La fisica del contagio: così la mascherina ci protegge da Covid-19

La casa editrice Zanichelli lancia un portale scientifico. Tra i molti contributi quello del virologo Govanni Maga sull'uso delle mascherine che bloccano le goccioline grandi e rallentano le piccole

Da oggi anche nel Lazio mascherine pure all'aperto

Da oggi anche nel Lazio mascherine pure all'aperto

Salute 2 ottobre 2020

La storica casa editrice Zanichelli di Bologna ha un interessantissimo portale scientifico con molti approfondimenti di carattere medico. Rilanciamo un frammento di questo articolo, dall'Aula di Scienze Zanichelli,  del virologo Giovanni Maga sull’uso della mascherina per contrastare il contagio da COVID-19.


Maga scrive: "È una limitazione alla nostra libertà individuale ma possiamo accettarla di buon grado se, oltre a condividerne le motivazioni etiche, capiamo come funziona dal punto di vista della fisica

Il virus si trasmette con le goccioline
Il meccanismo di trasmissione del COVID-19 è il passaggio fisico del virus da un soggetto infetto a un soggetto suscettibile (sano). Ciò può avvenire attraverso un contatto diretto tra i due individui, magari con una stretta di mano. Quando il suscettibile si tocca il viso, i virus depositati nella sua mano entrano in contatto con le mucose del naso, della bocca o degli occhi e iniziano a proliferare.
Ma il contagio può avvenire anche senza contatto diretto perché, parlando o tossendo, un infetto disperde nell’ambiente goccioline di saliva (droplet) che contengono il virus. Un suscettibile che si trovi nelle immediate vicinanze ha quindi una probabilità non trascurabile di intercettare queste goccioline nelle sue vie aeree.

Per non essere contagiati basta quindi evitare di venire a contatto con goccioline emesse da un infetto: questo è il fine di quelle avvertenze che mirano a stabilire il distanziamento sociale.

Una prima avvertenza è anche la più semplice da attuare: evitare il contatto con superfici su cui si siano depositate goccioline infettate e comunque lavarsi accuratamente le mani prima di toccarsi naso, bocca e occhi. Un’altra avvertenza è quella di stare a debita distanza da un infetto, in modo da non consentire alle goccioline che emette nell’aria di entrare in contatto con le nostre mucose.
Se stessimo tutti a 100 m di distanza gli uni dagli altri saremmo al sicuro, ma nella vita quotidiana stiamo spesso molto vicini, per esempio in un mezzo di trasporto, a scuola o in ufficio. Dobbiamo quindi limitare il raggio d’azione delle goccioline che emettiamo negli atti respiratori: lo possiamo fare in modo efficace indossando opportunamente una mascherina. Cerchiamo di capire perché.

Le goccioline più piccole restano in aria
Durante un colpo di tosse emettiamo un flusso d’aria in cui sono presenti goccioline di secrezioni liquide, che si formano nelle alte vie respiratorie. Per evidenziare i fenomeni che avvengono dopo l’emissione delle goccioline, immaginiamo di spruzzare con decisione dell’acqua con un nebulizzatore, come quelli usati nel giardinaggio.

Guardando il getto, notiamo che si distinguono due fenomeni distinti:

le goccioline più grandi cadono velocemente con traiettorie curve, molto simili a quelle di un getto d’acqua che esce da una canna per irrigare;
le goccioline più piccole formano una nube che permane nell’aria più a lungo.
Se osserviamo l’evoluzione di questa nube in una stanza con aria ferma, notiamo che al suo interno le goccioline non si spostano tutte allo stesso modo: piccoli sbuffi si muovono vorticando verso l’alto, mentre altri si spostano lateralmente o verso il basso.

Le mascherine bloccano le goccioline grandi e riducono la velocità di quelle piccole. 



L’unica azione che contribuisce alla tutela della salute altrui è indossare una mascherina. La letteratura medica è comunque concorde nel sostenere che le mascherine chirurgiche non garantiscono uno scudo totale alla trasmissione del virus perché esse non trattengono tutte le goccioline emesse negli atti respiratori. Però intercettano le goccioline più grandi e limitano la velocità dell’aria emessa, contribuendo così a diminuire la distanza a cui arrivano le goccioline più piccole trasportate dall’aria.

Per questa ragione l’Organizzazione Mondiale della Sanità raccomanda di indossare una mascherina e mantenere una distanza di almeno 1 m, e possibilmente 2 m, dalle altre persone, soprattutto negli ambienti chiusi- Il COVID-19 ha un diametro dell’ordine di 0,1 µm, cioè è diecimila volte più piccolo di un millimetro. Quindi anche le goccioline più piccole possono trasportarlo

In sintesi
La mascherina serve:

per bloccare le goccioline più grandi. Altrimenti si diffonderebbero nell’aria, cadendo a breve distanza e infettando le superfici limitrofe. Inoltre, una parte di esse evaporerebbe formando goccioline più piccole;
per intercettare le goccioline più piccole e per ridurre la velocità del flusso turbolento d’aria emesso. Diminuendo la velocità dei moti turbolenti, diminuiscono sia il tempo di permanenza delle goccioline nell’aria sia la distanza che esse raggiungono.