I rischi e l’esposizione dei lavoratorinell’industria metalmeccanica

coherence1999-2014

15 annisullefrontiere dellascienza

Patrizio Carrai

Cenni di lavorazioneIl settore metalmeccanico è

costituito da aziende artigianali o industriali con varie tipologie di lavorazione tra cui officine dove si lavora il metallo e altre dove si trasforma attraverso operazioni di fusione.

lavorazioniNel primo caso rientrano le

operazionidi:• saldatura;• smerigliatura;• taglio;• verniciatura;• tornitura;• fresatura;• stampaggio;•cesoiamento/

calandratura/foratura

operazioniAlcune operazioni dette

“plastiche” modificano la forma del metallo. Le machine per lavorazioni plastiche agiscono per “urti” (magli), o per pressioni continue (presse, laminatoi trafile). A seconda del modo con cui la deformazione si svolge nel tempo, si hanno processi stazionari (laminazione, trafilatura) o non stazionari (stiratura, stampaggio, ecc..). Le macchine maggiormente utilizzate in queste operazioni sono: troncatrici, mole, trapani, presse, rifilatrici.

RISCHI NELLE INDUSTRIE METALMECCANICHE

SALDATURA • Fumi

• Raggi UV e IR

MACCHINE e UTENSILI

• Infortuni

• Rumore e vibrazioni

• 80-90% ossidi metallici Fe, Mn, Ni, Cr e di carbonio.

• Ozono, gas nitrosi (irritanti).

• Effetti sulla cute: ustioni , eritemi, tumori della pelle.

• Problemi oculari: congiuntivite, cataratta

VERNICIATURA

• Tagli, schegge, corpuscoli, traumi.

• Uditivi eextrauditivie sindrome diRaynaund

fonderieNella seconda tipologia si

effettuano operazioni di fusione di metalli puri o di leghe come le acciaierie.

Nellefonderie si utilizzano forni a temperature elevate, oltre 800°C

metalli primari (Cu, Zn). Ottoni binari (Cu-Zn); Leghe Cu-Cr-Zn e Cu-Ni-P.

La fusione della carica solida avviene all’interno di forni elettrici ad induzione sia di tipo a crogiolo sia di tipo acanala.

Il metallo liquido viene trasferito, mediante canali, in forni di attesa e solidificato in placche e/o barre con l’utilizzo di una macchina di colata verticale costituita da una lingottiera (tubo di rame di grosso spessore) raffreddata esternamente ad acqua dove si ha il passaggio del metallo daliquidoasolido.

FUSIONE

Rischi fonderieNelle operazioni di fusione i rischi

maggiormente presenti sonomicroclima, temperatura elevata,infortuni derivanti da schizzi di

materiale incandescente,polverifini eultrafini.

rischi

Vista la varietà dei rischi, mi soffermosolo sull’esposizione relativaad alcuni particolari rischi come quello del rumore, polveri fini eultrafini.

Rischio rumore

importantifattori di rischio connessi all’utilizzo di macchine e utensili sono il rumore e le vibrazioni, presenti in particolare in prossimità di presse eccentriche, laminatoi,tronchettatrici, trapani e smerigliatrici.

Postazioni12 Camion posto guida 69,2

13 Rumore ambientale banco taglio 87,4

14 Postazione sagomatrice Plenet 20 91,3

15 Ufficio 75,8

16 Postazione saldatura esterna 75,8

17 Postazione mola esterna 75,8

18 Postazione utensili esterna 75,8

19 Postazione trapano esterna 75,8

20 Rumore fondo cantiere esterno 75,8

21 Postazione magazzino bobine esterno

75,8

22 Postazione magazzini reti elettrosaldate

75,8

esposizione

  LEx,8h(dB) Incertezza totale

Lavoratore A 88,3 0,6

Lavoratore B 84,6 0,6

Lavoratore C 84,4 0,6

Lavoratore D 83,7 0,6

Lavoratore E 83,2 0,6

Lavoratore F 88,6 0,7

Lavoratore G 85,2 0,7

Lavoratore H 87,9 0,7

Tabella 4- Livello di esposizione al rumore dei lavoratori nelle 8 ore lavorative.

rumore

macchine Valore min dBA Valore max dBA staffatrici 89 91 tagliatrici 91 94 troncatrice 83 86 trapano 80 82 Mola 84 87 sagomatrice 91 93

saldatura

composizione

Tra i costituenti dei fumi, alcuni, come gli ossidi di ferro, calcio quantitativamente prevalenti, sono meno dannosi per la salute; altri, quali il manganese, il cromo ed il nichel, sono nocivi anche se presenti in modesta quantità

Fumi di saldatura

I fumi sono composti da particelle dei materiali usati e contengono dall’80 al 90 % di ossidi metallici e ossido di carbonio. Ad esempio nella saldatura ad anidride carbonica si ha una maggiore produzione di monossido di carbonio che può causare mal di testa, vertigini, allucinazioni con astenia, paralisi, turbe cardiache, colore acceso della cute, coma, alterazioni cardiache mentre i fumi da ozono e gas nitrosi causano irritazione della faringe, laringe e trachea, complicazioni ai bronchi. Tra i costituenti dei fumi, alcuni, come gli ossidi di ferro, calcioquantitativamenteprevalenti, sono meno dannosi per la salute; altri, quali il manganese, il cromo ed il nichel, sono nocivi anche se presenti in modesta quantità

tossicità

l’azione tossica dei fumi di saldatura risulta più forte se i pezzi in saldatura risultano aver subitoprecedenti trattamenti di verniciaturao altro e a causa della composizione del metallo da saldare.

Iltipo e la quantità di inquinanti che si sviluppano durante tale operazione dipendono da diversi fattori, quali il tipo di saldatura e la percentuale di metalli pesanti presenti nei materiali saldati, il tempo di esposizione e le caratteristiche dell’ambiente di lavoro.

Polveri e fumi

Durantequeste operazionisi sviluppano polveri di varia dimensione, mentre nelle operazioni di saldatura si sviluppanofumicomposti da particelleultrafinie altresostanze che hanno azione irritante e tossica nell’organismo umano

Valutazione dei rischi

Polveri e metalli tossici

Per valutare l’esposizionedei lavoratori a polveriinalabili sonostati effettuati campionamenti personali e di centro ambiente con selettore IOMin zone dove si effettuavano operazioni disaldaturaed èstata effettuata un ulteriore analisi sui filtri delle polveri inalabiliperrilevare i metalli presenti nelle polveri stesse.

Polveri inalabili

 Zona

Quantitàpesatamg/m³

 Centro ambiente tra le due

saldature

 0.33

 punteggiatura

 

 2.65

 saldatura

 

 6.38

Metalli pesanti  OPERATORE CENTRO AMBIENTE  MIN MAX CromoTLV= 500µg/m3

1,9 5,4 1

 Nichel TLV= 1500µg/m3

1,3 2,4 0,4

 PiomboTLV= 50µg/m3

0,3 1,2 Nd

 ManganeseTLV= 200µg/m3

83,1 148,4 7,4

 RameTLV=200µg/m3

0,7 18,1 Nd

 FerroTLV=1000µg/m3

18,8 28,6

7,5

particelleultrafini

Le particelleultrafini(PUF) chesi possono sviluppare durante processi di lavorazione quali smerigliatura, taglio, lucidatura possono essere assorbite dal corpo umano per inalazione, ingestione e per via dermica,

lavia di esposizione più comune alle particelleaerodispersenegli ambienti di vita e di lavoro è quellainalatoria.

Leparticelle fini edultrafinipenetrano nell’apparato respiratorioe il particolato di dimensioni inferiore a 4 µm. raggiunge gli alveoli.

Saldatura senza aspirazione

Saldaturacon aspirazione

Fonderia ottone

fonderie

composizionedel particolato inalabile (valori di esposizione a metalli pesanti);le postazioni di campionamento sono state scelte in base alle zone vicino al forno a sale dove stazionano gli operatori

 

campione

 

 

zona

 

Rame

µg/m³

 

Cadmio

µg/m³

 

Zinco

µg/m³

 

Cromo

µg/m³

 

Piombo

µg/m³

Polveri

respirabili

Statico

Zona1

forno

operatore

0.34 ND 0.31 ND 0.04

Polveri

respirabili

Statico

Zona2

forno

operatore

0.62 ND 051 0.23 0.19

Polveri

inalabili

Statico iom

Zona3

forno

operatore

0.34 ND 0.22 0.16 0.04

Polveri

inalabili

Statico iom

Zona4

forno

operatore

0.83 ND 0.53 ND 0.05

Polveriultrafini

Per questa misuraè statoutilizzato lo strumento FastMobilityParticleSizerTMSpectrometer(modello 3091 FMPS,TSI,Shoreview, MN,USA, strumentocon elevato potere risolutivo dimensionale e temporale che permette di campionare, conteggiare e fornire la distribuzione dimensionale di particelle con dimensioni da 5,6 a 560 nm.Con campionamento che avvieneogni secondo.

Studi epidemiologici

Gli studi epidemiologici su lavoratori esposti a particelle fini e PUF hanno riportato decrementi nella funzione polmonare, sintomi respiratori negativi, patologie ostruttive croniche e fibrosi. Inoltre, alcuni studi hanno riscontrato aumento di incidenza di cancro polmonare tra i lavoratori esposti a PUF emessi dai diesel o da fumi di saldatura.

PUF

E’ stata studiata anche l’evoluzione temporale di particelle sub-micrometriche (6-523 nm) ed in particolare è stato monitorizzato il comportamento delle particelle nel modo di nucleazione (6-16 nm) ed il relativo diametro medio geometrico (GMD) prima, durante e dopo le operazioni di saldatura

molatura

14.41.16 14.45.36 14.49.55 14.54.14 14.58.330.00E+00

1.00E+06

2.00E+06

3.00E+06

4.00E+06

5.00E+06

6.00E+06

7.00E+06

8.00E+06

9.00E+06

1.00E+07

Dispersione nanoparticelle: mola interna alla cisterna

6-523 nm

6-16 nm

Linear (6-16 nm)

19-523 nm

Tempo

Par

tice

lle/

cm3

Andamento delle particelle totali, fini e delle PUF nell’area della fornacedurante le operazioni di colata dello zinco.

1.0

10.0

100.0

1000.0

10000.0

100000.0

1000000.0

12.14.24 12.28.48 12.43.12 12.57.36 13.12.00 13.26.24 13.40.48 13.55.12 14.09.36 14.24.00

Par

tice

lle

(# c

m-3

)

Tempo

Conc Tot

(6-16 nm)

(19-523 nm)

saldatura

1.0E+00

1.0E+01

1.0E+02

1.0E+03

1.0E+04

1.0E+05

1.0E+06

1.0E+07

1.0E+08

15.28.48 15.36.00 15.43.12 15.50.24 15.57.36 16.04.48

Time (hh.mm.ss)

Par

ticle

s (#

cm

-3)

6-523 nm

6-16 nm

19-523 nm

5.610244287

178365560

Stabilimento Costruire Lucca - Zona SaldaturadN/dlogDp (#/cm³)

Par

ticle

Siz

e (n

m)

0 6e4 1.2e5 1.8e5 2.4e5 3e5 3.6e5 4.2e5 4.8e5 5.72e5

15

10

15.41.13 16.01.16

Time

CH1 CH2

a)

b)

c)

discussione

La Figuramostral’andamento delle PUF durante operazioni di saldatura con l’utilizzo di un aspiratore (a) e durante operazioni di taglio con fiamma ad acetilene-ossigeno (T 1200°C) con (b) e senza (c) aspiratore. L’utilizzo di un aspiratore, in ambedue le operazioni, abbatte notevolmente l’emissione diPUF.

Nel caso in questione, è interessante la violenta emissione durante la fase di taglio senza l’utilizzo dell’aspirazione (c) : le PUF hanno un picco notevole, specie quelle a granulometria 6-16 nanometri (max. 5×106 particelle cm-3), che hanno poi una evoluzione diversa. Infatti, le particelle tra 6-16 nanometri tendono a ritornare a valori costanti sebbene con distribuzione diversa, mentre aumenta il numero di particelle tra 19-523 nm per i processi di nucleazione

conclusioni

Queste esperienze fatte in alcune ditte metalmeccaniche hanno mostrato sperimentalmente che rischi di tipologia recente come quella dellenanoparticellee PUF è molto evidente

La ricerca di nuovi metodi di campionamento dovrà indirizzare verso più specifiche analisi dell’esposizione dei lavoratori

Grazie dell’attenzione vi saluto col mio gatto quantistico che ama stare nelle scatole