come anche questa notizia riguardante la “carta da forno” si sia dimostrata una Fake news.

Mascherina “ricoperta”

Questa mascherina artigianale viene presentata come mascherina impermeabile e non traspirante, perciò perfetta per non far passare il Virus. Vero, ma non fa passare nemmeno l’aria!!! È stata costruita con una base di microfibra, e su di un lato è stato “spruzzato” uno strato di materiale impermeabile (poliuretano in questo caso, ma potrebbe essere anche Nitrile o polietilene). Questo impedisce all’aria di entrare .            

Abbiamo  personalmente fatto la prova di respirazione. Se la si cerca di sistemare correttamente, la depressione del respiro trascina la mascherina in bocca. Per non avere questa sensazione, bisogna lasciare spazio intorno ai bordi; a questo punto è pleonastico capire che l’aria che si respira viene direttamente dalle aperture laterali piuttosto che dalla filtrazione dell’aria.
Riguardo poi all’aria espirata, succede praticamente la stessa cosa, ed è solo la microfibra che impedisce di avere formazione importante di condensa. Per fare un esempio banale, sarebbe come mettere del cellophane come filtro su una qualsiasi cappa di aspirazione…dal condotto non verrebbe aspirato nulla!!! Pertanto questo non è nemmeno da considerarsi un “filtrante facciale”, perché non è un filtrante.

Ricordiamo che in tutte le certificazioni, c’è un valore resistivo massimo sia in fase di respirazione sia in fase di espirazione.
Se si supera questo valore, il prodotto non può essere certificato. 

Carta da forno

Anche se, come andiamo a spiegare, l’utilizzo della “carta da forno” non ha nessuna valenza scientifica, moltissimi tutorial sia in rete che in televisione hanno mostrato come in poco tempo e a prezzo quasi nullo, si potessero ottenere delle mascherine efficienti. Personalmente credo, supportato dai test effettuati, che queste fake news abbiano in parte contribuito alla diffusione del virus e spiegherò il perché. La carta da forno NON è traspirante!!!

È prodotta con fibre di cellulosa ricavate da legname proveniente da boschi finlandesi gestiti in modo sostenibile; pura cellulosa con uno strato di silicone che la rende impermeabile, antiaderente e resistente a temperature garantite sino a 220°C!!! CAPITO?!? Se la logica ci impedisce di pensare la carta da forno come filtro (nessuno la metterebbe come filtro per la ventola del nostro PC, in poco tempo bruceremmo la scheda madre) la stessa logica ci deve dire che non possiamo metterla come filtro per i nostri polmoni!!! 

 

Dopo aver valutato prodotti certificati e non, inseriamo dei valori e dei modi d’uso delle mascherine classificate come FPP1, FPP2 FPP3 e KN95. 

Antis Group e il Polo Tecnologico della Sicurezza, con la speranza di essere stati utili, sono al vostro fianco e d’aiuto per rispondere ed essere di supporto nella consulenza riguardo alle nuove procedure che questa pandemia ha implementato.

Elenco dei requisiti di uso dei DPI

Questa guida alla selezione è solo uno schema esemplificativo per l’identificazione del prodotto in caso di applicazioni tipiche. Non deve quindi essere utilizzata come unica modalità di selezione del respiratore. La selezione del DPI (Dispositivo di Protezione Individuale) più appropriato dipende dalla situazione particolare e deve essere effettuata esclusivamente da persona esperta che è a conoscenza dei rischi, delle condizioni di lavoro specifiche e delle limitazioni legate ai DPI per le vie respiratorie. Informazioni dettagliate circa le prestazioni e le limitazioni d’uso dei respiratori sono presenti sia sull’imballo esterno del prodotto, sia sulle Istruzioni d’Uso.

In caso di dubbio contattare una persona competente in materia di sicurezza sul lavoro o gli uffici R&D della ANTIS GROUP srl.

I Facciali Filtranti sono soggetti a vari regolamenti standard in tutto il mondo.

Durante le situazioni di Pandemia o emergenza, le autorità Governative di ogni Nazione possono far riferimento a questi standard in modo che le popolazioni siano protette da dispositivi di protezione comparativi a quelli in essere alla Normativa vigente nel territorio di appartenenza.

Indicazioni utili solo per chiarire le similitudini delle Certificazioni Internazionali, in specifico seguendo le performance degli standard:

  • FFP2 (Europe EN 149:2001 + A1:2009);
  • KN95 (China GB 2626-2006);
  • N95 (United States NIOSH-42CFR84);
  • P2 (Australia /New Zealand AS/NZA 1716:2012);
  • DS (Japan JMHLW-Notification 214,2018);
  • Korea  1st class (Korea KMOEL – 64)

I Facciali filtranti costruititi secondo gli standard sopra riportati possono essere definiti con funzioni similari in riferimento a requisiti di performance richiesti dai test che ne certificano l’attinenza.

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