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N95, sólo para partículas

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Los agentes NBQ pueden penetrar en el organismo por inhalación, por vía cutánea y por ingestión.

  • Por inhalación el agente NBQ, en forma de vapor, gas o aerosol, penetra en el sistema respiratorio y ejerce su acción de manera muy rápida y peligrosa, pues la elevada superficie alveolar permite un rápido paso al torrente sanguíneo
  • Por vía cutánea, el agente NBQ, en forma líquida, y en menor grado en forma de gas o aerosol, puede ejercer su acción a través de la piel, las heridas y los ojos.
  • Por ingestión, el agente NBQ puede penetrar en el organismo, de manera accidental o intencionada, al comer o beber.

La vía respiratoria es con diferencia la principal vía de entrada de los agentes NBQ y por ende de otros contaminantes presentes habitualmente en el aire, ya sean de procedencia natural o humana. Para evitar la inhalación de gases o vapores de sustancias químicas tóxicas, o la inhalación de aerosoles de materiales biológicos o de sustancias químicas tóxicas o radiactivas, es necesario utilizar algún dispositivo de protección respiratoria.

Algunos dispositivos de protección permiten la retención de los gases y vapores, o la retención de los aerosoles, o incluso la retención de todos ellos, en mayor o menor grado, en función de su diseño. Conviene diferenciar pues entre «filtración de aire», en referencia a la retención de contaminantes en forma de aerosol, y «limpieza del aire», en referencia a la eliminación o retención de los gases o vapores del aire contaminado. Es importante comprender que los sorbentes retienen gases y vapores, pero no aerosoles; a la inversa, los filtros retienen los aerosoles, pero no los gases y vapores.

 

Filtración

La mayoría de los filtros de partículas basan su eficacia en el uso de materiales fibrosos no tejidos, como por ejemplo, polipropileno. Las fibras se entrecruzan para formar una red de «tejido no tejido», que funciona de manera diferente a como lo hace un tamiz, y son los espacios entre las fibras los que permiten que el filtro transpire. Las partículas quedan atrapadas en las fibras del filtro debido a la participación de diferentes mecanismos: captura por interceptación, impacto por inercia y captura por difusión que forman parte de la denominada filtración mecánica, y atracción electrostática, utilizada en la filtración electrostática. Uno de ellos o todos en conjunto pueden ser responsables de la retención eficaz de una partícula suspendida en el aire, dependiendo del tamaño y peso de la misma, y del tipo de material filtrante utilizado.

  • En la captura por interceptación las partículas grandes que fluyen entre las fibras según las líneas de flujo, sobresalen debido a su tamaño, chocan con las fibras del filtro y quedan retenidas.
  • En el mecanismo de impacto por inercia las partículas más grandes aumentan su velocidad al atravesar los espacios entre las fibras, y en lugar de seguir las líneas de flujo, siguen debido a su inercia una trayectoria recta y acaban detenidas tras impactar con las fibras del filtro.
  • Las partículas más pequeñas y ligeras son capturadas por difusión. Debido a su pequeño tamaño estas partículas colisionan de manera aleatoria con las moléculas del aire y este movimiento aleatorio, conocido como movimiento browniano facilita la colisión de estas partículas con las fibras del filtro. La eficacia de filtración se basa en aumentar las capas filtrantes para aumentar la probabilidad de que las partículas choquen con las fibras del filtro.
  • En la filtración electrostática las partículas son atraídas a la superficie de la fibra filtrante gracias a la presencia de cargas electrostáticas. Ocurre tanto con las partículas grandes como con las pequeñas, puesto que la mayoría de las partículas en suspensión, ya sean gotas líquidas o aerosoles sólidos, tienen una cierta carga electrostática. No obstante, para favorecer la filtración electrostática, se añade al filtro una carga electrostática en el momento de su fabricación y esta carga permanece inalterada durante la vida estimada del filtro.

Las partículas de 10 µm o menores se consideran partículas respirables y pueden quedar retenidas en los pulmones causando efectos adversos para la salud. Las partículas respirables constituyen más del 99% de los 7 millones de partículas que inhalamos en una inspiración.

Las partículas de tamaño, por ejemplo, entre 0,07 µm y 0,3 µm son las partículas con mayor poder de penetración dado que su retención es más difícil.

Un filtro HEPA es un filtro muy eficiente capaz de retener al menos el 99,99 % de las partículas mayores de 0,3 µm. El acrónimo «HEPA» es, según definición del DOE (Department Of Energy), «High Efficiency Particulate Air filter«, esto es, «filtro de alta eficacia para partículas en aire». En realidad, el acrónimo correspondía originalmente a «High Efficiency Particulate Arresting filter«, esto es, «filtro de alta eficacia para retención de partículas. El término «Particulate Air» carece de significado.

Un filtro ULPA es un filtro muy eficiente capaz de retener al menos el 99,9995 % de las partículas mayores de 0,12 µm. «ULPA» es el acrónimo de «Ultra-Low Particulate Air filter«, esto es, «filtro para partículas ultra-pequeñas en aire».

 

Protección respiratoria

La elección de la protección respiratoria más adecuada requiere considerar numerosos factores tales como tipo y concentración de los contaminantes, disponibilidad o no suficiente concentración de oxígeno para respirar, duración y esfuerzo de las tareas a realizar, condiciones de trabajo, etc.

La situación más favorable sería aquella que sólo requiere protección frente a partículas, en un entorno con suficiente concentración de oxígeno y ausencia de gases o vapores tóxicos o nocivos. En este caso el sistema de protección respiratoria más utilizado es la mascarilla de protección respiratoria, conocida simplemente como mascarilla, y en los países de habla inglesa como «Filtering FacePiece» (FFP)

 

Mascarillas de protección respiratoria FFP

Las mascarillas de protección respiratoria cubren sólo la boca y la nariz, pueden tener o no una válvula de exhalación para disminuir la fatiga y mejorar las prestaciones, y son desechables en casi su totalidad.

Las mascarillas vienen a ser una barrera física de separación entre la boca y nariz del usuario y el entorno inmediato, pudiendo utilizarse para bloquear las partículas de los aerosoles biológicos o químicos y las salpicaduras de todo tipo, para que no penetren en el sistema respiratorio del usuario, o para que la saliva y las secreciones el usuario no afecten a otros.

Las mascarillas se fabrican con diferentes materiales, en diferentes espesores y con diferente capacidad de protección frente al contacto con líquidos. Todo ello influye en la facilidad respiratoria (confort) y en su grado de protección (eficiencia).

Las máscaras faciales no deben compartirse y deben desecharse en los plazos establecidos por los fabricantes, o cuando el usuario note que está dañada o no realiza un buen ajuste facial. Las mascarillas aprobadas para diferentes usos van debidamente etiquetadas con un código de letras y números, y en muchos casos con un código de colores para facilitar su diferenciación.

Existen numerosos tipos de mascarillas de distintos fabricantes. En Estados Unidos, deben contar con la aprobación NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health) y en Europa cumplir la normativa EN.

NIOSH emplea un código con las letras N, R y P que indican el grado de resistencia al aceite, y unos números que indican la eficiencia de filtración, cuyo significado se resume en la tabla siguiente:

 

Eficiencia Ensayo frente a un aerosol de cloruro sódico

(NO resistente al aceite)

 Ensayo frente a un aerosol de dioctil ftalato

(resistente al aceite)

 Ensayo frente a un aerosol de dioctil ftalato

(Muy resistente al aceite)
95% N95 R95 P95
99% N99 R99 P99
100 (99.97%) N100 R100 P100

 

La normativa EN, en concreto la norma EN149:2001 «Filtering Halfmasks to protect against particles«, «Mascarillas filtrantes para protección contra partículas», clasifica las mascarillas de protección respiratoria, de acuerdo con su eficacia de filtración y su valor de fuga hacia el interior, en tres clases:

  • FFP1, que retienen más del 80 % de las partículas, con una fuga hacia el interior <25 % y <22 % (para 46/50 y 8/10, respectivamente). Protegen en ambientes contaminados con hasta cuatro veces el valor límite umbral (TLV) de partículas.
  • FFP2, que retienen más del 92% de las partículas, con una fuga hacia el interior <11 % y <8 % (para 46/50 y 8/10, respectivamente). Protegen en ambientes contaminados con hasta 10 veces el TLV.
  • FFP3, que retienen más del 99% de las partículas, con una fuga hacia el interior <5 % y <2 % (para 46/50 y 8/10, respectivamente). Protegen en ambientes contaminados con hasta 50 veces el TLV.

Algunos fabricantes, para un rápido y fácil reconocimiento del nivel de protección, utilizan diferentes colores en el clip nasal o en la válvula, por ejemplo, azul oscuro (FFP1), azul celeste (FFP2) y blanco (FFP3).

Las mascarillas de protección respiratoria deben llevar marcados los siguientes datos:

  • Nombre, marca registrada u otros medios de identificación del fabricante. Marca de identificación del tipo
  • La marca CE acompañada del número del Organismo Notificado que le ha realizado el último control de calidad de la producción.

  • El número y la fecha de la norma.
  • Deben estar claramente identificados los componentes y las partes diseñadas para ser reemplazadas por el usuario autorizado y los subconjuntos con una influencia importante en la seguridad (en el caso de que alguna de las partes no pueda ser razonablemente marcada, la información correspondiente deberá estar incluida en la información proporcionada por el fabricante).
  •  Símbolos de acuerdo con el tipo y clase.

 

 

N95

Las mascarillas de protección N95 son las mascarillas más simples. La denominación «N95» de NIOSH significa que la mascarilla retiene al menos el 95% de las partículas de 0,3 µm o mayores y la letra N indica que NO es resistente al aceite. Por supuesto NO protege frente a gases y vapores tóxicos.

Se utilizan en la industria de la construcción y en otras industrias donde el trabajador está expuesto al polvo y a partículas pequeñas, como las presentes en trabajos de lijado, esmerilado, barrido, aserrado, embolsado o procesamiento de minerales, carbón, mineral de hierro, harina, metal, madera, polen y algunas otras sustancias. Algunas mascarillas están autorizadas para su empleo en los servicios médicos y de emergencias, para la protección del usuario y de los pacientes, pero tenga en cuenta que no proporcionan una protección completa contra los gérmenes y otros contaminantes debido a que el ajuste entre la superficie de la mascarilla y la cara no es perfecto.

Las mascarillas autorizadas por la FDA (Food and Drug Administration) para su uso en entornos de atención médica, se denominan mascarillas quirúrgicas N95. La autorización para estas mascarillas N95 implica la evaluación de los datos sobre seguridad de los ensayos de biocompatibilidad, y de los ensayos de resistencia a los fluidos e inflamabilidad. Además, las mascarillas quirúrgicas N95 están certificadas por NIOSH, en lo relativo a los ensayos de eficiencia de filtración y presión diferencial exigidos a las mascarillas de protección respiratoria N95.

Todas las mascarillas quirúrgicas N95 aprobadas por la FDA están etiquetadas como de «un solo uso», dispositivos desechables. Si la mascarilla quirúrgica N95 está dañada o sucia, o si la respiración se vuelve difícil, debe quitársela, desecharla convenientemente y reemplazarla por una nueva. Para desechar de manera segura una mascarilla quirúrgica, colóquela en una bolsa de plástico y deposítela en un contenedor apropiado. Lávese las manos después de manejar las mascarillas quirúrgicas usadas.

Las mascarillas quirúrgicas N95 son mascarillas de protección N95 pero en general las mascarillas quirúrgicas no son mascarillas de protección N95

La Organización Mundial para la Salud recomienda el uso para procedimientos de aislamiento ó con posible generación de aerosoles infecciosos (tuberculosis, sarampión, varicela, síndrome respiratorio agudo grave, etc.) una mascarilla de protección con una eficiencia de filtración de al menos el 95 % para partículas de 0,3 micras de diámetro, lo que equivaldría una mascarilla de protección N95 según normativa americana NIOSH. La normativa americana no equivale a la europea y este nivel de protección quedaría entre el FFP2 y el FFP3.

   
Mascarilla quirúrgica Mascarilla quirúrgica N95

 

 

Referencias

  • «EN149:2001 Filtering Halfmasks to protect against particles», CEN
  • «Evaluating the efficacy of cloth facemasks in reducing particulate matter exposure», K. M. Shakya, A. Noyes, R. Kallin & R. E. Peltier, J Expo Sci Environ Epidemiol. 2017 May;27(3):352-357.
  • «Filtering Facepiece Respirators (Particle Masks N-95 to P-100)», UCSC Industrial Hygiene Services, https://ehs.ucsc.edu/programs/safety-ih/documents/n95.pdf
  • «Legislation and standards-European standards», 3M, http://multimedia.3m.com/mws/media/433598O/european-standards.pdf
  • «Masks and N95 Respirators», FDA, https://www.fda.gov/MedicalDevices/ProductsandMedicalProcedures/GeneralHospitalDevicesandSupplies/PersonalProtectiveEquipment/ucm055977.htm
  • «Medias máscaras filtrantes (mascarillas autofiltrantes)», INSHT, http://www.insht.es/EPI/Contenidos/Promocionales/Proteccion%20respiratoria/Promocional%20a%20Contenido/Fichas%20seleccion%20y%20uso%20de%20equipos/fichero/Mediasmascaras.pdf
  • «Particulate Respirator N95-User Instructions», 3M, https://www.google.es/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiD55_ikKLVAhUBnBoKHd27AEIQFggsMAA&url=http%3A%2F%2Fmultimedia.3m.com%2Fmws%2Fmedia%2F92131O%2F3m-8000-series-n95-particulate-respirator-user-instructions.pdf&usg=AFQjCNF_bAeoO-v5y03af1JZ-iHzclJhiA
  • «Performance of N95 Respirators: Filtration Efficiency for Airborne Microbial and Inert Particles», Y. Qian, K. Willeke, S. A. Grinshpun, J. Donnelly & C. C. Coffey, Am Ind Hyg Assoc J. 1998 Feb;59(2):128-32.
  • «Protección respiratoria: mascarillas quirúrgicas y mascarillas de protección», Rioja Salud, https://www.google.es/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=5&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiL24iM56HVAhWCVxoKHau5Cj8QFghAMAQ&url=https%3A%2F%2Fwww.riojasalud.es%2Frrhh-files%2Frrhh%2Fproteccion-respiratoria-rev-3175.pdf&usg=AFQjCNHNV2qeGGzI2QiV2jwhbKIC5k0xHw

Cien años del gas mostaza, el «rey de los gases»

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En la noche del 12 al 13 de julio de 1917, el Ejército alemán lanzaba proyectiles cargados con una nueva arma química en el preludio de la tercera Batalla de Ypres. El ataque causó más de 2.000 bajas entre las tropas británicas. Los alemanes habían almacenado grandes cantidades de estos proyectiles químicos marcados con una cruz amarilla, con el fin de realizar una dura campaña contra los aliados en el saliente de Ypres.

El nuevo agente químico, el sulfuro de bis(2-cloroetilo), pasó a conocerse como iperita, en referencia a su empleo en Ypres, y como «gas mostaza», por el olor de los vapores que describían los combatientes próximos a las zonas donde se producía la detonación de la munición. Sin embargo, la iperita no es un gas a temperatura ambiente sino un líquido que se evapora lentamente, persistiendo un tiempo considerable en la zona afectada.

La iperita se sintetizó por primera vez en el siglo XIX, pero no fue hasta la Primera Guerra Mundial, entre 1916 y 1917, cuando dos químicos alemanes, Lommel y Steinkopf, desarrollaron un proceso de producción a gran escala. Ya en 1915, el Centro de Porton Down en el Reino Unido había barajado su uso como arma química, pero sería rechazada por no considerarla suficientemente letal. Enfadados por la decisión, los científicos británicos que habían trabajado en el programa colocaron una gota de iperita en la silla del director del centro, quien no podría sentarse durante un mes debido a la lesión que le produjo.

Hasta la incorporación de los proyectiles de iperita en la Primera Guerra Mundial, las armas químicas empleadas consistían en bombonas para la dispersión de gases, como el cloro o el fosgeno, y proyectiles cargados con líquidos muy volátiles, como el difosgeno, que una vez inhalados tenían un efecto sofocante y que persistían poco en la zona en la que eran empleados. Desde el 22 de abril de 1915, cuando los alemanes emplearon por primera vez esta táctica, la máscara de gas formaba parte del pertrecho habitual de los combatientes de todos los bandos.

Pero la iperita no solo producía lesiones en las vías respiratorias, sino también en la piel, de ahí que el empleo de las máscaras no proporcionara protección suficiente. Los primeros equipos para la protección corporal tardaron en estar disponibles, y solo para un pequeño número de tropas especializadas en labores de descontaminación. Un contratiempo añadido era que los efectos no se manifestaban hasta pasadas varias horas, de manera que el personal expuesto no era consciente de estar en contacto con una sustancia tóxica. Pasado ese tiempo, aparecían las dolorosas ampollas en la piel que causaban la incapacitación de la persona. Esto entrañaba un problema grave, ya que un combatiente incapacitado, al contrario que uno muerto, requería de evacuación y tratamiento médico, consumiendo recursos logísticos materiales y personales.

Según los registros del Ejército británico, aproximadamente un 80% de los iperitados podía volver a su puesto entre 4 y 8 semanas después de la exposición. Hubo incluso tropas que decidían autolesionarse para evitar continuar en combate y que buscaban intencionadamente exponerse a la iperita, hecho que consideraban mejor alternativa que dispararse en una pierna o en un brazo. Un soldado canadiense iperitado en Ypres describía sus síntomas como una «agradable y suave peste» en comparación con los que padecían sus compañeros heridos por munición convencional.

La eficacia de la iperita en los ataques alemanes hizo que se ganase el título de «rey de los gases» y que los Ejércitos aliados iniciaran los preparativos para su empleo. El propio Adolf Hitler en Mein Kampf narra cómo en un ataque británico, en octubre de 1918, sufrió sus efectos cuando servía como mensajero en el 16º Regimiento de Infantería Bávaro de Reserva. Sin embargo, este hecho ha sido puesto en tela de juicio por algunos historiadores.

A lo largo de la Primera Guerra Mundial se utilizaron unas 12.000 toneladas de iperita y las armas químicas, en general, causaron más de 1,3 millones de bajas, incluidas 100.000 víctimas mortales. Si bien el uso de armas químicas no fue decisivo en el resultado final de la guerra, sí lo fue en muchas batallas. Además, no solo hay que tener en cuenta el número de bajas físicas que provocaron, sino los importantes efectos psicológicos que tenían sobre los combatientes, así como la disminución de su operatividad al tener que utilizar la máscara de protección.

Finalizada la guerra, los servicios de guerra química y la industria de EE. UU., Francia y el Reino Unido iniciaron una campaña para fomentar la idea de que el arma química era el arma del futuro. Se llegaron incluso a poner en marcha campañas publicitarias para intentar explicar que las armas químicas eran más «humanas» que las convencionales, con absurdos mensajes sobre sus supuestos usos pacíficos, como la eficacia de la iperita para tratar la tuberculosis.

La iperita pasó a ser el principal agente de los arsenales químicos de todos los países que decidieron poner en marcha programas con esta nueva arma. No resulta, por tanto, extraño que se emplease en distintos conflictos armados, como fueron los casos de España en la guerra del Rif en la década de 1920, Italia en Etiopía entre 1935 y 1936, y Japón contra China desde 1938. En el teatro de operaciones europeo de la Segunda Guerra Mundial todos los bandos estaban preparados para el empleo de armas químicas, pero tenían recelo de ser los primeros en emplearlas por el riesgo de contraataques similares, un claro ejemplo de su importante poder disuasorio. Aun así, se dieron casos puntuales en los que algunos mandos militares, sin autorización de sus superiores, decidieron emplear armas químicas en situaciones tácticas desesperadas.

Durante la Guerra Fría, la producción y almacenamiento de iperita continuó, sobre todo en las grandes potencias. Se denunció su empleo en la guerra civil de Yemen del Norte a mediados de los años 60 y, entre 1983 y 1988, Irak utilizó 1.800 toneladas en la guerra contra Irán, donde las armas químicas causaron más de 45.000 bajas. Con la entrada en vigor de la Convención de Armas Químicas en 1997, se declararon, a nivel mundial, unas 18.000 toneladas de iperita de un total de 70.000 toneladas de armas químicas. Gracias a este tratado internacional, a fecha de hoy, un 95% de los arsenales químicos declarados ya han sido destruidos, aunque cuatro países –Corea del Norte, Egipto, Israel y Sudán del Sur–, algunos de ellos sospechosos de poseer armamento químico, todavía no se han adherido a la Convención.

A pesar de los importantes logros conseguidos por la Convención en el desarme y la no proliferación, la amenaza química no ha desaparecido. A los recientes ataques químicos en Siria hay que añadir el interés que el terrorismo yihadista ha mostrado por acceder a este tipo de armamento. De hecho, procedimientos para sintetizar iperita ya se probaron en los antiguos campos de entrenamiento de Al Qaeda en Afganistán y siguen apareciendo en publicaciones electrónicas vinculadas al terrorismo yihadista. Estos métodos han sido heredados por el Daesh para llevar a cabo ataques en Irak y Siria desde el año 2014. Si bien la mala calidad de la iperita obtenida no permite causar un elevado número de víctimas, el que continúen empleándola deja claro que el terrorismo yihadista es consciente de su importante efecto psicológico para desmoralizar a las tropas y para provocar miedo y pánico entre la población. Todo esto apunta a que, después de cien años, el reinado de la iperita aún no ha finalizado.

 

El teniente coronel René Pita es jefe del Departamento de Defensa Química de la Escuela Militar de Defensa NBQ.

El teniente coronel (reserva) Juan Domingo es especialista en Defensa NBQ y editor de la página web cbrn.es.