Face masks. Technical, technological and func-tional characteristics and hygienic-sanitary aspects related to the use of filtering mask in the ...

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Ann Ig 2020; 32(5): 472-520 doi:10.7416/ai.2020.2371

Face masks. Technical,                                        Maschere facciali per la
technological and func-                                       comunità. Caratteristiche
tional characteristics and                                    tecniche, tecnologiche, fun-
hygienic-sanitary aspects                                     zionali, ed aspetti igienico-
related to the use of filtering                               sanitari connessi all’uso e
mask in the community                                         smaltimento
A. Santarsiero1, P. Ciambelli2,                               A. Santarsiero1, P. Ciambelli2,
G. Donsì2, F. Quadrini3,                                      G. Donsì2, F. Quadrini3,
R. Briancesco 1, D. D’Alessandro 4,                           R. Briancesco 1, D. D’Alessandro 4,
G.M. Fara5                                                    G.M. Fara5

Key words: Filtering mask, Filtration,                        Parole chiave: Maschera Facciale, Filtrazione,
Infection, Medical face mask, Prevention,                     Infezione, Maschera chirurgica, Prevenzione,
Virus SARS-COV-2                                              Virus SARS -COV-2

Abstract                                                      Riassunto
    Introduction. The health emergency caused by                 Introduzione. L’emergenza sanitaria legata alla
    the spread of SARS-COV-2 virus has required the           trasmissione del virus SARS-COV-2 ha posto al centro
    adoption of passive measures against contagion,           dell’attenzione misure per la difesa passiva dal contagio
    such as social distancing. The use of filtering           da parte della popolazione attraverso il distanziamento
    masks, of the different types available on the            sociale. Accanto a queste misure si collocano le masche-
    market, such as surgical and facial filtering masks       rine filtranti, che sono presenti nel mercato in diverse
    (FFP1, FFP2 and FFP3), is also recommended.               tipologie come le mascherine chirurgiche e quelle facciali
                                                              filtranti (FFP1, FFP2 e FFP3).
    Objectives. The aim of this paper, within the Italian
                                                                 Obiettivi. Obiettivo principale di questo documento è
    and European regulatory reference framework,
                                                              quello di proporre una applicazione razionale di metodo-
    is to suggest a rational application of existing
                                                              logie esistenti che consentono di caratterizzare, valutare
    methodologies that enable to know and assess              e realizzare una mascherina destinata alla popolazione.
    the features and/or make a face mask intended             Inoltre lo studio ha lo scopo di fornire il corretto quadro
    to be used by the community. In addition to this,         normativo di riferimento e tutte le informazioni utili per
    the study aims to provide a correct regulatory            un corretto uso e smaltimento.
    framework and useful information for a correct               Metodi. L’analisi si basa sull’evidenza della recente
    use and disposal of face masks.                           letteratura scientifica, oltre che dello stato dell’arte

1
  Department of Environment and Health, Italian National Institute of Health, Rome, Italy
2
  Department of Industrial Engineering, University of Salerno, Fisciano (SA), Italy
3
  Department of Industrial Engineering, University of Rome “Tor Vergata”, Rome, Italy
4
  Department of Civil, Building and Environmental Engineering, Sapienza University of Rome, Italy
5
  Department of Public Health and Infectious Diseases, Sapienza University of Rome, Italy
Holistic and multidisciplinary assessment of face masks for the community                                         473

   Another purpose is the assessment of the hygienic,     tecnologico e dei mezzi e materiali filtranti disponibili.
   sanitary and regulatory aspects related to the use     Nel dettaglio si fa riferimento ai meccanismi e ai mezzi
   and disposal of face masks.                            di filtrazione, alle modalità di prova, alle caratteristiche
   Methods. The analysis of filtering masks is based      tecnico-costruttive e prestazionali, e alle normative di
   on the review of scientific literature, the state      riferimento a livello nazionale ed europeo. Si fa riferi-
   of art of technology and the filtering means/          mento anche agli aspetti igienico-sanitari e normativi che
   materials available. Reference is made to filtering    si correlano all’uso e smaltimento della maschera.
                                                             Risultati. La scelta della maschera praticabile con
   mechanisms and devices, the testing methods,
                                                          minori controindicazioni è quella delle maschere chi-
   the technical, manufacturing and performance
                                                          rurgiche o comunque delle maschere con un’efficacia
   features, and to the Italian and European
                                                          di filtrazione dal 90 al 95 % per particelle di 3 µm. Il
   regulatory reference framework. Reference is also      tipo riutilizzabile è concettualmente superiore a quello
   made to the hygienic, sanitary and regulatory          monouso, ma al momento le procedure di lavaggio, non
   aspects related to the use and disposal of face        sempre ben descritte, sono abbastanza complesse.
   masks.                                                    Conclusioni. La definizione di test rigorosi e ripetibili
   Results. Surgical masks or, alternatively, filtering   sulla capacità di filtrazione, la traspirabilità, la indos-
   masks with a filtration efficiency between 90% and     sabilità e la durata di utilizzo e gli eventuali metodi di
   95% for 3-µm particles, are the most practicable       rigenerazione, nonché le modalità sicure di smaltimento,
   choice with minor contraindications. The reusable      sono la strada maestra per fornire agli utenti dei corretti
   type of mask is conceptually superior compared         criteri di scelta e uso. Tale strada va perseguita con
   to single-use masks, but cleaning procedures to        determinazione e rapidità, e i risultati diffusi e resi di
   be followed are quite complex and not always           immediata comprensione.
   described in a clear way.
   Conclusion. The definition of rigorous and
   repeatable tests on mask filtration capacity,
   breathability, wearability, duration of use,
   regeneration, as well as safe disposal methods,
   are the main way to provide users with correct
   selection and use criteria. The results must be
   disclosed and disseminated quickly.

Introduction                                              Introduzione

   The current health emergency caused                        L’emergenza sanitaria legata alla tra-
by the spread of SARS-COV-2 virus has                     smissione del virus SARS-COV-2, oltre alla
required the adoption of passive measures                 necessità di mettere a punto terapie mirate
against contagion such as social distancing,              e un vaccino, ha posto al centro dell’atten-
personal isolation and personal hygiene                   zione misure per la difesa passiva dal con-
practices, in addition to the need of                     tagio da parte della popolazione attraverso
developing suitable therapies and a specific              il distanziamento e l’isolamento personale.
vaccine. Filtering face masks, as referred to             Accanto a queste misure si collocano le
in article 16, sub paragraph 2 of the Italian             maschere filtranti di cui all’art.16, comma
Law Decree no. 18 of 17 March 2020 (1),                   2 del DL 17 marzo 2020, n. 18 (1) ad uso
are an additional protective tool to be used              della popolazione.
by the community.                                             A tal riguardo è da ricordare che, anche
   In this respect, according to what                     secondo le considerazioni espresse dall’Or-
expressed by the WHO, it is essential to                  ganizzazione Mondiale della Sanità (OMS),
consider that infected presymptomatic and                 i soggetti infetti, se sono asintomatici o in
asymptomatic subjects can transmit the virus              fase presintomatica, possono trasmettere il
to other individuals (2).                                 virus ad altri individui. In questo contesto,
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    In this context, according to the European   secondo l’European Centre for Disease
Centre for Disease Control (ECDC) (2), the       Control (ECDC) (2), l’uso delle maschere
use of face masks can limit the spread of the    può aiutare a ridurre la diffusione del virus
virus by reducing the spread by respiratory      riducendo la diffusione di droplets/aerosol
droplets/aerosols by unaware infected            respiratori da parte dei soggetti inconsape-
individuals.                                     volmente infetti. Pertanto, fermo restando
    Although the use of masks is a priority      che tale pratica non deve andare a scapito
for operators in healthcare settings and their   della disponibilità di maschere di tipo chi-
availability must always be guaranteed,          rurgico per gli operatori del settore sanitario
their use is strongly recommended when           e che la disponibilità di questi presidi in
people enter or have access to both closed       ambito sanitario deve avere la priorità, l’uso
and open crowded public spaces, such as          delle maschere nella popolazione è preso in
grocery stores, shopping centres, public         considerazione in particolar modo in rela-
transport etc.                                   zione all’accesso a luoghi pubblici affollati,
    Specifically, the use of masks is strongly   aperti e chiusi, come esercizi alimentari,
recommended when social distancing is            centri commerciali, trasporti pubblici, ecc. In
not technically possible, unless there are       particolare, l’uso delle maschere va conside-
different provisions by health authorities.      rato, salvo diverse disposizioni delle autorità
    The use of a face mask must not replace      sanitarie, dove non è tecnicamente possibile
other provisions and must always support         garantire il distanziamento. L’utilizzo della
all the other fundamental practices for          maschera nella popolazione, al momento e
preventing the spread of the virus, such as      salvo disposizioni delle autorità sanitarie, non
physical distancing, hand washing and the        deve sostituirsi, ma affiancarsi a tutte le altre
implementation of all other hygiene practices    fondamentali pratiche di prevenzione della
(ISS COVID-19 Reports, available at https://     diffusione del virus, quali il distanziamento
www.iss.it/rapporti-covid-19).                   fisico, l’igiene delle mani e l’attuazione di
    This document, based on national and         tutte le altre pratiche igieniche (Rapporti ISS
European legislation regarding masks             COVID-19, disponibili all’indirizzo https://
intended to be used both as medical devices      www.iss.it/rapporti-covid-19).
(MD) and as personal protection equipment            Questo documento, richiamando la nor-
(PPE), aims at suggesting the consistent         mativa nazionale ed europea in merito alle
application of methodologies that allow          maschere intese sia come dispositivi medici
the characterization, evaluation and/or          (DM) che dispositivi di protezione indivi-
construction of a mask as referred to in the     duali (DPI), intende proporre l’applicazione
article 16, sub paragraph 2, of the Italian      uniforme di metodologie che consentano
Law Decree n. 18 of March 17 (1), in which       di caratterizzare e valutare e/o realizzare la
they are considered, according to a broad        maschera di cui all’art.16, comma 2 del DL
meaning, as an exhalation filtering system       17 Marzo n.18 (1) intesa in generale come
to protect people coming into contact with       sistema filtrante dell’espirazione a protezio-
the individual who wears it.                     ne di chi viene a contatto con l’individuo
    The aim of this document is to               che la indossa.
suggest a rational application of existing           In particolare, viene effettuata un’analisi
methodologies that enable to know and            dei meccanismi e dei materiali/mezzi di fil-
assess the features and/or produce a face        trazione più adeguati per la funzione che la
mask intended to be used by the community.       maschera deve svolgere. Sulla base dell’evi-
The analysis of filtering face masks is based    denza della letteratura scientifica, dello stato
on the review of scientific literature, the      dell’arte tecnologico, dei mezzi/materiali
Holistic and multidisciplinary assessment of face masks for the community                          475

state of art of technology and the filtering           filtranti disponibili e delle modalità di prova
means/materials available. In particular,              vengono individuate le tipologie di maschere
reference is made to filtering mechanisms              più appropriate. Inoltre si fa riferimento, alle
and devices, the testing methods, the                  modalità di prova, alle caratteristiche tecni-
technical, manufacturing and performance               co-costruttive e prestazionali, ed al quadro
features, and to the Italian and European              normativo di riferimento nazionale ed euro-
regulatory reference framework. Reference              peo. Gli aspetti igienico-sanitari e normativi
is also made to the hygienic, sanitary and             che si correlano all’uso e smaltimento della
regulatory aspects related to the use and              maschera vengono pure richiamati.
disposal of face masks.

                                                       Inquadramento tecnico-normativo
Technical regulatory framework for                     delle maschere
face masks
                                                           Attualmente sono presenti sul mercato e
    The following types of face masks are              utilizzate le seguenti categorie di maschere:
currently available on the market:                         - Maschere facciali chirurgiche;
    - Surgical face masks;                                 - Maschere facciali filtranti (FFP1, FFP2
    - Filtering face masks (FFP1, FFP2 and             e FFP3);
FFP3);                                                     - Maschere filtranti così denominate
    - Filtering face masks designated as               all’art.16, comma 2 del Decreto Legge 17
such in article no.16, subparagraph 2, of the          marzo 2020, n. 18, noto come decreto “Cura
Italian Law Decree no.18 of 17 March 2020,             Italia” (1).
the so called “Cura Italia” decree (1).
                                                       Maschere chirurgiche
Surgical face masks                                        Le maschere chirurgiche, comunemente
    Surgical face masks, which are commonly            impiegate in ambito sanitario, appartengono
used in healthcare settings, are considered            alla categoria dei dispositivi medici (DM) e
MDs and are not intended to protect                    non proteggono l’operatore, bensì hanno lo
healthcare professionals but are intended              scopo di evitare che chi le indossa contamini
to avoid that, those who wear them, could              l’ambiente, in quanto limitano la trasmissio-
contaminate the surrounding environment, as            ne di agenti infettivi con le droplets emesse
the masks reduce the risk of transmission of           dal soggetto. Le maschere chirurgiche che
infectious agents. In order to be considered           rientrano nell’ambito del Regolamento (UE)
safe to use, surgical face masks that fall             2017/745, e sue successive modifiche e inte-
within the EU Regulation 2017/745, as                  grazioni (3), per essere sicure, devono essere
amended (3), must be manufactured in                   prodotte nel rispetto delle seguenti norme
compliance with the technical regulations              tecniche:
listed below:                                              - UNI EN 14683 2019 Maschere facciali ad
    - UNI EN 14683 2019 Surgical face masks            uso medico - Requisiti e metodi di prova (4);
- Requirements and testing methods (4);                    - UNI EN ISO 10993 - 1 Norma a ca-
    - UNI EN ISO 10993 - 1 Technical                   rattere generale per i dispositivi medici,
standard for the biological evaluation of              prevede valutazione e prove all’interno di un
medical devices: Evaluation and testing                processo di gestione del rischio (5);
within a risk management process (5);                      - EN ISO 11737-1:2018 Norma riguar-
    - EN ISO 11737-1:2018 Technical                    dante la determinazione della carica micro-
standard on the determination of a population          bica (Bioburden) (6);
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of microorganisms on products (Bioburden)               - UNI CEI EN ISO 15223-1/2012
(6);                                                Dispositivi medici. Simboli da utilizzare
    - UNI CEI EN ISO 15223-1/2012 Medical           nelle etichette del dispositivo medico,
Devices. Symbols to be used on the labels           nell’etichettatura e nelle informazioni che
on medical devices, in the marking and the          devono essere fornite (7);
information that must be provided (7);                  - UNI EN 1041/2000 Informazioni for-
    - UNI EN 1041/2000 Information                  nite dal fabbricante con i dispositivi medici.
provided by the manufacturer of medical             La norma specifica i requisiti relativi alle
devices. This standard sets the requirements        informazioni che devono essere fornite dal
about the information the manufacturer              fabbricante per le differenti categorie di
must provide for the different categories of        dispositivi medici, così come richiesto dalla
medical devices, as required by the relevant        relativa Direttiva 93/42/CEE Regolamento
Council Directives 93/42/EEC Regulation             UE 2017/745 del Parlamento Europeo e
(EU) 2017/745 of the European Parliament            del Consiglio del 5 aprile 2017 relativo ai
and of the Council of 5 April 2017 on               dispositivi medici, che modifica la Direttiva
medical devices, amending Directive                 2001/83/CE, il Regolamento CE n. 178/2002
2001/83/EC, Regulation (EC) No 178/2002             e il Regolamento CE n. 1223/2009 e che
and Regulation (EC) No 1223/2009 and                abroga le Direttive 90/385/CEE e 93/42/CEE
repealing Council Directives 90/385/EEC             del Consiglio) (8-9).
and 93/42/EEC (8-9).                                    Queste norme tecniche prevedono carat-
    These technical standards provide for           teristiche e metodi di prova per i seguenti
features and testing methods to assess the          requisiti:
following requirements:                                 - efficienza di filtrazione batterica;
    - bacterial filtration efficiency (BFE);            - traspirabilità;
    - breathability;                                    - resistenza a schizzi liquidi;
    - splash resistance (bodily fluids);                - carica microbica (Bioburden).
    - microbial cleanliness (bioburden).                È anche essenziale che le maschere siano
    It is also required that face masks are         prodotte da imprese che abbiano un Sistema
manufactured by companies that have a               di qualità operante.
Quality Management System.                              Le maschere facciali ad uso medico
    The medical face masks specified in             specificate nella citata norma europea sono
the abovementioned European standards               classificate in due tipi (Tipo I e Tipo II)
are classified according to their bacterial         secondo l’efficienza di filtrazione batterica,
filtration efficiency into two classes of           mentre il Tipo II è ulteriormente suddiviso
devices (Type I and Type II), whereby Type          a seconda che la maschera sia resistente o
II are further classified as splash resistant and   meno agli spruzzi. La lettera R indica la
non-splash resistant. The letter R refers to        resistenza agli spruzzi. La Tabella 1 riporta
splash resistance. In Table 1 the performance       i valori prestazionali.
values are indicated.                                   Maschere facciali ad uso medico di Tipo
    Medical face masks Type I should be used        I dovrebbero essere utilizzate solo per i pa-
only by patients and other people in order to       zienti e per altre persone per ridurre il rischio
reduce the risk of transmission of infections,      di diffusione delle infezioni, in particolare
in particular during a pandemic or epidemic.        in situazioni epidemiche o pandemiche.
Type I face masks are not intended to be            Le maschere di Tipo I non sono destinate
used by healthcare professionals in operating       all’uso da parte di operatori sanitari in sala
rooms or other medical settings with similar        operatoria o in altre attività mediche con
requirements.                                       requisiti simili.
Holistic and multidisciplinary assessment of face masks for the community                                 477

Table 1 - Performance values for face/surgical masks (medical device)

                                                    Type I                  Type II            Type IIR
Bacterial filtration efficiency (BFE), %            ≥ 95                    ≥ 98               ≥ 98
Differential pressure (Pa/cm2)                      < 40                    < 40               < 60
Bacterial load (UFC/g)                              ≤ 30                    ≤ 30               ≤ 30
Splash resistance pressure (kPa)                    Not required            Not required       ≥ 16,0

FFP-1, FFP-2 and FFP-3 filtering face                      Maschere facciali filtranti (FFP1,
masks                                                      FFP2 e FFP3)

    FFP-1, FFP-2 and FFP-3 filtering face                      Le maschere facciali filtranti FFP1, FFP2
masks, which are respiratory PPE, are                      e FFP3, dispositivi di protezione individuali
used in hospital and healthcare settings                   (DPI) delle vie respiratorie, sono utilizzate
to protect the user against external                       in ambiente ospedaliero e assistenziale per
agents (even against the transmission of                   proteggere l’utilizzatore da agenti esterni
infections through droplets and aerosols),                 (anche da trasmissione di infezioni tramite
and are certified pursuant to the Italian                  goccioline e aerosol), e sono certificate
Legislative Decree no. 475/1992 (10), the                  ai sensi di quanto previsto dal D.lgs. n.
Italian Legislative Decree no. 10/1997                     475/1992 (10), dal DL.vo n. 10/1997 (11)
(11) and according to the harmonised                       e sulla base di norme tecniche armonizzate
regulatory technical standards (Regulation                 (Regolamento UE 2016/425 del Parlamento
EU 2016/425 of the European Parliament                     europeo e del Consiglio del 9 marzo 2016
and of the Council of 9 March 2016                         sui dispositivi di protezione individuale
on personal protective equipment, and                      e che abroga la Direttiva 89/686/CEE del
repealing Council Directive 89/686/EEC)                    Consiglio) (12). In particolare, la norma
(12). In particular, the UNI EN 149: 2009                  tecnica UNI EN 149:2009 (13) specifica i
standard (13) specifies the minimum                        requisiti minimi per le semimaschere filtranti
requirements for particle-filtering half                   antipolvere (come le FFP1, FPP2 e FPP3),
masks (such as FFP1, FPP2 and FPP3),                       utilizzate come dispositivi di protezione
which are used as respiratory personal                     delle vie respiratorie, ai fini di garantirne le
protective equipment as to guarantee                       caratteristiche di efficienza, traspirabilità,
their efficiency, breathability, structural                stabilità della struttura attraverso prove e
stability through technical assessments                    valutazioni tecniche. Una semimaschera
and practical performance tests. A particle-               filtrante antipolvere copre il naso, la bocca
filtering half mask covers nose, mouth and                 e il mento e può avere una o più valvole di
chin and may have one or more exhalation                   inspirazione e/o espirazione. La semima-
and/or inhalation valves. The half mask                    schera è costituita interamente o prevalen-
consists entirely or substantially of filter               temente da materiale filtrante o comprende
material or comprises a facepiece in which                 un facciale in cui il/i filtro/i principale/i
the main filter(s) form an inseparable part                forma/formano una parte inseparabile del
of the device. It is intended to provide                   dispositivo. È destinata a fornire una tenuta
adequate sealing on the face of the                        adeguata sul viso del portatore L’aria entra
wearer. Air enters the particle-filtering                  nella semimaschera filtrante antipolvere e
half mask and passes directly to the nose                  passa direttamente alla zona del naso e del-
and mouth area of the facepiece or, via an                 la bocca del facciale o attraverso una o più
inhalation valve(s), if fitted. The exhaled                valvole di inspirazione, se presenti. L’aria
478                                                                           A. Santarsiero et al.

air flows through the filter material and/       espirata passa attraverso il materiale filtrante
or an exhalation valve (if fitted) directly      e/o una valvola di espirazione (se presente)
to the ambient atmosphere. Nonetheless,          direttamente all’atmosfera ambiente. In
PPE are complex devices and reference            realtà tali DPI sono complessi e di fatto per
must be made to the UNI EN 140:2000              alcuni dettagli tecnico-costruttivi e funzio-
technical standard for some technical            nali bisogna far riferimento anche alla norma
and structural details (14). The standard        UNI EN 140:2000 (14). La norma specifica
specifies the minimum requirements for           i requisiti minimi per le semimaschere e i
half masks and quarter masks intended to         quarti di maschera destinati a essere usati
be used as part of respiratory protective        come parte degli apparecchi di protezione
equipment, except for escape purposes or         delle vie respiratorie, con l’eccezione de-
diving operations.                               gli apparecchi destinati alla fuga o all’uso
    Respiratory PPE are different according      subacqueo.
to the purpose of their use; however,                I DPI per le vie respiratorie sono diversi,
the aim is always to avoid or minimize           in base allo scopo per cui devono essere
hazardous agents (smoke, particles, fibres       impiegati; l’obiettivo però è sempre evitare
or microorganisms) from entering the             o limitare l’ingresso di agenti potenzial-
respiratory system. Protection is guaranteed     mente pericolosi (fumi, polveri, fibre o
by the filtration capacity of the devices        microrganismi) nelle vie aeree. La prote-
that can capture airborne particles, mainly      zione è garantita dalla capacità filtrante dei
depending on their dimensions, shape and         dispositivi in grado di trattenere le particelle
density, avoiding them to be inhaled.            aerodisperse, per lo più in funzione delle
    Microorganisms in the air are carried        dimensioni, della forma e della densità,
by liquid and solid particles (bioaerosol)       impedendone l’inalazione.
that can stay suspended in the air for a             I microrganismi sono trasportati in aria
variable amount of time, depending on their      adesi a particelle solide o liquide (bioae-
dimensions (and air turbulence). Therefore,      rosol) in grado di rimanere in sospensione
during the activities that may cause the         per periodi di tempo variabili a seconda
dispersion of bioaerosol, respiratory            delle dimensioni. Pertanto, nello svolgi-
PPE must be used to prevent the risk for         mento di attività che potrebbero causare
Healthcare Workers (HCWs) of exposure            dispersione di bioaerosol, è necessario
to biological pathogens. Some examples           utilizzare i DPI per le vie respiratorie per
of work activities at risk are: healthcare       prevenire il rischio di esposizione agli
activities in contact with patients suffering    agenti biologici patogeni. Esempi di attività
from airborne infectious diseases, some          lavorative a rischio sono: le attività sanitarie
procedures carried out in biological and         a contatto con pazienti affetti da malattie
microbiological laboratories.                    infettive a trasmissione aerea, alcune pro-
    The letters “FF” stands for the acronym      cedure condotte nei laboratori biologici e
“filtering facepiece”, the letter “P” stands     microbiologici.
for “particles” (filtering particles), whereby       Le lettere FF sono l’acronimo di “fac-
numbers 1, 2, 3 refer to the increasing level    ciale filtrante”, la lettera P indica la “pro-
of protection going from low (> 80%) to          tezione dalla polvere”, mentre i numeri
medium (> 94%) to high (> 99%). In the           1, 2, 3 individuano il livello crescente di
case of high contaminations or extremely         protezione (bassa > 80%, media > 94% e
hazardous biological agents such as those        alta > 99%). In presenza di contaminazioni
included in the group 4 (for example,            elevate o di agenti biologici estremamente
haemorrhagic fever viruses), HCWs                pericolosi come quelli di gruppo 4 (per es.
should be completely isolated from the           virus delle febbri emorragiche), potrebbe
Holistic and multidisciplinary assessment of face masks for the community                         479

external environment, using self-contained             essere necessario isolare completamente
breathing apparatus respirators supplying              l’operatore dall’ambiente esterno impiegan-
clean air from a source other than the air             do autorespiratori che forniscono aria diversa
in the work environment.                               da quella dell’ambiente di lavoro.
    For healthcare, veterinary and laboratory              Per le attività sanitarie, veterinarie o
activities and, in any case, when in contact           di laboratorio e, comunque in presenza
with patients, animals or biological samples           di pazienti, animali o campioni biologici
potentially infected with airborne pathogenic          potenzialmente infetti da microrganismi a
microorganisms causing serious diseases                trasmissione aerea responsabili di patologie
such as meningitis, tuberculosis, etc., it is          gravi quali meningite, tubercolosi ecc., è
recommended the use of full-face masks with            raccomandato l’utilizzo di maschere intere
P2 protection level, with a filtration capacity        con protezione P2, aventi capacità filtrante
equal to 95% minimum, seal leakage not                 pari almeno al 95%, perdita di tenuta non
greater than 10% and filtration efficiency             superiore al 10% ed efficienza di filtrazione
for microorganisms equal to 94%. During                dei microrganismi del 94%. Nell’esecuzione
special medical procedures that may increase           di particolari procedure assistenziali che
the risk of droplets of secretions spread              possono aumentare il rischio di dispersio-
through the air (for example, bronchoscopy,            ne nell’aria di secrezioni respiratorie (es.
aerosol therapy), it is recommended to wear            broncoscopie, aerosolterapie) è raccoman-
respiratory PPE with P3-filtration-efficiency          dabile dotarsi di protezioni aventi efficienza
level.                                                 filtrante P3.

Filtering face masks as referred to                    Maschere filtranti così denominate
in article 16, subparagraph 2, of the                  all’art.16, comma 2 del Decreto Legge
Italian Legislative Decree no. 18 of 17                17 marzo 2020, n. 18, noto come
March 2020                                             decreto “Cura Italia”

    Filtering face masks as referred to in                 Le maschere filtranti di cui all’art.16,
article 16, subpara. 2 of the Italian Law              comma 2, del DL 17 marzo 2020, n. 18, sono
Decree no. 18 of 17 March 2020, are intended           destinate alla comunità e tuttavia ancora non
to be used by the community; however, no               ben definite, né dal punto di vista tecnico-
specifications have been detailed yet, neither         costruttivo dei materiali/mezzi filtranti, né
with reference to the technical and structural         della normativa tecnica da applicarsi nel caso
composition of filtering materials/means, nor          in cui siano messe in commercio.
to the technical regulations to be enforced if             Infatti l’art.16, comma 2, cita testual-
masks are to be placed on the market.                  mente: “Ai fini del comma 1, fino al termine
    Article 16, subparagraph 2, reads as               dello stato di emergenza di cui alla delibera
follows: “For the purposes of subparagraph             del Consiglio dei Ministri in data 31 gen-
1, until the end of the state of health                naio 2020, gli individui presenti sull’intero
emergency as provided for by the resolution            territorio nazionale sono autorizzati all’uti-
of the Council of Ministers of 31 January              lizzo di maschere filtranti prive del marchio
2020, people on the national territory are             CE e prodotte in deroga alle vigenti norme
authorised to use filtering face masks without         sull’immissione in commercio”.
CE marking and manufactured by way of                      Inoltre, in base alla Circolare del 18 mar-
derogation to current regulations on the               zo 2020, tali maschere filtranti non sareb-
placement of products on the market”.                  bero né dispositivi medici né dispositivi di
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    In addition to this, according to the         protezione individuale (15). Queste maschere
“Circolare” of the Italian Ministry of Health     possono essere prodotte ai sensi dell’art. 16,
dated 18 March 2020, these filtering face         comma 2, del DL 17 marzo 2020, n. 18 sotto
masks are not to be regarded as medical           la responsabilità del produttore, che deve co-
devices or personal protective equipment          munque garantire la sicurezza del prodotto.
(15). These face masks may be manufactured        Ad esempio, il produttore deve assicurarsi
pursuant to Article 16, subparagraph 2 of the     che i materiali utilizzati non siano noti per
Italian Law Decree no. 18 of 17 March 2020,       causare irritazione o qualsiasi altro effetto
with manufacturers being liable for product       nocivo per la salute, non siano altamente
construction and safety. For example,             infiammabili, e che non vi siano particolari
the manufacturer must ensure the use of           limitazioni per un uso diffuso. Le maschere
materials which are known not to cause any        in questione non possono essere utilizzate in
skin irritation or be hazardous to health, be     ambiente ospedaliero o assistenziale in quan-
of highly flammable nature, and subject to        to non è certo che abbiano i requisiti tecnici
any limitations against their widespread use.     dei dispositivi medici e dei dispositivi di pro-
The abovementioned face masks shall not           tezione individuale. Deve essere evidenziato
be used in hospital or healthcare settings        che chi le indossa deve comunque rispettare
as there is no clear evidence that they meet      le norme precauzionali sul distanziamento
the technical requirements set for medical        sociale e le altre introdotte per fronteggiare
devices and personal protective equipment.        l’emergenza COVID-19.
It must be pointed out that, in any case,             Le maschere di cui all’art. 16, comma
wearers must comply with the regulations          2 hanno per funzione inequivocabilmente
on social distancing and other emergency          i connotati di dispositivo medico, magari
measures enforced in response to Covid-19         meno performanti, in particolare, delle ma-
outbreak.                                         schere chirurgiche Tipo I. Infatti, le maschere
    The face masks as referred to in article      facciali ad uso medico possono anche essere
16, subpara. 2, may have the same features        destinate ai pazienti per ridurre il rischio di
of medical devices, maybe being less              diffusione delle infezioni e proteggere il per-
performing, in particular with reference          sonale, in particolare in situazioni epidemi-
to Type I surgical face masks. Medical            che o pandemiche. Tra l’altro quest’ultimo
face masks may also be intended to be             aspetto è fortemente evidenziato dalla norma
used by patients in order to reduce the risk      UNI EN 14638:2019 che ha valore cogente
of transmission of infections and protect         a livello di Unione Europea (16).
healthcare professionals, in particular               L’utilizzo previsto delle maschere filtranti
during a pandemic or epidemic. The latter         di cui all’ art.16, comma 2, è quello di pro-
issue is strongly pointed out in the UNI          teggere gli altri dagli agenti infettivi. Appare
EN 14638:2019 standard, which is legally          evidente la parità di funzione tra le maschere
binding throughout the European Union             dell’art.16, comma 2 e quelle chirurgiche.
(16).                                                 D’altra parte, la ratio del provvedimento
    The intended use of filtering face masks      di cui all’art.16, comma 2 del DL 17 mar-
as referred to in article 16, subpara. 2, is to   zo 2020, n. 18, sembra dal punto di vista
protect others from infectious agents. It is      tecnico-scientifico essere la seguente.
clear that the face masks as referred to in           L’autorizzazione ad indossare la ma-
the article 16, subpara. 2, and surgical face     schera filtrante per tutti gli individui presen-
masks serve the same function.                    ti sull’intero territorio nazionale nei luoghi
    On the other hand, from a technical-          pubblici all’aperto e al chiuso come presidio
scientific point of view, the rationale of        di protezione previsto dai provvedimenti di
Holistic and multidisciplinary assessment of face masks for the community                          481

the measure as provided for by article 16,             emergenza del Governo va inteso come
subpara. 2 of the Italian Law Decree no.               un provvedimento a difesa della popola-
18 of 17 March 2020, appears to be the                 zione, prima che dell’individuo, come le
following.                                             normative che vietano gli assembramenti
   Authorizing the people living on the                o la circolazione in pubblico di persone
entire national territory to wear filtering face       soggette a quarantena. Per questo motivo
masks in open and enclosed public spaces               il dispositivo prescelto andrebbe comparato
as a protection measure as provided by the             in termini di prestazioni con quello di tipo
emergency measures adopted by the Italian              chirurgico (UNI EN 14638) (16) o di tipo
government is to be understood as a measure            filtrante (UNI EN 149) (13), sia perché più
to protect people as a community, before               semplice, sia perché mirato alla protezione
each individual, similarly to the regulations          della popolazione circostante, provvedendo
banning social gatherings or ordering people           alla filtrazione delle emissioni respiratorie
in quarantine to avoid staying in public.              della persona che lo indossa. D’altra parte,
Therefore, the device chosen should be                 se le maschere dell’art.16 non rientrano né
compared to surgical-type devices (UNI EN              nella categoria dispositivi medici, né dei
14638) (16) or filtering devices (UNI EN               DPI, per poter essere immessi in commercio
149) (13) in terms of performance, either              debbono rientrare nella categoria degli “ar-
because it is easier to do it and because the          ticoli” la cui definizione è data all’art. 3 del
device is aimed at protecting surrounding              Regolamento Europeo (CE) N. 1907/2006
people, providing for the filtration of the            così come segue: “articolo: un oggetto a cui
respiratory exhalations of the wearer.                 sono dati durante la produzione una forma,
Nonetheless, if the face masks as referred to          una superficie o un disegno particolari
in article 16 cannot be classified as medical          che ne determinano la funzione in misura
devices or PPE, they must fall within the              maggiore della sua composizione chimica.
category of “articles” in order to be placed           Tale categoria tuttavia richiede che sia sod-
on the market, according to the definition             disfatto il requisito della “sicurezza chimica
provided for in article 3 of the EU Regulation         dell’articolo: dalla produzione materiale
NO. 1907/2006, as it reads: “article: means            alla messa in commercio” (17).
an object which during production is given                 A tale scopo si riportano gli elementi
a special shape, surface or design which               tecnici e le informazioni sulla tipologia di
determines its function to a greater degree            norme disponibili a livello nazionale ed
than does its chemical composition.” The               europeo cui far riferimento, nella trattazione
abovementioned category also needs to                  delle maschere di cui all’art.16, comma 2 del
meet the requirement of “chemical safety:              DL 17 marzo 2020, n. 18 (1).
from manufacturing to the placement on the
market” (17).
                                                       Regolamenti europei sulla
                                                       composizione delle fibre dei prodotti
European Regulations on fibre                          tessili e sulla sicurezza chimica
composition of textile products and on
the safety of chemicals                                   Per un migliore inquadramento dei
                                                       tessuti e delle fibre, di cui si tratterà nei
   For a better understanding of textile               successivi paragrafi, si richiamano i regola-
products and fibres, which will be dealt in            menti europei concernenti la composizione
the following paragraphs, reference is made            delle fibre dei prodotti tessili e la sicurezza
to the European regulations on the fibre               chimica.
482                                                                              A. Santarsiero et al.

composition and chemical safety of textile            I Regolamenti Europei di composizione
products.                                         tessile impongono che i prodotti tessili sul
    According to the European Textile             mercato dell’Unione Europea siano dotati di
Composition Regulation, textile products          un’etichetta indicante la loro composizione
have to be labelled or marked whenever they       fibrosa (denominazione e percentuale in peso
are available on the European Union market,       delle fibre di cui sono composti).
stating the full fibre composition of textile         La materia è disciplinata dal Regolamento
products (name and percentage by weight           CE 27 settembre 2011, n. 1007 e sue suc-
of the fibres).                                   cessive modifiche ed integrazioni (18). Punti
    The regulatory framework is the               basilari della normativa, rinviando per la
Regulation (EU) No 1007/2011 on textile           disciplina di dettaglio al testo dello specifico
fibre names and related labelling and marking     regolamento, sono le definizioni di:
of the fibre composition of textile products          -     prodotto tessile: prodotto grezzo,
(18). The main points of the regulation are       semilavorato, lavorato, semimanufatto, ma-
the following definitions:                        nufatto, semiconfezionato o confezionato,
    (a) ‘textile product’ means any raw,          esclusivamente composto di fibre tessili,
semi-worked, worked, semi- manufactured,          qualunque sia il procedimento di mischia o
manufactured, semi-made-up or made-up             di unione utilizzato;
product which is exclusively composed of              - assimilati ai prodotti tessili:
textile fibres, regardless of the mixing or           - i prodotti le cui fibre tessili costituiscano
assembly process employed;                        almeno l’80% in peso;
     (b) “textile fibre” means either the             - le parti tessili dello strato superiore dei
following:                                        rivestimenti multistrato purché tali parti
    -products containing at least 80 % by         tessili costituiscano almeno l'80% in peso di
weight of textile fibres;                         tali strati superiori dei rivestimenti;
    - furniture, containing at least 80 % by          - i prodotti tessili incorporati in altri pro-
weight of textile components;                     dotti di cui siano parte integrante, qualora ne
    - the textile components of the upper layer   sia specificata la composizione.
of multi-layer floor coverings; provided such         Le disposizioni previste dal Regolamento
textile components constitute at least 80% by     non si applicano ai prodotti tessili che:
weight of such upper layers or coverings;             - sono dati in lavorazione a lavoranti a
    - textiles incorporated in other products     domicilio o a imprese indipendenti che lavo-
and forming an integral part thereof, where       rano a partire da materiali forniti loro senza
their composition is specified.                   dar luogo a cessione a titolo oneroso;
    The EU Regulation shall not apply to              - confezionati su misura da sarti operanti
textile products which are contracted out to      in qualità di lavoratori autonomi.
persons working in their own homes or to              Inoltre, non è richiesta l’indicazione delle
independent firms that carry out work from        denominazioni delle fibre tessili o della com-
materials supplied without the property           posizione fibrosa sulle etichette e sui contras-
therein being transferred for considerations.     segni dei prodotti tessili elencati nell’allegato
The Regulation shall not apply also to            V al Regolamento 1007/2011 (18).
customised textile products made up by                I prodotti tessili devono essere etichettati
self-employed tailors.                            o contrassegnati al fine di indicare la loro
    Furthermore, it is not required to indicate   composizione fibrosa ogni volta che sono
the names of the textile fibres or of the fibre   messi sul mercato.
composition on the labels and markings of             Il fabbricante deve garantire la fornitura
the textile products listed in Annex V of the     dell’etichetta o del contrassegno e l’esattezza
Regulation 1007/2011 (18).                        delle informazioni ivi contenute.
Holistic and multidisciplinary assessment of face masks for the community                             483

    Textile products shall only be made                    L’importatore, qualora il fabbricante
available on the market provided that                  non sia stabilito nell’Unione Europea, deve
such products are labelled, marked or                  garantire la fornitura dell’etichetta o del
accompanied with commercial documents                  contrassegno e l’esattezza delle informazioni
in compliance with this Regulation.                    ivi contenute.
    When placing a textile product on the                  Il distributore deve garantire che il
market, the manufacturer shall ensure the              prodotto rechi l’etichetta o il contrassegno
supply of the label or marking and the                 previsto dal Regolamento.
accuracy of the information contained                      Le definizioni di fabbricante, impor-
therein. If the manufacturer is not established        tatore e distributore sono contenute nel
in the Union, the importer shall ensure                Regolamento (CE) 765/2008 (19); tuttavia
the supply of the label or marking and                 il distributore è considerato fabbricante qua-
the accuracy of the information contained              lora immetta un prodotto sul mercato con il
therein.                                               proprio nome o marchio di fabbrica, vi ap-
    A distributor shall be considered a                ponga l’etichetta o ne modifichi il contenuto
manufacturer for the purposes of this                  (vedasi art. 15 comma 2 del Regolamento
Regulation where he places a product on                1007/2011) (18).
the market under his name or trademark,                    L’etichettatura e il contrassegno devono
attaches the label himself or modifies the             essere durevoli, leggibili, visibili e accessi-
content of the label.                                  bili; l’etichetta stabilmente fissata. Le de-
    The definitions of manufacturer, importer          nominazioni da utilizzare per la descrizione
and distributor are contained in Regulation            della composizione fibrosa sono solo quelle
(EC) 765/2008 (19); however, the distributor           contenute nell’allegato I del Regolamento
is considered a manufacturer if he places a            1007/2011. Le etichette e i contrassegni
product on the market with his own name                devono essere redatti nella lingua dello
or trademark, affixes the label or changes             Stato nel cui territorio il prodotto è messo
its content (see article 15 subpara. 2 del EU          in commercio (ad es. se in Italia in lingua
Regulation 1007/2011) (18).                            italiana. Le denominazioni delle fibre tessili
    The labelling and marking of textile               devono essere accompagnate dalle rispettive
products shall be durable, easily legible,             percentuali in peso di tutte le fibre, in ordine
visible and accessible and, in the case of             decrescente. Qualora un prodotto tessile sia
a label, securely attached. The names to               composto interamente da una stessa fibra
be used for the description of the fibrous             può essere qualificato con il termine “100%”
composition are only those contained in the            “puro” o “tutto”.
annex I of the EU Regulation 1007/2011.                    È d’obbligo indicare l’eventuale presenza
    The labelling or marking shall be provided         di parti non tessili di origine animale con la
in the official language or languages of the           frase “contiene parti non tessili di origine
Member State on the territory of which                 animale”.
the textile products are made available to                 Per i prodotti tessili a più componenti, l’eti-
the consumer, unless the Member State                  chettatura o il contrassegno devono indicare la
concerned provides otherwise. (e.g. if in              composizione fibrosa di ciascun componente,
Italy in Italian Language). A textile product          a meno che i componenti rappresentino meno
shall be labelled or marked with the name              del 30% del peso totale del prodotto; tuttavia
and percentage by weight of all constituent            la composizione fibrosa delle fodere principali
fibres in descending order.                            deve essere sempre indicata.
    Only textile products exclusively                      Invece, due o più prodotti tessili che
composed of the same fibre may be labelled             costituiscano normalmente un insieme
484                                                                              A. Santarsiero et al.

or marked as “100 %”, “pure” or “all”. The        inseparabile e che abbiano la stessa com-
presence of non-textile parts of animal origin    posizione fibrosa, possono essere muniti di
in textile products shall be indicated by using   una sola etichetta.
the phrase “Contains non-textile parts of             Per i prodotti tessili elencati nell’allegato
animal origin” on the labelling.                  VI del Regolamento 1007/2011 è sufficiente
    Any textile product containing two            un’etichettatura globale.
or more textile components which have                 Le autorità di vigilanza procedono a
different textile fibre contents shall bear       controlli sulla presenza dell’etichettatura
a label or marking stating the textile fibre      di composizione e sulla correttezza delle
content of each component. The labelling          indicazioni ivi contenute, nonché sulla con-
or marking shall not be compulsory for            formità della composizione dichiarata alla
textile components when the following two         composizione effettiva.
conditions are fulfilled:                             La violazione delle prescrizioni contenu-
    - those components are not main linings;      te nel Regolamento 1007/2011 è variamente
and                                               sanzionata dall’art. 4 del D.Lgs. 190/2017
    - those components represent less than 30     (20).
% of the total weight of the textile product.         Per quanto riguarda la sicurezza chimica
    Where two or more textile products have       dei tessili, l’industria tessile è soggetta agli
the same fibre content and normally form a        obblighi previsti dal Regolamento CE n.
single unit, they may bear only one label or      1907 del 18 dicembre 2006, e sue succes-
marking.                                          sive modifiche e integrazioni, concernente
    Where textile products listed in Annex VI     la registrazione, la valutazione, l’auto-
are of the same type and fibre composition        rizzazione e la restrizione delle sostanze
(for example floorcloths, cleaning cloths,        chimiche (REACH) (17). In considerazione
handkerchiefs etc.), they may be made             dell’elevato numero di composti utilizzati
available on the market together with an          dal processo, gli adempimenti previsti come
inclusive labelling.                              produttori ed utilizzatori sono numerosi.
    Market surveillance authorities shall         Pertanto è necessaria la ricognizione di
carry out checks on the conformity of the         tutti i fornitori, allo scopo di assicurarsi che
fibre composition of textile products with        tutti i prodotti utilizzati siano registrati per
the supplied information related to the fibre     gli usi previsti e di assicurare la continuità
composition of those products in accordance       dell’approvvigionamento. L’utilizzatore è
with this Regulation.                             in effetti soggetto ad obblighi che hanno
    Article 4 of the Italian Legislative          prevalentemente una valenza di tutela della
Decree no. 190/2017 (20) also provides for        catena di approvvigionamento.
sanctions for violation of EU Regulation no.
1007/2011 (18).
    As for to chemical safety, products shall     Meccanismo di filtrazione e materiali
comply with the obligations set out in the        filtranti per le maschere facciali
Regulation (EC) No 1907/2006 of the
European Parliament and of the Council               I possibili meccanismi di filtrazione
of 18 December 2006 concerning the                sono:
Registration, Evaluation, Authorisation              - effetto vaglio o setaccio: le particelle ven-
and Restriction of Chemicals (REACH)              gono separate, su un mezzo filtrante poroso, in
(17).                                             base alla dimensione del loro diametro;
    Considering the high number                      - effetto intercettazione o sbarramen-
of components used in the process,                to: le particelle vengono separate se la
Holistic and multidisciplinary assessment of face masks for the community                           485

manufacturers and users need to comply                 distanza delle fibre è inferiore al raggio della
with many requirements. There is to identify           particella;
“suppliers”, in order to ensure all the products           - effetto inerzia o collisione: la particella
used are registered for their intended use and         a causa dell’effetto d’inerzia, anziché seguire
the supply chain is not interrupted. The user          la deviazione del flusso dell’aria attraverso
is subject to obligations that are meant to            le fibre, procede in modo lineare, andando a
protect the supply chain.                              urtare la fibra e rimanendone attaccata;
                                                           - effetto diffusione: le particelle sub-
                                                       microniche risentono del moto browniano
                                                       e urtano e rimbalzano fino al momento in
Filtering mechanisms and materials                     cui non si avvicinano alle pareti dei pori e
for face masks                                         vengono bloccate;
                                                           - effetto elettrostatico: la particella ha la
    Filtering mechanisms of fine particles             capacità di accumulare una carica elettro-
(below 10 microns) can be summarised                   statica di segno contrario a quella del mezzo
up according to the following physical                 filtrante ed è quindi attirata dalla superficie
effects:                                               del filtro/tessuto naturale, dei pori ed il gra-
    Sieving effect: particles are separated            do di separazione del mezzo filtrante viene
using a porous filter medium, being retained           aumentato.
as their diameter is larger than the size of the           Il metodo più efficace per separare parti-
channels where the gas flows in the filtering          celle di dimensioni anche molto inferiori a
medium.                                                10 micron da una corrente gassosa è quello
    Interception effect: particles are separated       dei filtri a intercettazione, che risultano,
when the distance between fibres is lower              per tali granulometrie, più efficaci dei filtri
than the radius of the particles.                      elettrostatici. Si basano su un meccanismo
    Inertial effects: some particles follow a          semplice: se una particella di dimensioni
linear trend due to inertial effects, instead          microniche o submicroniche è trasportata
of following the airflow through fibres, thus          da una corrente gassosa, data la sua mas-
impacting and being trapped on the fibres.             sa ridotta, subisce forze di massa (peso,
    Diffusion effect: very fine particles may          centrifuga etc.) molto limitate e finisce
be affected by the Brownian motion of the              per seguire la corrente gassosa ed i moti
fluid, thus impacting and bouncing off the             browniani. Per intercettarla si deve puntare
fibres until getting closer to the walls of the        sulla collisione casuale con corpi solidi e
pores and being captured.                              sul successivo sviluppo di forze coesive,
    Electrostatic effect: particles may be             tipo van der Waals, che, commisurandosi
properly charged electrostatically to be               a forze di massa molto ridotte e alle forze
attracted by the surface of the filtering              fluidodinamiche, la ancorano al solido
device/natural fabric, thus increasing the             con cui impattano (se non conduttivo). Le
degree of separation efficiency of the                 particelle rimangono aderenti alle fibre del
filtering device.                                      filtro e possono staccarsi solo a seguito di
    The most effective retention method of             violente scosse meccaniche. Il principio è
very fine particles with individual devices            quello dello spolverino con le piume, che
is the so-called interception filter, where            riesce ad asportare la polvere fine grazie
a device is made out of a network of fine              alle forze coesive che si sviluppano tra fibre
fibres, which offer many occasions of impact           sottili e microparticelle.
to fine particles. In fact, for fine particles,            Siccome le particelle fini seguono la
impaction leads to retention, because mass             traiettoria del fluido, l’urto con le fibre del
forces of those fine particles are much lower          filtro si verifica casualmente grazie al moto
486                                                                                 A. Santarsiero et al.

than van der Waals forces between particles          curvo intorno alle fibre: le particelle ai
and fibres. The only necessary condition is          margini della traiettoria toccano la fibra e
the lack of electrical conductivity of filter        ci rimangono.
fibres, as to avoid van der Waals forces                 In sintesi, un filtro efficiente non si basa
to become weaker. Therefore, retention               sull’ostruzione fisica del passaggio delle par-
depends on the combination among mass                ticelle, che darebbe luogo a perdite di carico
forces, drag forces, Brownian motion of              inaccettabili, ma sul contatto casuale delle
fine particles, and van der Waals forces             particelle con le fibre, ed è quindi tanto più
between particles and filter fibres. Collisions      efficace quanto più numerose sono le fibre
are more likely to occur when an extended            presenti. Questo si ottiene solo con fibre a
network of small-sized fibres (of an order           loro volta molto sottili, perché è il diametro
of magnitude of particle size) is present            della fibra a determinare la dimensione dei
because quantitative retention requires a            canali di passaggio ed è il numero delle fibre
large number of collision opportunities, i.e.        in serie a creare una serie di “trappole” in
a network of many sequences of fibres. For           piccoli spessori.
not conductive fibres, as well as organic                Il requisito principale del materiale fil-
fibres, retention will be kept in absence of         trante è quindi la disponibilità di tessuti o
large external forces, strong vibrations or          feltri, fatti da fibre sottili finemente intreccia-
washing of the fibre network. Retention              te, ma nello stesso tempo sufficientemente
will lose efficiency if a high number of             permeabili per assicurare la respirazione
particles has been already captured in the           di chi indossa la maschera. Per questo il
filter (saturation). This phenomenon must be         tessuto-non-tessuto polimerico (TNT) è
considered to define the maximum number              considerato una buona soluzione, grazie alla
of particles a filter can intercept.                 configurazione fitta di fibre disposte in modo
    In other words, an effective interception        casuale ed al costo modesto.
filter does not require the presence of a                Non sembra che, escludendo i materiali
physical obstruction to particle flow, which         conduttivi, che non si prestano alla ritenzio-
would lead to a high probability of collision        ne stabile del particolato, vi sia un effetto
of particles on filter fibres but will produce       determinante del tipo di materiale che costi-
unsustainable pressure drop. The number              tuisce le fibre e non si escludono quindi altri
of fibres, available in sequence, is the key         polimeri o fibre vegetali. Ad esempio, viene
parameter of an effective interception               proposto l’uso alternativo di altri filtri impie-
filter.                                              gati in attrezzature industriali e domestiche
    According to these findings, a good              e di tessuti naturali costituiti da fibre sottili,
filter can be obtained by using some kind of         fermo restando il meccanismo di funziona-
textile fabrics as filtering materials, as well      mento del filtro a intercettazione.
as polymeric non-woven fabrics, or any other             Un filtro del genere può essere ripulito
material with a high amount of fine fibres,          agendo con forze di tipo meccanico, ma
provided that porosity is high enough to lead        naturalmente ciò richiede filtri con struttura
to a sustainable pressure drop.                      portante robusta, come quelli industriali,
    Until now the most used material for             mentre per le maschere, di per sé cedevoli,
filtering devices is the so called non-woven         si potrebbe usare soltanto il lavaggio con
fabric, which is a polymeric porous structure        un solvente polare, come l’acqua. Il pro-
of PP or PET fibres by extrusion. This               blema è che la struttura filtrante è costituita
material is used as an effective filtration          da fogli facilmente deformabili, che facil-
medium and is not expensive. Nevertheless,           mente possono danneggiarsi se investiti da
according to market evolution, natural or            correnti di acqua. Una volta perforato, un
artificial fabrics could be used too as it is easy   filtro a fibre non serve più, ragione per cui
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