Mecanismos de Protección de los Respiradores N95 y Equipos Similares contra Agentes Biológicos
Los respiradores N95 y equipos similares protegen contra agentes biológicos mediante filtración mecánica de partículas a través de fibras de polipropileno cargadas electroestáticamente que capturan virus y bacterias por difusión, intercepción, impacto y atracción electrostática, logrando una eficiencia mínima del 95% para partículas de 0.3 micrones. 1
Mecanismo Principal: Filtración Multicapa
Los respiradores de pieza facial filtrante (FFR) utilizan una capa media de microfibras de polipropileno no tejidas (melt-blown) con carga electrostática que captura partículas aerotransportadas mediante cuatro mecanismos simultáneos 1:
- Difusión: Las partículas más pequeñas (<0.1 micrones) se mueven aleatoriamente y chocan con las fibras 1
- Intercepción: Las partículas que siguen líneas de flujo de aire entran en contacto directo con las fibras 1
- Impacto: Las partículas más grandes (>1 micrón) no pueden seguir el flujo de aire alrededor de las fibras y se impactan directamente 1
- Atracción electrostática: El medio electret (cargado electroestáticamente) atrae y captura partículas sin aumentar la resistencia respiratoria 1
Eficiencia de Filtración por Tamaño de Partícula
La eficiencia de filtración varía según el tamaño de la partícula, con un punto crítico de penetración máxima 2:
- Partículas de 0.1-0.3 micrones (tamaño más penetrante): Los N95 mantienen mínimo 95% de eficiencia 1, 2
- Partículas >0.75 micrones: La eficiencia aumenta a aproximadamente 99.5% o superior 2
- Bacterias del tamaño de Mycobacterium tuberculosis: Eficiencia de 99.5% o mayor 2
Advertencia crítica: Estudios empíricos demuestran que algunos respiradores N95 pueden permitir penetración de viriones pequeños (10-80 nm) que excede el 5% esperado, especialmente con virus de tamaño nanométrico como MS2 3. Sin embargo, estudios con virus H1N1 influenza viable confirman que los N95 certificados por NIOSH capturan aerosoles virales con más del 95% de eficiencia para partículas de 0.8 micrones 4.
Clasificación por Nivel de Protección
El sistema NIOSH clasifica los respiradores según resistencia a aceites y eficiencia de filtración 1:
Por Resistencia a Aceites:
- N (Not resistant): No resistente a aceites
- R (Resistant): Algo resistente a aceites
- P (oil Proof): Altamente resistente a aceites 1
Por Eficiencia de Filtración:
- 95: Filtra mínimo 95% de partículas (permite 5% de penetración)
- 99: Filtra mínimo 99% de partículas
- 100: Filtra mínimo 99.97% de partículas (permite 0.03% de penetración) 1
Los respiradores P-100 son más de 100 veces más efectivos que los N95 para remover virus, ya que permiten máximo 0.03% de penetración comparado con 5% de los N95. 1
Componentes Críticos para Protección Efectiva
Para que la protección sea efectiva, los respiradores deben incluir 1:
- Componentes elastoméricos que mejoran el sellado (espuma, goma o plástico) en la interfaz respirador-cara 1
- Dos o más correas de suspensión ajustables para mantener el sello durante el trabajo 1
- Certificación NIOSH marcada en la pieza facial con nombre del fabricante, número de parte, nivel de protección y "NIOSH" 1, 5
Sin estos componentes es difícil obtener y mantener un sello adecuado, comprometiendo significativamente la protección. 1
Limitaciones Importantes del Mecanismo de Protección
Los respiradores tienen limitaciones fundamentales que deben comprenderse 1:
- Solo atrapan el virus, no lo destruyen ni inactivan: No se conoce cuánto tiempo sobrevive el virus en el medio filtrante ni el potencial de transmisión por fómites 1
- No existen niveles seguros de exposición a aerosoles biológicos: Los respiradores reducen la exposición por inhalación pero no eliminan el riesgo de contraer infección o desarrollar enfermedad 1
- La eficiencia depende del ajuste facial: Fugas en el sello facial pueden variar de 0 a 20% en respiradores desechables disponibles actualmente 6
- El vello facial interfiere con el sello: Barbas y bigotes impiden el sellado adecuado de respiradores de presión negativa 6
Protección Óptima para Agentes Biológicos
Para protección óptima contra agentes biológicos, se debe considerar un respirador desechable P-100 o un respirador purificador de aire motorizado (PAPR) con filtro HEPA, especialmente durante procedimientos generadores de aerosoles. 1
Los PAPR ofrecen ventajas adicionales 1, 6:
- Factor de protección de 20,000 cuando se usan correctamente 1, 6
- No requieren prueba de ajuste (fit testing), reduciendo problemas con personal que tiene barba o bigote 6
- Motores pequeños mueven el aire a través de filtros, reduciendo el riesgo de entrada de aire contaminado alrededor de los bordes 1
Certificaciones Internacionales Equivalentes
Existen equivalentes internacionales a los respiradores certificados por NIOSH 1, 5:
- FFP2 (95%) y FFP3 (99%): Europa (EN 149-2001)
- KN95, KP95, KN100, KP100: China (GB2626-2006, GB2626-2019)
- P2 (95) y P3 (99): Australia/Nueva Zelanda (AS/NZS 1716:2012)
- DS/DL2 (95) y DS/DL3 (99): Japón (JMHLW-2000)
Advertencia sobre falsificaciones: Existen muchos N95 falsos en el mercado que no han sido certificados y no cumplen los estándares de certificación, algunos con eficiencia tan baja como 25%. 6
Requisitos para Uso Efectivo
La protección efectiva requiere un Programa Integral de Protección Respiratoria que incluya 5, 6:
- Evaluación médica para determinar si los trabajadores pueden usar respiradores de forma segura 5, 6
- Prueba de ajuste cuantitativa o cualitativa con fuga de sellado facial ≤10% 5
- Capacitación sobre uso correcto, limitaciones y mantenimiento 5, 6
- Inspección, limpieza, mantenimiento y almacenamiento regular 5, 6
Los trabajadores con condiciones respiratorias preexistentes requieren evaluación médica antes de usar respiradores y pueden necesitar alternativas como PAPR que proporcionan flujo de aire positivo. 5
Consideraciones Adicionales para Entornos Médicos
Los respiradores aprobados por NIOSH con autorización adicional de la FDA han sido probados por el fabricante para 1:
- Eficiencia de filtración bacteriana
- Inflamabilidad (riesgo de fuegos quirúrgicos)
- Biocompatibilidad (riesgo de reacciones cutáneas adversas)
Los respiradores con válvula de exhalación reducen la resistencia a la exhalación, facilitando la respiración, pero NO deben ser usados por trabajadores o pacientes infectados con patógenos respiratorios. 1