A máscara facial 'inteligente' FFP2 alerta o usuário quando os limites de CO2 são excedidos

Dec 01, 2023

Crédito da imagem: Dreamstime

Pela equipe editorial da E&T

Publicado sexta-feira, 4 de fevereiro de 2022

Uma nova máscara facial 'inteligente', projetada na Universidade de Granada (UGR), envia um alerta ao usuário por meio de seu smartphone quando os limites saudáveis ​​de CO2 recomendados dentro da máscara facial são excedidos.

O design da máscara aborda um problema que vem sendo destacado desde o início da pandemia de Covid-19: o do CO2 que reinalamos dentro de nossas máscaras faciais. O uso de máscaras faciais do tipo FFP2 por qualquer período de tempo produz uma concentração de CO2 entre o rosto e a máscara superior à concentração atmosférica normal (~0,04%), devido ao gás que exalamos ao respirar. A reinalação de CO2 pode causar efeitos adversos à saúde, mesmo em pessoas saudáveis, como mal-estar geral, dores de cabeça, fadiga, falta de ar, tontura, sudorese, aumento da frequência cardíaca, fraqueza muscular e sonolência.

Sabe-se que esses efeitos negativos estão ligados tanto à duração da exposição quanto à concentração do próprio gás. Por exemplo, alguns regulamentos de saúde recomendam um valor máximo de 0,5 por cento de CO2 no ambiente de trabalho (média de oito horas por dia), ou que uma exposição de 30 minutos a 4 por cento de CO2 seja considerada muito prejudicial à saúde.

A nova máscara facial FFP2 concebida na UGR permite apurar em tempo real o nível de CO2 reinalado, através de uma aplicação para smartphone. Este método – um sistema vestível de monitoramento de gás que se caracteriza por seu baixo custo, escalabilidade, confiabilidade e conveniência – representa um avanço significativo com importantes benefícios para a saúde.

O estudo foi realizado pela equipe de pesquisa multidisciplinar 'ECsens' pertencente aos Departamentos de Química Analítica e Eletrônica e Informática da UGR. Juntos, eles desenvolveram o sistema portátil de detecção de gás sem fio e em tempo real que monitora os níveis de CO2 dentro da máscara facial FFP2.

Enquanto as máscaras faciais padrão atuam simplesmente como filtros de ar para a passagem nasal e/ou bucal, a inclusão de sensores para medir parâmetros específicos de interesse fornece valor agregado que melhora seu uso e eficácia, criando esta nova máscara facial 'inteligente'.

Os autores da pesquisa escreveram: "Desde que a Organização Mundial da Saúde declarou a pandemia global devido à disseminação do Covid-19, o uso universal de máscaras faciais foi recomendado ou imposto entre a população em geral, em uma tentativa de prevenir o rápida disseminação do SARS-CoV-2.

"Apesar das evidências generalizadas a favor das máscaras faciais para reduzir a transmissão entre a população, também há amplo consenso sobre os possíveis efeitos adversos causados ​​pelo seu uso prolongado, principalmente como consequência do aumento da resistência respiratória e da reinalação do CO2 que se acumula dentro da máscara".

O sistema proposto pela equipe é baseado na inserção de uma 'tag' flexível em uma máscara FFP2 padrão. Esta etiqueta compreende um sensor de CO2 optoquímico inovador e personalizado, juntamente com os componentes eletrônicos de processamento de sinal necessários. Tanto o sensor quanto o circuito são fabricados em um substrato polimérico leve e flexível, formando a chamada 'etiqueta de detecção', que não causa desconforto ao usuário. A etiqueta não requer baterias, pois é alimentada sem fio pelo link de comunicação de campo próximo (NFC) para o smartphone – semelhante ao usado para fazer pagamentos sem fio, por exemplo – usando um aplicativo Android. O aplicativo desenvolvido sob medida também é usado para processamento de dados, gerenciamento de alertas e exibição e compartilhamento de resultados.

Os cientistas da UGR realizaram testes preliminares da máscara em indivíduos que praticam atividades sedentárias e exercícios físicos. Descrevendo suas descobertas, eles escreveram: "Nossos resultados, que estão de acordo com ensaios clínicos anteriores, apresentam valores de CO2 entre 2% durante atividades de baixo ritmo de trabalho (sedentárias) e um valor máximo de quase 5% durante atividades de alta intensidade exercício físico.