La maschera facciale FFP2 "intelligente" avvisa chi la indossa quando i limiti di CO2 vengono superati

Dec 01, 2023

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A cura della redazione E&T

Pubblicato venerdì 4 febbraio 2022

Una nuova maschera facciale “intelligente”, progettata presso l’Università di Granada (UGR), invia un avviso a chi la indossa tramite il proprio smartphone quando vengono superati i limiti salutari di CO2 raccomandati all’interno della maschera facciale.

Il design della maschera affronta un problema che è stato evidenziato dall’inizio della pandemia di Covid-19: quello della CO2 che respiriamo all’interno delle nostre maschere facciali. Indossare mascherine di tipo FFP2 per un certo periodo di tempo produce una concentrazione di CO2 tra il viso e la maschera superiore alla normale concentrazione atmosferica (~0,04%), a causa del gas che espiriamo durante la respirazione. La respirazione ripetuta di CO2 può causare effetti negativi sulla salute, anche in persone sane, come malessere generale, mal di testa, affaticamento, mancanza di respiro, vertigini, sudorazione, aumento della frequenza cardiaca, debolezza muscolare e sonnolenza.

È noto che questi effetti negativi sono legati sia alla durata dell'esposizione che alla concentrazione del gas stesso. Alcune normative sanitarie, ad esempio, raccomandano un valore massimo dello 0,5% di CO2 nell'ambiente di lavoro (media su una giornata di otto ore) o che un'esposizione di 30 minuti al 4% di CO2 sia considerata molto dannosa per la salute.

La nuova maschera FFP2 progettata all'UGR consente di conoscere il livello di CO2 respirata in tempo reale, utilizzando un'applicazione per smartphone. Questo metodo – un sistema indossabile di monitoraggio del gas caratterizzato da basso costo, scalabilità, affidabilità e praticità – rappresenta un progresso significativo con importanti benefici per la salute.

Lo studio è stato condotto dal gruppo di ricerca multidisciplinare "ECsens" dei Dipartimenti di Chimica Analitica ed Elettronica e Informatica dell'UGR. Insieme, hanno sviluppato il sistema portatile di rilevamento del gas wireless, in tempo reale che monitora i livelli di CO2 all’interno della maschera FFP2.

Mentre le maschere facciali standard agiscono semplicemente come filtri dell'aria per il passaggio nasale e/o orale, l'inclusione di sensori per misurare specifici parametri di interesse fornisce un valore aggiunto che ne migliora l'uso e l'efficacia, creando questa nuova maschera facciale "intelligente".

Scrivono gli autori della ricerca: "Da quando l'Organizzazione Mondiale della Sanità ha dichiarato la pandemia globale a causa della diffusione del Covid-19, l'uso universale delle mascherine è stato raccomandato o imposto alla popolazione generale, nel tentativo di prevenire la diffusione rapida diffusione del SARS-CoV-2.

"Nonostante l'evidenza generalizzata a favore dell'uso delle mascherine per ridurre la trasmissione in tutta la popolazione, esiste anche un ampio consenso sui possibili effetti avversi causati dal loro uso prolungato, principalmente come conseguenza dell'aumento della resistenza respiratoria e della reinalazione delle mascherine CO2 che si accumula all'interno della maschera".

Il sistema proposto dal team si basa sull'inserimento di un "tag" flessibile in una maschera FFP2 standard. Questo tag comprende un innovativo sensore optochimico di CO2 sviluppato su misura, insieme alla necessaria elettronica di elaborazione del segnale. Sia il sensore che i circuiti sono fabbricati su un substrato polimerico leggero e flessibile, formando il cosiddetto "tag di rilevamento", che non causa alcun disagio a chi lo indossa. Il tag non richiede batterie poiché viene alimentato in modalità wireless tramite il collegamento NFC (Near Field Communication) con lo smartphone – simile a quello utilizzato, ad esempio, per effettuare pagamenti wireless – utilizzando un’app Android. L'app sviluppata su misura viene utilizzata anche per l'elaborazione dei dati, la gestione degli avvisi e la visualizzazione e condivisione dei risultati.

Gli scienziati dell’UGR hanno condotto test preliminari della maschera su soggetti che praticano sia attività sedentaria sia che svolgono attività fisica. Descrivendo i loro risultati, hanno scritto: "I nostri risultati, che sono in linea con precedenti studi clinici, presentano valori di CO2 compresi tra il 2% durante le attività a basso ritmo di lavoro (sedentari) e un valore di picco di quasi il 5% durante le attività ad alta intensità". esercizio fisico.