Arbeitssicherheit präsentationen it

Piattaforma educativa per micro e nanotecnologie ideata
per scuole medie, professionali e istituti tecnici

Modulo "Lavorare in maniera sicura con i
nanomateriali"

Data: Luglio 2012

Autore: Helmut Elbert

Swiss Nano-Cube
Lerchenfeldstrasse 5, 9014 St.Gallen
Tel. +41 (0) 71 274 72 66, info@swissnanocube.ch
www.swissnanocube.ch

Tutela della salute
nell'uso dei nanomateriali

Suddivisione

 Nanomateriali e protezione sul lavoro:
concetti importanti (parte I)

 Vie di assorbimento nell'uomo (parte II)

 Misure di protezione preventive (parte III)

© 2012 - Swiss Nano-Cube 2

Nanomateriali e tutela della salute

Termini e definizioni
 I nanomateriali sono materiali prodotti appositamente che
a) presentano una, due o tre dimensioni in scala nanometrica* in (nano-oggetti)
b) oppure la cui composizione interna o esterna presenta strutture in nanoscala
(materiali nanostrutturati).

 Nano-oggetti con 3 misure esterne (= dimensioni) in scala nanometrica vengono
denominati nanoparticelle.

 Per la protezione sul lavoro sono rilevanti in particolare polveri che contengono
nanoparticelle granulari o nano-oggetti fibrosi (nanofibre, nanotubi, nanofilo)
enthalten.

 Le nanoparticelle possono unirsi per effetto di forze di legame forti o deboli,
formando aggregati o agglomerati.

* nanoscala = dimensioni tra 1 e 100 nanometri (abbreviazione nm)


Delimitazione: nanopolveri di polveri sottili e ultrasottili
 "Nanopolveri" sono polveri che contengono nanoparticelle granulari
oppure nano-oggetti fibrosi (nanofibre, nanotubi, nanofilo) nell'ordine 0,001 μm
di grandezza da 1 a 100 nm. ( = 1 nm)

 "Polveri ultrasottili" contengono anch'esse particelle nell'ordine di
grandezza da 1 a 100 nm. Esse tuttavia, diversamente dalle
nanopolveri si formano in maniera accidentale, ad esempio con
processi termici (tra l'altro processi di saldatura) o lavorazione 0,1 μm
Nanopolvere
meccanica di materiali. + polvere
ultrasottile

 Per il termine "polvere sottile" vi sono diverse definizioni. Il termine
"polvere sottile" è stato sostituito nella protezione sul lavoro dal
termine "frazione di polvere alveolare" ("polvere A" sta per la frazione
massica delle particelle inalabili che penetra negli alveoli).
5 μm
Polvere sottile


Differenza dei termini: Nanoparticelle e polveri ultrasottili (1)

Polveri ultrasottili (dimensione particellare da 1 a
100 nm) ...

 non vengono prodotte in modo mirato; si formano come
sottoprodotto nei processi (termici).

 vengono causate dall'uomo.
Esempi: lavorazione del metallo, motori a combustione,
riscaldamenti

 provengono da fonti naturali.
Esempi: cenere vulcanica, incendi boschivi, cicloni

 sono costituite da una miscela complessa di sostanze chimiche
(metalli, idrocarburi, materiali inerti, ecc.)


Differenza dei termini: Nanoparticelle e polveri ultrasottili (2)

Nanoparticelle (dimensione particellare da 1 a 100
nm) ...
 vengono prodotte in modo mirato.

 hanno particolari proprietà e funzioni a causa delle dimensioni
nanometriche. Hanno ad esempio un altro colore rispetto allo
stesso materiale nella microforma (ad es. oro) o sono molto più
reattive (ferro piroforico).

 possono unirsi per effetto di forze di legame forti o deboli,
formando aggregati o agglomerati.

 Esempi: fuliggine di origine industriale, biossido di titanio, ossido
di zinco, nanotubi di carbonio (CNT)


Visione d’insieme: Nanomateriali e loro classificazione (in base
alla definizione ISO, Comitato tecnico 229)

Nanomateriali

Nano-oggetti Materiali nanostrutturati

Materiale con 3 Materiale con 2 Materiale con 1
Nanocomposito
dimensioni tra dimensioni tra 1 dimensione tra
1 e 100 nm e 100 nm 1 e 100 nm

Nano-oggetti Nanoparticelle
Nanoparticelle fibrosi /
(nanofibre, Nanopiastrine nanobastoncini
(granulari) nel composito
nanotubi, nanofilo)

Esempio Esempio Es.: Ossido di Es.: Bastoncini di
2
nanopart. nanofibra cerio chitina integrati in SiO2
inorganica inorganica

Particolare rilevanza per la
protezione sul lavoro


Visione d’insieme: Nano-oggetti e la loro classificazione
Nano-oggetti

Materiale con 3 Materiale con 2 Materiale con 1
dimensioni tra 1 e dimensioni tra 1 e dimensioni tra 1 e
100 nm 100 nm 100 nm

Nano-oggetti
Nanoparticelle fibrosi (nanofibre,
(granulari) nanotubi, nanofilo) Nanopiastrine

Es. nanoparticelle inorg. Es. nanofibre Es.: Ossido di cerio
inorganiche

Particolare importanza per
la protezione sul lavoro

Nanopolveri, polveri sottili e ultrasottili
Che cosa significa polvere sottile?
Luogo di attacco Sostanza inquinante
atmosferica La polvere è un componente naturale
Rino- 5-10 µm dell'aria e quindi è onnipresente. A
faringe seconda delle dimensioni delle particelle di
Trachea 3-5 µm polvere si parla di polvere sottile o
ultrasottile.
Bronchi 2-3 µm
Polvere sottile PM10, più piccola di 10
Bronchioli 1-2 µm micrometri, raggiunge il tratto superiore del
polmone.
Alveoli 0,1-1 µm
("sacche
d'aria nei polmoni")
Polvere sottile PM2,5, più piccola di 2,5
µm, penetra in profondità nelle vie
respiratorie fino ai bronchioli.

Polvere ultrasottile PM0,1 più piccola di
0,1 µm, è in grado di penetrare perfino
negli alveoli polmonari.



Materiali / Particelle e loro dimensioni in μm

Molecole Globuli
Fullerene C60 Virus Batteri Pollini
grandi rossi Diametro capello

0,001 μm 0,01 μm 0,1 μm 1 μm 10 μm 100 μm
( = 1 nm)
polvere inalabile

polvere penetrabile negli
nanoparticelle / alveoli "polvere sottile"
aerosol ultrasottili


Nanoparticelle e aerosol ultrasottili sono dappertutto. . . alcuni
esempi pratici (10 - 100 nm)

Luogo della misurazione Numero di particelle per
cm3 di aria
locali chiusi 1.000 – 10.000

posti di lavoro industriali 5.000 – 100.000

strade molto trafficate fino a 100.000

vicino al forno di un panificio fino a 640.000
nel fumo di sigaretta fino a 1.000.000

nei gas di scarico dei motori fino a 10 miliardi
diesel


Potenziali pericoli per la salute dovuti alle nanoparticelle
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Risultato: i nanoprodotti possono anche essere pericolosi - finora se ne sa (ancora) troppo
poco. Per questo viene consigliato di agire con prudenza.

Vie di assorbimento nell'uomo

Visione d’insieme: Vie di assorbimento delle nanoparticelle nell'uomo

per inalazione* = attraverso le vie
respiratorie e i polmoni
per ingestione* = attraverso
stomaco / intestino
per via dermica*= attraverso la cute

*più combinazione(i) delle tre vie di assorbimento = nanoparticelle


Nanoparticelle: assorbimento attraverso le vie respiratorie e i polmoni
(= per inalazione)

 Le nanoparticelle vengono prevalentemente
assorbite attraverso le vie respiratorie.

Faringe
 Le nanoparticelle inalate hanno la capacità di
Cavità
penetrare nei tessuti. Esse possono quindi orale
giungere attraverso gli alveoli (= sacche d'aria dei Laringe
polmoni) direttamente nella circolazione Trachea

sanguigna e da qui negli organi bersaglio Pleura
(pleura
secondari (ad es. i reni). Grossi bronchi viscerale)

Medi bronchi
 Il polmone è l'organo più critico per Cavità pleurica nei
Bronchioli quali il polmone si
l'assorbimento delle nanoparticelle nel corpo. dilata durante
l'inspirazione

 In sperimentazioni sugli animali è stato dimostrato Diaframma

che le nanoparticelle assorbite attraverso la
mucosa olfattiva possono arrivare fino al cervello.


Assorbimento attraverso lo stomaco / intestino (per ingestione)

 Le nanoparticelle possono anche essere assorbite
attraverso le mucose del tratto gastro-intestinale.

 Anche qui vale il principio per cui: più piccole sono le
particelle, maggiore è la probabilità che si possa
Esofago (8)
verificare un deposito delle particelle assorbite in
determinati tessuti e organici, con conseguente Fegato (1)

danneggiamento degli stessi. Parte iniziale del dotto biliare (2) Stomaco (6)
Cistifellea (3)
Parte finale del dotto biliare (5)
Duodeno (4) Pancreas (7)
 Se il funzionamento della barriera intestinale
è compromesso da patologie infiammatorie, le
velocità di trasporto possono essere maggiori rispetto
ad un intestino sano.


Assorbimento per via cutanea (= per via dermica)

 Il rischio per la salute di un assorbimento
delle nanoparticelle sotto forma di polveri
attraverso la cute al momento viene Peli

considerato ridotto.
Apertura di una
ghiandola sudorifera

Vasi sanguigni
 La cute sana sembra essere una barriera
Ghiandola
efficace contro la penetrazione delle sebacea

nanoparticelle. Muscolo
piloerettore

Fibra nervosa

Ghiandola sudorifera
merocrina



Un possibile assorbimento di nanomateriali nel corpo umano
dipende da come questi si presentano nell'ambiente circostante:
Rischio relativo all'assorbimento
Nanomateriali Esempio pratico
senza misure di protezione
 Nanoparticelle libere
Lavorare con
(incl. agglomerati e aggregati) grande
nanoparticelle in
forma di polvere

 Nanoparticelle legate in Nanoparticelle come
un'altra sostanza rinforzo nelle materie moderato / ridotto
plastiche


Nanoparticelle distribuite in un Applicazioni spray,
liquido (sospensione) mescolamento grande
intenso, ecc.


Misure di protezione preventive
Il "Modello STOP"

Sostituzione: Sostituire le sostanze pericolose per la salute
con sostanze meno dannose.

Tecnica: (= protezione collettiva): Per raccogliere, delimitare e
allontanare gas, vapori e polveri pericolosi.

Organizzazione: ad es. ridurre al minimo i tempi di
esposizione, limitare l'accesso, ecc.

Protezione personale: (protezione individuale):
ad es. usando un equipaggiamento personale di
protezione



Sostituzione
= le sostanze pericolose per la salute vengono
sostituite con sostanze meno dannose.

Esempi:
 Sostituzione di preparati di nanoparticelle in
polvere con quelli che contengono nanoparticelle
legate e quindi rendono difficile un loro rilascio
(dispersioni, paste, granulati, composti, ecc.)
 Sostituzione di applicazioni a spruzzo con
procedimenti poveri di aerosol (spalmatura,
immersione).



Tecnica
(= protezione collettiva)
 Usare apparecchiature e sistemi di trasferimento dei
materiali chiusi
 Aspirare polvere o aerosol direttamente alla fonte
 Predisposizione di aerazione del locale e sistema di
filtro dell'aria di scarico (filtro HEPA H14), nessun
ricircolo dell'aria di scarico
 Separazione delle zone di lavoro (locali separati) e
adeguamento dell'aerazione dei locali (leggera
depressione)
 Pulizia solo mediante aspirazione con apparecchi
idonei o panni umidi, nessun getto d'aria



Organizzare le misure di protezione
Esempi:

 Minimizzare il tempo di esposizione

 Minimizzare il numero di persone esposte

 Evitare la formazione di polveri o aerosol

 Limitare l'accesso

 Istruire il personale in merito ai pericoli e alle misure di
protezione (manuali di istruzione)



Protezione personale (= protezione
individuale)
Queste misure sono necessarie quando non si può escludere la
formazione di aerosol e/o il contatto cutaneo con accorgimenti tecnici.

 Apparecchi filtranti di protezione delle vie respiratorie (minimo filtro tipo
FFP2 secondo SUVA)

 Guanti di protezione (in caso di guanti monouso si consiglia di
sovrapporre 2 guanti)

 Occhiali di protezione chiusi e ben aderenti

 Indumenti di protezione con cappuccio (stoffa non tessuto)

 Misure di igiene del lavoro (vedere slide 11 e 12)



Protezione personale (1/7)
Protezione degli occhi:

 Indossare almeno un paio di occhiali di protezione
ben chiusi (ad es. occhiali a mascherina)

 Le maschere intere offrono una protezione
migliore:
 avvolgono tutto il viso
 proteggono contemporaneamente anche gli
occhi
 in seguito alla migliore ermetizzazione tra viso
e maschera si ottiene contemporaneamente un
migliore fattore di protezione nominale (delle
vie respiratorie).



Protezione delle vie respiratorie:
 Se non è possibile impedire il rilascio di
nanoparticelle (come polvere o aerosol), oltre agli
accorgimenti tecnici (vedi punto correlato)
indossare una maschera di protezione (minimo semi
maschera, classe di filtro 3; essa avvolge bocca,
naso e mento).

Semi maschera filtrante Semi maschera Maschera intera
Solo monouso Per filtri sostituibili fino a Per filtri sostituibili fino a
300 g di peso 500 g di peso

 Controllare l'adesione della maschera in particolare
per chi ha la barba.



Guanti (protezione cutanea)
 È molto importante indossare e rimuovere con
attenzione il guanto e sovrapporlo alla tuta di
protezione.

 In caso di contatto diretto con nanoparticelle (solide,
liquide o in polvere)
− indossare se possibile due strati di guanti
sovrapposti (ad es. lattice + guanto chimico) oppure
− indossare due guanti monouso sovrapposti; in tal
caso scegliere il materiale del guanto in base agli
agenti chimici da trattare.

 L'uso corretto del guanto è più importante del tempo di
penetrazione del materiale del guanto per le
nanoparticelle.


Scarpe / Stivali (protezione cutanea):
attenzione le scarpe / gli stivali e sovrapporle
alla tuta di protezione.




Indumento di protezione (protezione cutanea):

 Utilizzare capi di protezione a maniche lunghe in
materiale di membrana (tessuto non tessuto o non-
woven, ad es. Tyvek®) con cappuccio; evitare tessuti
tessili

attenzione il guanto e sovrapporlo alla tuta di
protezione

 Allo stesso modo è importante indossare e rimuovere
correttamente l'indumento di protezione (vedere video:
http://www.youtube.com/watch?v=qPWKHhmGqYc)



Misure generali di igiene del lavoro:

 Evitare condizioni di lavoro nocive per la salute

 Creare condizioni di lavoro salutari

 Oggetto dell'igiene del lavoro: Tutti i fattori di disturbo
sul luogo di lavoro (ad es. sostanze pericolose)



Misure igieniche:

 misure tecniche e di medicina del lavoro per ridurre le
contaminazioni da parte di sostanze e strumenti di
lavoro

 luoghi di lavoro, apparecchiature e indumenti puliti,
custodia protetta degli indumenti non utilizzati in
ambito professionale (= capi da usare all'esterno)

 misure di igiene personale inclusa protezione e cura
della cute (mezzi e strumenti di lavaggio idonei, ecc.)

 particolari misure di protezione in caso di attività con
sostanze pericolose.



Che cos'è?!?
COSÌ PICCOLO,
COSÌ BELLO...

NANO
MATERIALE
…E
SFACCIATO
!

RISULTATO:
I risultati delle analisi finora effettuate sul tema della protezione sul lavoro e
della tutela della salute con l'uso dei nanomateriali evidenziano che le misure
di protezione convenzionalmente in uso contro le polveri sono efficaci anche
contro le nanoparticelle.


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