In de bijgewerkte richtlijnen van begin 2022 zeiden de Amerikaanse centra voor ziektebestrijding en -preventie dat los geweven stoffen maskers de minste bescherming bieden tegen COVID-19, en N95- en KN95-maskers de meeste bescherming. Toch is er na meer dan twee jaar sinds het begin van de pandemie geen volledig begrip van de maskerkenmerken voor de meest optimale bescherming.
In Physics of Fluids, gepubliceerd door AIP Publishing, gebruiken onderzoekers van de Florida State University en de Johns Hopkins University principale componentanalyse (PCA) samen met vloeistofdynamica-simulatiemodellen om het cruciale belang aan te tonen van een goede pasvorm voor alle soorten maskers en hoe gezichtsvorm beïnvloedt de meest ideale pasvorm.
De studie suggereert dat dubbele maskering met niet goed passende maskers de maskerefficiëntie niet significant verbetert en een vals gevoel van veiligheid geeft.
Meer lagen betekenen een minder poreuze gezichtsbedekking, wat leidt tot meer stroming die uit de omtrekopeningen (zijkanten, boven- en onderkant) wordt gedwongen in maskers met een minder goede pasvorm. Dubbele lagen verhogen de filterefficiëntie alleen bij een goede pasvorm van het masker, maar kunnen ook leiden tot ademhalingsmoeilijkheden.
De onderzoekers modelleerden een matige hoeststraal uit de mond van een volwassen man die een stoffen masker over de neus en mond droeg met elastische banden om de oren. Ze berekenden de maximale volumestroomsnelheden door de voorkant van het masker en perifere openingen bij verschillende materiaalporositeitsniveaus.
Voor een meer realistische 3D-gezichtsvorm en -grootte gebruikten de onderzoekers PCA die 100 volwassen mannelijke en 100 volwassen vrouwelijke hoofden integreerde die waren opgehaald uit hoofdscangegevens aan de Universiteit van Basel in Zwitserland. PCA condenseert grote sets variabelen terwijl de meeste informatie behouden blijft.
Hun model liet zien hoe de lichte asymmetrie die typisch is voor alle gezichtsstructuren, de juiste pasvorm van het masker kan beïnvloeden. Zo kan een masker aan de linkerkant van het gezicht strakker zitten dan aan de rechterkant.
“Asymmetrie van het gezicht is bijna onmerkbaar voor het oog, maar wordt duidelijk gemaakt door de hoeststroom door het masker”, zegt co-auteur Tomas Solano van de Florida State University. “Voor dit specifieke geval is de enige ongefilterde lekkage die wordt waargenomen via de bovenkant, maar voor verschillende gezichtsvormen is lekkage via de onderkant en zijkanten van het masker ook mogelijk.”
Het maken van “designermaskers” die zijn aangepast aan het gezicht van elke persoon, is op schaal niet praktisch. Toch kunnen op PCA gebaseerde simulaties worden gebruikt om betere maskers te ontwerpen voor verschillende populaties door algemene verschillen tussen mannelijke en vrouwelijke of kinder- versus oudere gezichtsstructuren en de bijbehorende luchtstroom door maskers aan het licht te brengen.
Verhaalbron:
Materialen geleverd door Amerikaans Instituut voor Natuurkunde. Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.
lees het gehele artikel bij de bron
Samenvatting: In een nieuwe studie gebruikten onderzoekers hoofdcomponentenanalyse samen met simulatiemodellen voor vloeistofdynamica om het cruciale belang van een goede pasvorm voor alle soorten maskers aan te tonen en hoe gezichtsvorm de meest ideale pasvorm beïnvloedt. Ze modelleerden een matige hoeststraal uit de mond van een volwassen man die een stoffen masker over de neus en mond droeg met elastische banden om de oren gewikkeld en berekenden de maximale volumestroomsnelheden door de voorkant van het masker en perifere openingen bij verschillende materiaalporositeitsniveaus.
Datum van publicatie: 4 mei 2022
Bron: Technologie | Top technologienieuws — ScienceDaily