Un sistema para pruebas in vitro de aerosoles inhalados/exhalados en equipos de protección personal

Por qué este estudio importa en la vida cotidiana

Durante la pandemia de COVID-19 se recomendó usar mascarillas, mantener la distancia y, en ocasiones, usar caretas faciales, pero sigue siendo sorprendentemente difícil comparar cuánto bloquean realmente estas opciones las pequeñas partículas en el aire. Este estudio describe un sistema de laboratorio que simula a una persona exhalando aerosoles semejantes a virus y a otra que los inhala, y mide cómo distintos mascarillas, caretas y distancias modifican la cantidad de material que llega al “receptor”. El trabajo no clasifica marcas ni ofrece consejos médicos, pero ayuda a aclarar preguntas generales que mucha gente tiene: ¿las caretas son tan efectivas como las mascarillas? ¿realmente importa la distancia? ¿y qué ocurre cuando ambos llevan mascarilla?

Construyendo una forma segura de probar aire riesgoso

Para explorar estas preguntas sin poner a nadie en riesgo, los investigadores construyeron un sistema in vitro usando dos cabezas de maniquí a tamaño real en una sala pequeña con poca ventilación. Un maniquí actuó como productor de aerosoles. Se bombeó aire médico a través de un nebulizador que contenía agua salina, generando una niebla de gotículas diminutas similar en tamaño a las que expulsamos al respirar, hablar, toser o estornudar. Esta niebla se canalizó hacia las vías respiratorias del maniquí para que emergieran “exhalados” visibles por la nariz y la boca. El otro maniquí, el receptor, se equipó con un contador óptico de partículas sensible posicionado en la boca y conectado a un ventilador mecánico simple que imitaba la respiración humana. De este modo, el equipo pudo registrar, segundo a segundo, cuánto material particulado menor de 5 micrómetros alcanzaba al receptor bajo condiciones fuertemente controladas.

Probando mascarillas y caretas comunes

El equipo examinó nueve tipos de equipos de protección personal (EPP): varios tipos de mascarillas, incluidas mascarillas quirúrgicas, respiradores N95 y KN95, una mascarilla de tela lavable y una mascarilla con careta integrada, además de tres caretas faciales independientes de distintos diseños. Realizaron tres conjuntos principales de experimentos. Primero, colocaron EPP en el maniquí productor de aerosoles dejando al receptor sin protección. Segundo, lo invirtieron: protegieron solo al receptor con mascarilla o careta. Tercero, pusieron una mascarilla médica desechable en ambos maniquíes. Para cada configuración, los maniquíes se situaron a 2, 4 o 6 pies de distancia, y el productor pudo mirar al receptor de frente o en ángulos de 45 o 90 grados. Cada prueba duró cinco minutos y se repitió tres veces para comprobar la consistencia.

Lo que revelaron las partículas

Fotografías con luz ultravioleta usando una solución fluorescente mostraron por dónde escapaban las gotículas más grandes de los distintos dispositivos, pero los hallazgos clave provinieron de las mediciones de partículas. En general, las mascarillas en el productor de aerosoles redujeron la cantidad de partículas finas que llegaron al receptor, sobre todo a 6 pies, donde la mayoría del EPP mantenía los niveles cercanos al fondo de la sala. Sin embargo, el rendimiento varió: una mascarilla médica desechable estándar tendió a bloquear más aerosoles que las caretas o algunos diseños de tela. Sorprendentemente, a la distancia más corta de 2 pies, varias configuraciones —por ejemplo, usar un KN95 o una mascarilla de tela lavable en el productor sin barrera en el receptor— en ocasiones resultaron en niveles detectados más altos que no usar ningún EPP. Los autores sugieren que en una sala pequeña y mal ventilada, los penachos desviados y la recirculación pueden concentrar aerosoles en puntos inesperados en lugar de indicar un fallo real de los dispositivos en sí. Cambiar el ángulo entre los maniquíes también alteró las exposiciones para algunos EPP, porque las fugas alrededor de la nariz, las mejillas y bajo las caretas pueden redirigir los penachos hacia los lados o hacia abajo.

Mascarillas frente a caretas y la eficacia de la doble protección

Cuando el EPP se colocó en el maniquí receptor, las mascarillas volvieron a mostrar un mejor rendimiento en general que las caretas probadas. En esta configuración, algunas caretas en realidad parecían “recoger” y canalizar aerosoles hacia el receptor, produciendo niveles de partículas que superaron a los medidos sin protección en ciertas distancias. El escenario más destacado fue el más simple: cuando ambos maniquíes llevaban mascarillas médicas desechables y se enfrentaban a 2, 4 o 6 pies, los aerosoles detectados en el receptor cayeron hasta niveles cercanos al fondo de la sala, mostrando un fuerte efecto combinado de control en la fuente más protección del usuario. En todas las condiciones, aumentar la distancia entre productor y receptor redujo de forma consistente la exposición, reforzando el valor del espaciado físico además del uso de mascarilla.

Qué significa esto para la protección en el mundo real

Este sistema de pruebas tiene limitaciones: usa solución salina nebulizada en lugar de fluidos respiratorios reales, se apoya en maniquíes que no reproducen perfectamente los rostros humanos ni el ajuste de las mascarillas, y se ejecutó en una única sala pequeña. Los autores subrayan que sus resultados deben verse como patrones relativos, no como predicciones exactas para cada contexto o producto del mundo real. Aun así, el mensaje para el público general es claro. En este modelo controlado, las mascarillas médicas ordinarias hicieron un mejor trabajo que las caretas muestreadas para limitar las partículas aéreas diminutas, y que ambos lleven mascarilla, especialmente con algo de distancia entre ellos, reduce las exposiciones hasta acercarlas al fondo natural de la sala. El estudio ofrece un marco práctico para diseñar pruebas más avanzadas en el futuro y respalda un consejo cotidiano que mucha gente ya sigue por instinto: mantén distancia cuando sea posible y, al compartir aire en interiores, las mascarillas bien ajustadas en todos ayudan en gran medida a reducir lo que se inhala.

Cita: Baldelli, A., Poznikoff, A. & Purdy, R. A system for invitro inhaled/exhaled aerosol testing of personal protective equipment. Sci Rep 16, 5535 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35248-4

Palabras clave: mascarillas, caretas faciales, transmisión por aerosoles, distanciamiento social, COVID-19