Una percentuale di colonie, non di virus
La sigla BFE sta per bacterial filtration efficiency, efficienza di filtrazione batterica, e EN 14683 la definisce come l’efficienza del materiale di una mascherina medica come barriera alla penetrazione batterica. Il numero che ne esce è un rapporto: le unità formanti colonia che attraversano il materiale, contate e sottratte a quelle presenti nell’aerosol di sfida, divise per queste ultime e moltiplicate per cento. Nella norma europea è il parametro che separa il tipo I, che deve arrivare almeno al 95 per cento, dai tipi II e IIR, che devono arrivare almeno al 98.
La prima cosa da fissare è che si tratta di una misura biologica su un materiale, non di una misura sul dispositivo indossato e non di una misura su virus.
Come si misura la BFE
Il metodo sta nell’annesso B della norma ed è descritto passo per passo. Un provino di materiale, almeno dieci centimetri di lato e con tutti gli strati nell’ordine in cui stanno nella mascherina, viene serrato fra una camera di aerosol e un impattore a cascata a sei stadi, su una superficie di prova non inferiore a 49 centimetri quadrati. Una coltura di Staphylococcus aureus cresciuta ventiquattro ore a 37 gradi viene diluita e nebulizzata nella camera; una pompa a vuoto tira l’aerosol attraverso il provino e attraverso l’impattore alla portata di 28,3 litri al minuto.
La sfida batterica si mantiene fra 1.700 e 3.000 unità formanti colonia per prova. L’aerosol viene erogato per un minuto e il flusso mantenuto un minuto in più, poi le piastre si incubano a 37 gradi per un tempo compreso fra venti e cinquantadue ore e si contano le colonie. Ogni serie va aperta e chiusa da una prova di controllo positivo senza provino, più un controllo negativo di sola aria. I provini si condizionano almeno quattro ore a 21 gradi e all’85 per cento di umidità relativa prima di finire sotto l’aerosol.
Il conteggio delle colonie non è però una somma diretta. Sui piatti dal terzo al sesto stadio i valori vanno convertiti con la tabella dei fori positivi allegata al manuale dell’impattore, perché due batteri entrati dallo stesso foro producono una sola colonia e la sottostima cresce con il numero di colonie sul piatto. È la stessa conversione che serve a ricavare la dimensione media di particella.
Il calcolo finale è una sottrazione: si prende la media dei due controlli positivi, cioè quante colonie arrivano all’impattore quando davanti non c’è niente, le si toglie il conteggio ottenuto con il provino in mezzo, si divide di nuovo per la media dei controlli e si moltiplica per cento. La percentuale di filtrazione batterica è quindi sempre relativa a quella specifica serie di prova, non a un valore assoluto tabulato.
L’aerosol di prova e i sei stadi
Il dettaglio che decide tutto è la dimensione delle particelle. Il nebulizzatore deve produrre un aerosol la cui dimensione media di particella, misurata a contatto con l’impattore, resti a 3,0 micrometri con tre decimi di tolleranza. Quella media non è arbitraria: si calcola dai conteggi dei sei stadi dell’impattore, tarati su diametri di taglio di 7,00, 4,70, 3,30, 2,10, 1,10 e 0,65 micrometri, pesando ogni diametro per le colonie cadute su quel piatto.
Un batterio di Staphylococcus aureus misura meno di un micrometro, ma nella prova non viaggia nudo: viaggia dentro una gocciolina, e la gocciolina è ciò che il materiale intercetta. La prova ricostruisce quindi un bersaglio da tre micrometri, non da uno.
Perché la BFE non è filtrazione virale
Perché la sfida è un batterio e la dimensione di prova è quella. Un virione è due ordini di grandezza più piccolo di 3 micrometri, e una particella che passa nell’intervallo dove la filtrazione meccanica è meno efficace non viene contata da questo metodo. La domanda è talmente ricorrente che l’edizione 2025 di EN 14683 le dedica un punto di un annesso informativo, intitolato senza giri di parole al motivo per cui il documento prova il filtro con batteri invece che con virus.
C’è un secondo limite, e sta nell’oggetto della misura. Il provino è un rettangolo di materiale steso e serrato a tenuta: tutta l’aria che il conteggio vede ha attraversato le fibre, mentre su un viso una parte entra ed esce dai bordi senza incontrare niente. Per le mascherine rigide a conchiglia o a becco d’anatra il metodo può addirittura non essere applicabile, perché nell’impattore non si ottiene una tenuta corretta, e la norma chiede allora di ricorrere a un altro metodo equivalente.
Un terzo dettaglio ribalta il senso comune del numero. Salvo indicazione diversa, la prova si esegue con il lato interno della mascherina rivolto verso l’aerosol batterico, e la faccia esposta va scritta nel rapporto di prova insieme alla portata. La percentuale descrive quindi in primo luogo quanto il materiale trattiene di ciò che parte da chi la indossa, non di ciò che arriva da fuori, ed è coerente con lo scopo dichiarato dalla norma europea più che con il modo in cui la cifra viene letta di solito.
BFE e respirabilità, due numeri separati
Nessun valore di filtrazione basta da solo, perché la stessa densità di fibre che trattiene le particelle ostacola l’aria. Per questo la norma affianca alla BFE una seconda prova, la pressione differenziale, che non ha in comune con questa nemmeno un pezzo di apparecchio: niente aerosol biologico ma aria pulita, niente impattore ma un manometro differenziale, una piccola area circolare al posto dei 49 centimetri quadrati e una lettura mediata su più zone della stessa mascherina. Le due prove vanno superate entrambe, con limiti che cambiano da tipo a tipo.
BFE, PFE e i confronti che non tornano
Accanto alla BFE circolano altre due sigle. La PFE, efficienza di filtrazione particellare, usa particelle non biologiche e compare nella classificazione statunitense ASTM F2100, che la pretende accanto alla BFE; EN 14683 non la richiede. La VFE, efficienza di filtrazione virale, è una prova di laboratorio con un batteriofago come sfida e non è richiesta da nessuna delle due classificazioni delle mascherine mediche.
Mettere in fila numeri di prove diverse produce classifiche false. Uno studio che ha confrontato le due misure sugli stessi quattro campioni ha trovato la PFE sistematicamente più alta della BFE, da 1,33 a 4,64 punti percentuali, e ne ha individuato la causa nella distribuzione: le particelle sotto il micrometro erano solo il 6-15 per cento di quelle generate nella prova batterica, ma rappresentavano dal 75 al 90 per cento di quelle che riuscivano ad attraversare. Due percentuali vicine, ottenute con metodi diversi, non descrivono la stessa cosa.
