COVID-19: Porque devemos todos utilizar máscaras – nova justificação científica

Atualizado: Abr 17

A recomendação nos EUA (e outros países) de que a população não deve utilizar máscaras foi motivada pela necessidade de as reservar para os profissionais de saúde.


Não existe suporte científico para o que vem sendo alegado, que máscaras utilizadas por cidadãos não profissionais de saúde se tornam não eficazes.


Pelo contrário, com o objetivo de diminuir o acentuar a curva, qualquer adicional, mesmo que parcial redução da transmissão é bem-vinda - mesmo que isto signifique a utilização de simples máscaras cirúrgicas ou mesmo máscaras caseiras.



As últimas descobertas relativamente ao SARS-Cov-2, as entradas do vírus através do tecido humano e espirros/tosse através das gotas balísticas sugerem que a maioria do mecanismo de transmissão não é através dos pequenos aerossóis mas através das gotículas de maior dimensão e assim, é recomendável a utilização de máscaras por toda a população.

Um cirurgião tweetou: “PAREM DE COMPRAR MASCARAS, não são eficazes…” O Center of Disease Controls CDC afirmou que as máscaras cirúrgicas oferecem de longe menos proteção que as máscaras respiratórias N95 - que deverão ser perfeitamente ajustadas e apenas os profissionais o podem fazer. O CDC recomenda que pessoas saudáveis não deverão utilizar máscaras de maneira alguma, recomendando apenas a utilização a pessoas doentes.

Estas diretivas não estão descritas em pesquisas científicas mas foram motivadas pela necessidade de guardar máscaras para os profissionais de saúde com uma previsão de que o stock não seria suficiente para todos. No entanto, estas ações poderão ter imensas consequências, nomeadamente: estigmatizar aqueles que utilizam máscaras em público - ou é um colecionador compulsivo ou está contaminado!

Contrastando isto com os hábitos culturais, o encorajamento ou mesmo a ordem da utilização de máscaras nos países asiáticos - que conseguiram amenizar a acentuação da curva ou que conseguiram mesmo uma curva mais achatada desde o início do contágio.


É certo que máscaras cirúrgicas, e máscaras respiratórias N95 corretamente utilizadas, não oferecem proteção a 100%. Mas se o objetivo é achatar a curvatura - ao contrário de erradicar o vírus - não podemos continuar a dizer que as máscaras não são eficazes. Não podemos permitir que o Perfeito seja o inimigo do Bom!

E se apenas uma proteção parcial obtida pela máscara cirúrgica ou mesmo por máscaras caseiras reduzir a probabilidade de transmissão duma maneira semelhante à da recomendada - e igualmente imperfeita - distância de segurança de 1m por pessoa ou o não tocar na cara?


Isto poderia reduzir o impacto de non-pharmacological intervention (NPI) no achatamento da curva Fig.1.


Figura 1

Figura 1. O achatamento da curva. Efeito de intervenções de mitigação que podem diminuir a taxa inicial de reprodução R0 em 50% quando implementadas ao dia 25º.


A curva vermelha representa o número de infeções individuais (casos) sem intervenção. A curva verde representa a alteração após a intervenção. Day 0 (3 de Março de 2020) é a altura em que 100 casos de infeção foram confirmados (d100 = 0). O modelo serve apenas de ilustração e foi realizado pelo SEIR Model Simulator.


O modelo de não-intervenção foi filtrado através dos seguintes dados: um período de tempo de 20 dias no qual o número de casos nos EUA cresceu de 100 (d100=0) para 35000 (d100=20). Parâmetros standard foram utilizados - tamanho de população de 330M, Tinc = 5.2 dias, Tinf = 3.0 dias mas com um rather high valeu R0 = 5.6 com o objetivo de obter a taxa observada de crescimento de número de casos nos EUA. As curvas são figurativas e não estão à escala.



Uma vez que o CDC forneceu informações sem evidência científica, alegando que as máscaras utilizadas pelo público não são eficazes, iremos rever o suporte científico de proteção conferido pelas máscaras cirúrgicas.

Focamo-nos na lógica mecânica, contrariamente à epidemiológica-fenomenológica.


Concluímos, considerando as gotículas balísticas da tosse e as últimas descobertas científicas na transmissão biológica do vírus SARS/CoV2 (que causa COVID/19) que qualquer barreira física, mesmo que fornecida por máscaras artesanais, podem reduzir substancialmente a propagação do COVID-19.

Se brevemente cedermos à pressão e terminarmos com o isolamento voluntário ou a quarentena obrigatória, e permitirmos novamente a interação social para ressuscitar a economia, então as máscaras deveriam ter um papel fundamental afim de facilitar uma nova aproximação.

A recomendação oficial da CDC, FDA e outros, de que as máscaras utilizadas por outras pessoas que não profissionais de saúde são ineficazes é incorreta em três níveis: na lógica, no mecanismo de transmissão, e na biologia da entrada viral.



I. A Lógica


Claro que nenhuma máscara que não esteja perfeitamente adaptada (aprovação NIOSHI de máscaras respiratórias N95 ou em utilização reduzida de máscaras cirúrgicas) fornecem perfeita (100%) proteção. Mas, proteção imperfeita não significa que seja completamente inútil, assim como um copo não cheio signifique que esteja vazio: eu aceitaria de boa vontade um copo de água cheio a 60% se estivesse com sede.

Falta de evidência (da proteção) não significa evidência da falta.

Mas no nosso mundo binário, a mensagem oficial de que as máscaras cirúrgicas não são eficazes, talvez tenha sido mal interpretada, deixando a ideia de que são completamente inúteis.


Infelizmente, com o quadro preto e branco pintado pelos organismos oficiais, a discussão sobre a eficácia das máscaras foi sufocada com a possibilidade de incentivo industrial de aumentar a produção destes equipamentos de proteção de 0,75€ a unidade.


Mas, com o objetivo declarado de achatar a curva (e não eliminar totalmente o vírus) temos um “parente” em oposição ao objetivo absoluto, que dá a noção de “proteção parcial” numa nova luz.

Em princípio, pode-se calcular a extensão Y do achatamento da curva, dada uma proteção parcial de X%, conferida pelas máscaras.


Mas para isso, precisamos primeiro de compreender a mecânica e biologia da transmissão em detalhe.


II. A Mecânica


Como vírus que causam doenças transmitidas pelo ar, é transportado através de gotículas de pessoa para pessoa é uma matéria complicada que se encontra em estudo.


Gotículas podem, de uma maneira geral, ser divididas em duas grandes categorias, baseado no seu tamanho (Fig.2).

Figura 2

Figura 2. Gotícula maior que aerossóis, quando exaladas (à velocidade de <1m/s), evapora-se ou cai no chão a menos de 1,5m de distância. Quando expelida a alta velocidade através da tosse ou espirro, especialmente gotas maiores (> 0.1 mm), podem ser transportadas pelo jato de 2m a 6m de distancia.

  1. Gotículas de diâmetro inferior a 10 µm (micrometros), o maior tamanho antes de ser considerado aerossol (partículas tão leves que são capazes de flutuar no ar). Por brevidade, chamemos a esta categoria de "aerossóis". Estes pequenos aerossóis são transportados pelo sistema de ventilação ou pelo vento, podendo viajar através das divisões da casa. O que torna as máscaras faciais N95 diferentes relativamente às máscaras cirúrgicas é que a sua forma é desenhada (segundo requerimentos de regulação) para parar os aerossóis. Elas têm que filtrar mais de 95% das gotículas inferiores a 0.3 µm.

  2. Gotículas maiores que 10 µm, atingindo até 100 µm ou mais. Chamemos a estas partículas maiores, “gotículas de pulverização”. (para detalhes mais aprofundados, ver Nicas and Jones, 2009).

Claro que gotículas podem ser ainda maiores, até tamanhos visíveis ao olho nu na pulverização gerada pela tosse ou espirro (de 0.1 µm (micrómetros) de diâmetro para cima).


Cálculos por Xie ET al sugerem que se exalado, as gotículas > 0.1 µm podem evaporar ou cair numa superfície até 2m, dependendo do tamanho, humidade do ar e temperatura.


Mas, tossir e espirrar pode dispara-las como projéteis até 50 metros/segundo (para o espirro) ou 10 metros/segundo (para a tosse), e as gotículas podem atingir distâncias superiores a 6m. Assim sendo, a tão mencionada distância de segurança de 1m em encontros sociais pode não ser suficiente - exceto se utilizar uma simples máscara.

Aqui está a implicação central biológica da distinção entre aerossóis e gotículas pulverizadas: para as partículas transportadas pelo ar serem inspiradas e atingirem os pulmões, através das vias respiratórias aéreas até às células alveolares onde as trocas de gazes acontecem, têm de ser pequenas. (fig. 3): apenas gotículas inferiores a 10 µm de diâmetro podem atingir os alvéolos pulmonares.



Por contraste, as gotículas pulverizadas maiores, ficam presas no nariz e na garganta (no espaço nasofaríngeo) e nas zonas pulmonares superiores, traqueia e brônquios.

As gotículas da expulsão de uma tosse comum têm uma distribuição do tamanho de aproximadamente metade do tamanho das gotículas que pertencem à categoria dos aerossóis, embora coletivamente representem apenas menos de 1/100 000 do volume expelido (Nicas ET al 2005).

Figura 3

Figura 3. Anatomia das vias aéreas e onde as gotículas podem alojar-se, dependendo do seu tamanho e que gotas são bloqueadas por que máscaras.


Assim, tendo em conta que as sofisticadas máscaras N95, concebidas para filtrar as partículas mais pequenas, ajudam a prevenir que partículas desçam para os alvéolos e lá depositem o vírus.

Mas isto é realmente relevante para o achatamento da curva?

Vejamos abaixo. Pelo contraste, é plausível que as maiores gotículas que se depositem na nasofaringe podem ser travadas por uma barreira física, como uma simples máscara cirúrgica ou máscara para o pó.

Claro que muitas gotículas aerossóis na exalação ou na pulverização da tosse podem não conter vírus, mas algumas terão.

No caso do vírus SARS-Cov-2 não é conhecido qual a é mínima carga de infeção (número de partículas virais necessárias para começar a cascata de patogénese para causar uma doença clinica). Mas começamos a avaliar se pequenos aerossóis ou grandes projéteis são mais relevantes.


A noção tática no CDC de que os alvéolos são o local de destino das gotículas para depositarem o vírus (afinal, os alvéolos são a região anatómica da pneumonia), aumentou a aparente importância das máscaras N95 e levou à desvalorização das máscaras cirúrgicas. Nuances não se traduzem para leigos (assim como muito “especialistas de poltrona”) que agora, devido à binarização de mensagens, pensam que as máscaras são inúteis.

Mesmo com respeito aos pequenos aerossóis, não nos podemos esquecer que uma filtração parcial fornecida pelas máscaras cirúrgicas é melhor do que nada!

Numa simulação experimental da capacidade de filtragem das máscaras em 2008, van der Sande e os seus colegas holandeses compararam três máscaras, (i) máscaras caseiras (DYI) de filtro de chá, (ii) máscaras cirúrgicas standard e (iii) FFP2, o equivalente ao Europeu N95, no que diz respeito á sua capacidade de bloquear pequenos aerossóis num raio de 0.2 a 1 µm – gotículas que conseguem atingir o pulmão inferior.


Figura 4

O que os autores descobriram para proteção interna, justifica alguns questionamentos da mensagem da CDC que as máscaras cirúrgicas não são eficazes: enquanto as máscaras FFP2 (ou N95) realmente filtram uma quantidade superior a 99% das partículas (reduzindo assim a carga de aerossóis em 100 vezes), as máscaras cirúrgicas reduziram o número de gotículas de aerossóis atrás da máscara em 4 vezes em comparação com o exterior da máscara.

É plausível que para gotículas pulverizadas de maior dimensão de explosões de tosse, a diferença entre as máscaras cirúrgicas e as máscaras respiratórias N95 conseguem ser ainda menores.

Curiosamente, para proteção externa, a eficácia e as diferenças são muito menores (ver número da Fig. 5)

Figura 5

Figura 5. Efeito de filtragem para pequenas gotículas (aerossóis) por várias máscaras; máscaras caseiras, feitas de filtro de chá, máscaras cirúrgicas (3M “tie-on”) e a máscara respiratória FFP2 (N95).

Os números estão à escala de referência de 100 (fonte de gotículas) para ilustração, calculado a partir dos valores do fator de proteção (PF) da Tabela 2 de van der Sande et al, 2007.

A medição foi elaborada com um contador Portacount que regista as partículas no ar com tamanho entre 0.02 e 1µm no fim de um período de utilização de 3h sem atividade física.

O número para proteção é 7 (ou 8) adultos voluntários por grupo.

A proteção no início do teste era similar ao filtro de chá e de máscara cirúrgica, mas para a FFP2, a proteção era o dobro. Crianças experienciaram substancialmente menos proteção (ver van der Sande et al 2007).

Estes resultados levantam uma questão urgente: se todos nós queremos mitigar a pandemia, ou seja, “achatar a curva”, quanto é que uma redução de 4 vezes das partículas que atingem os pulmões diminuem a transmissão de pessoa para pessoa?


A intuição sugere que mesmo uma máscara imperfeita pode oferecer alguma proteção pelo menos ao nível da separação por pessoa recomendada de 1m em interações sociais ou o lavar das mãos ou o não tocar na cara – todas aquelas recomendações baseadas em mecanismos plausíveis sem um forte suporte epidemiológico.



Tecnicamente, podemos quantificar quanto a redução em 4 vezes das gotículas que a pessoa é exposta, como se consegue através da utilização das máscaras cirúrgicas, ou de em 3 vezes, como se consegue através da utilização de máscaras caseiras feitas a partir de filtros de chá, contribui para a redução da “taxa de reprodução” desde o inicial R0 até ao efetivo Rt depois da intervenção de mitigação no momento t. Talvez por 25%?


Depois pode-se, utilizando SEIR-epidemiological models, calcular em que medida uma parcial redução de R achataria substancialmente a curva – na extensão desejada para evitar sobrecarregar o sistema de saúde (ver Figura 1).

Mas tal cálculo de R é complicado porque iria requerer conhecimento de variados fatores mecânicos que não são fáceis de quantificar. Por exemplo, não sabemos em que proporção o COVID-19 é transmitido através das gotículas grandes pulverizadas VS pequenos aerossóis.


Apenas neste último caso, a vantagem das máscaras respiratórias N95 sobre as máscaras cirúrgicas será plenamente alcançada.


Também não sabemos quanto o distanciamento social por si só contribui para reduzir a R.

Portanto, vamos dar uma vista de olhos sobre a atual biologia de transmissão que oferece uma saída para este problema e ainda não foi considerada pelos oficiais que reivindicam que “máscaras cirúrgicas não são eficazes”.


III. A Biologia


O vírus SARS-Cov-2, como qualquer vírus, deve-se conectar às células humanas utilizando o princípio do “chave-fechadura”, no qual o vírus apresenta a chave, e a célula a fechadura, que é complementar à chave para entrar na célula e replicar-se.


Para o vírus SARS-Cov-2, a proteína de superfície viral “Spike protein S” é a “chave”, e tem de encaixar confortavelmente na proteína “fechadura” que é expressa (= apresentado molecularmente) na superfície das células hospedeiras. A proteína celular “fechadura” que o vírus SARS-Cov-2 utiliza é a Proteína ACE2 (Fig. 6).


Esta superfície enzimática celular normalmente tem uma função protetora cardiopulmonar.

A ACE2 expressa-se maioritariamente nos idosos, em pessoas com problemas cardíacos crónicos ou com hipertensão pulmonar ou arterial sistémica. (Note que a expressão de ACE2 é um “limitador de taxa” porque outras proteínas hospedeiras cuja presença é também necessária para que o vírus entre nas células, tais como protéases, são mais abundantemente e notoriamente expressas).


Certos medicamentos para a pressão sanguínea (como agora intensamente discutido já que a hipertensão é um fator de risco para a progressão para ARDS e morte por COVID-19), mas também stress mecânico da ventilação, ironicamente, pode aumentar a expressão de ACE2.

Figura 6. O vírus SARS-Cov-2 entra na célula hospedeira através do encaixe da Spike protein com a proteína ACE2 (azul) na superfície das células.



Surpreendentemente, a expressão da ACE2 nos pulmões é muito baixa: é limitada a algumas moléculas por célula nas células alveolares (células AT2) no interior do pulmão.


No entanto, um artigo recém-publicado pelo Human Cell Atlas (HCA) consórcio, relata que a ACE2 é altamente expressa num tipo de células (secretoras) do nariz interno! (Fig. 7).


Combinando este facto com a explicação abaixo sobre a mecânica: a expressão nasal da proteína ACE2 sugere que o vírus SARS-Cov-2 infeta estas células.


Pode-se também inferir que a transmissão do vírus SARS-Cov-2 ocorrerá em grande parte através de gotículas grandes de tosse ou espirro, que compreende a vasta porção de líquido pulverizado na tosse/espirro e irá aterrar na nasofaringe devido ao seu tamanho – precisamente onde estão as “fechaduras” moleculares para o vírus, permitindo um anexo viral e entrada para as células hospedeiras.


Obviamente esta rota de transmissão pode ser efetivamente bloqueada por uma simples barreira física. (A expressão proximal da ACE na cavidade nasal também apoia a transmissão por gotículas de superfície – consequentemente, claro, lave as suas mãos).


Figura 7

Figura 7. Rota principal da entrada viral é através de gotículas grandes que aterram no nariz – onde a expressão do recetor viral de entrada, ACE2 é maior. Aqui está a rota que poderá ser eficazmente bloqueada através da utilização de simples máscaras que providenciam uma barreira física.

De facto, Wölfel et al. reporta que material viral pode ser facilmente detetado e isolado a partir de zaragatoas nasais, ao contrário de outras infeções virais aéreas, como o original SARS.

Comparado com o SARS (que também utiliza ACE2 para entrar nas células) no caso do COVID-19, genomas virais (RNA) aparecem prematuramente nas zaragatoas e em concentrações muito mais elevadas, daí que a sua deteção é fácil.


De facto, a FDA acabou de aprovar as zaragatoas para testes obtidos desde a superfície da cavidade nasal recolhido manualmente, em vez de ser feito em profundidade na nasofaringe.

As análises moleculares também mostram que o vírus SARS-Cov2 está ativo e replica-se já na nasofaringe, contrariamente a outros vírus respiratórios que habitam no interior das regiões pulmonares.


A replicação viral na mucosa nasofaríngea pode também explicar os testes positivos na fase prodrómica e a transmissão por portadores saudáveis, e talvez, a anosmia (perda total do olfato) nos estágios mais prematuros de Covid-19. Mas biologicamente isto significa que: evitar gotículas grandes, que, de qualquer maneira, não podem entrar no pulmão mas ficar no trato respiratório superior, pode ser o meio mais eficaz para prevenir infeções.



Portanto, máscaras cirúrgicas, talvez mesmo que seja a sua máscara de ski, echarpe ou cachecol pode proporcionar mais proteção do que as (compreensíveis mas lamentáveis) recomendações proferidas por oficiais governamentais contra a utilização de máscaras pela população em geral.

As máscaras respiratórias N95 podem oferecer relativamente uma proteção adicional. (Para além disso, a CDC sugere a utilização de cachecol por parte dos profissionais de saúde como ultimo recurso quando não existem mais máscaras disponíveis).

De um ponto de vista prático e societal, máscaras cirúrgicas ou caseiras, se manuseadas cuidadosamente, são no mínimo inofensivas e podem pelo menos ajudar. (Faça questão de descartar ou lavar depois da utilização sem que fique em contacto com superfícies externas).

Estas simples e baratas máscaras podem ser suficientes para ajudar no achatamento da curva, talvez um pouco, talvez substancialmente.


A reter: a sua utilização não retira o valor às máscaras respiratórias profissionais N95 dos profissionais de saúde.



As implicações


Poderia trágico se as erradas lógica, mecânica e biologia que levaram os governos ocidentais a não incentivar, não estigmatizasse a utilização de máscaras, possa ter contribuído para o aumento acentuado do Covid-19.


Tendo em conta que o trato respiratório superior é o maior sítio para o SARS-Cov-2 entrar nos tecidos humanos, utilizar uma simples máscara facial que serve de barreira que bloca as tais grandes gotículas projetadas que se agarram ao nariz ou à garganta, pode substancialmente reduzir a taxa de produção de R, até certo ponto que se compare ao distanciamento social de segurança e ao lavar de mãos.


Isto poderia então dobrar o efeito da mitigação no “achatamento da curva”!


Se brevemente deixaremos de fazer o isolamento/quarentena pela pressão politica para salvar a economia, talvez encorajar a utilização de máscaras faciais em público poderia ser um bom compromisso entre um confinamento total e a liberdade total que arriscam o reaparecimento de um inimigo invisível.


Já existem bases cientificas robustas para por fim às oficiais histerias “anti-máscaras cirúrgicas” e recomendar ou mesmo exigir uma ampla utilização de máscaras tal como nos países asiáticos que conseguiram achatar a curva.







Tradução integral do artigo elaborado por Prof. Dr. Sui Huang

Artigo original em inglês

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