17 OTT

INAIL nanomateriali e materiali innovativi: affrontare al meglio i rischi

Il documento tratta la sorveglianza, caratterizzazione e controllo dei rischi legati ai nanomateriali e materiali avanzati

Il nuovo documento informativo fornito dall'Istituto Nazionale per l'Assicurazione contro gli Infortuni sul Lavoro (INAIL) presenta dettagli relativi al controllo, alla caratterizzazione e alla gestione delle potenziali minacce associate all'impiego dei nanomateriali e dei nuovi materiali avanzati. Un approfondimento sull'approccio di prevenzione, l'esposizione e il trattamento delle situazioni a rischio.

Le nanotecnologie hanno sperimentato una crescita vertiginosa negli ultimi anni, la fabbricazione e la diffusione di tali nanomateriali (NM) hanno messo in luce anche "potenziali effetti dannosi per la salute umana e l'ecosistema".
Le medesime caratteristiche chimico-fisiche e la reattività superficiale che ne migliorano le prestazioni possono, d'altro canto, incidere sulla tossicità dei NM, configurando pertanto una minaccia emergente, specialmente per i lavoratori esposti alle diverse fasi del loro ciclo di vita".

Il documento, elaborato da F. Boccuni, R. Ferrante e F. Tombolini (INAIL, DIMEILA), C. Natale (Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia) e F. Sebastiani (Università La Sapienza di Roma), rammenta che nel 2022 la Commissione Europea ha rinnovato la definizione di nanomateriale, ora inteso come: "un materiale naturale, derivato o prodotto, composto da particelle solide separate o come particelle identificabili costituenti aggregati o ammassi, in cui il 50% o più delle particelle nella distribuzione dimensionale numerica soddisfa almeno una delle seguenti condizioni:

• Una o più dimensioni esterne delle particelle si collocano nell'intervallo da 1 a 100 nm;
• La particella ha una forma allungata - bastoncino, fibra o tubo - e le sue due dimensioni esterne sono inferiori a 1 nm, mentre l'altra dimensione è superiore a 100 nm;
• La particella è a forma di lamina e una delle dimensioni esterne è inferiore a 1 nm mentre le altre dimensioni sono superiori a 100 nm".

Occorre precisare che attualmente i NM "sono inclusi nella più ampia categoria dei materiali avanzati (AdMa), intesi come materiali progettati con criterio per possedere nuove o migliorate proprietà e/o caratteristiche strutturali mirate o amplificate".

INAIL nanomateriali e materiali innovativi: approccio preventivo per uilizzo sicuro e sostenibile

Nel contesto della prevenzione e della gestione del rischio derivante dall'esposizione ai nanomateriali, si evidenzia l'incertezza persistente riguardo gli effetti sulla salute connessi alle dimensioni dei NM. In attesa della definizione dei valori limite di esposizione professionale (VLEP) per la valutazione del rischio, le indicazioni convergono verso l'adozione di una strategia preventiva volta a garantire un uso sicuro e sostenibile nei contesti lavorativi.

In questo contesto, l'ente statunitense Niosh ha introdotto il concetto di "Prevention-through-design" (PTD), un approccio che integra i principi di prevenzione e mitigazione del rischio nella fase di progettazione di qualsiasi nuovo prodotto. I criteri PTD possono essere applicati iterativamente per progettare in modo sicuro nanomateriali e materiali avanzati, ottimizzando i processi di sintesi e utilizzo al fine di minimizzare i rischi associati.

In particolare, questa strategia si basa sull'applicazione della gerarchia dei controlli tradizionale, che include:

• Eliminazione, sostituzione o modifica dei fattori di rischio;
• Utilizzo di processi ingegneristici per minimizzare o eliminare l'esposizione;
• Attuazione di controlli amministrativi per limitare la quantità o la durata dell'esposizione;
• Uso di dispositivi di protezione collettiva e/o dispositivi di protezione individuale (DPI).

L'adozione di misure di controllo a un livello più elevato all'interno di questa gerarchia aumenta il valore complessivo del PTD. Di conseguenza, la possibilità di ridurre al minimo il rischio di infortuni e malattie professionali può portare a una mitigazione dei costi associati e all'incremento dei benefici per le imprese.

INAIL nanomateriali e materiali innovativi: la profilazione dell'esposizione

Un aspetto cruciale nell'attuazione dell'approccio "Prevention-through-design" (PTD) è la caratterizzazione dell'esposizione.
Nel caso dei nanomateriali, è importante notare che l'utilizzo esclusivo della concentrazione in massa, comunemente impiegata per definire i valori limite di esposizione professionale (VLEP), potrebbe non essere sufficiente. È fondamentale integrarla con misure di altri parametri, quali la concentrazione in numero (PNC), l'area superficiale di deposizione polmonare (LDSA), la distribuzione dimensionale (SD) e il diametro medio (Davg) delle particelle. La metodologia di caratterizzazione dell'esposizione dei lavoratori durante la produzione e l'utilizzo dei nanomateriali, sviluppata da Inail-Dimeila, segue le linee guida dell'OCSE e dell'ISO e propone una strategia multimetrica per livelli successivi di indagine.

Esistono 3 livelli, di seguito:

•  Livello 1: Inizialmente, si raccoglie informazione attraverso una scheda contenente i dati forniti dal produttore sul processo o il materiale da valutare. Questo livello comprende una visita ai luoghi di lavoro per identificare le strutture, le attrezzature, i sistemi di ventilazione/ricambio dell'aria, le fasi di produzione, gli orari di lavoro e i dispositivi di protezione. Un campione di prova dei materiali prodotti può essere fornito per effettuare prove sperimentali e simulazioni in laboratorio. In questa fase, si raccomanda l'uso di strumenti di analisi qualitativa del rischio basati su tecniche di control banding (ad esempio, secondo la ISO/TS 12901-2:2014);
• Livello 2: Se il risultato del primo livello non esclude il rilascio di nanomateriali, si procede al livello 2, che comporta misure del PNC con dispositivi portatili in tempo reale e campionamenti integrati nel tempo dei nanomateriali durante i processi di lavoro. Questi campioni vengono successivamente analizzati tramite microscopia elettronica. Un ulteriore livello di analisi è necessario se la differenza di PNC risultante tra la produzione e il background supera tre volte la deviazione standard del background stesso e/o quando l'analisi offline indica la presenza di nano-oggetti aerodispersi;
• Livello 3: In questo terzo livello, tutte le tecniche disponibili, compreso il campionamento nella zona di respirazione personale (PBZ) degli operatori, si integrano per fornire un'analisi dettagliata e la quantificazione dell'esposizione. Si utilizzano strumenti ad alta frequenza come i contatori di particelle a condensazione o a carica diffusa per misurare il PNC, il Davg e il LDSA (solitamente la frazione alveolare), misuratori di particelle ottici, aerodinamici o basati sulla mobilità elettrica per ottenere le SD dei nanomateriali. L'integrazione di analisi offline chimiche, gravimetriche e morfologiche permette di caratterizzare i nano-oggetti aerodispersi e confermare l'efficace mitigazione dell'esposizione.

I risultati delle misure di esposizione personali e ambientali nei luoghi di lavoro possono anche contribuire a migliorare l'analisi qualitativa del rischio attraverso il control banding. Infine, l'integrazione di questi dati con il biomonitoraggio dei lavoratori esposti può fornire indicazioni sugli effetti correlati a una specifica condizione di esposizione.

Vi invitiamo a visionare il documento direttamento dal sito INAIL, cliccando qui.

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