Sicurezza nel Laboratorio:
Agenti Fisici
a cura di:
Manuel Fernández
Servizio Prevenzione e Protezione
Università del Salento
Titolo VIII, Capo I del D. Lgs. 81/2008
Agenti fisici: Definizione e obblighi del datore di lavoro
Art. 180, comma 1: Ai fini del presente decreto legislativo per agenti fisici si intendono il rumore,
gli ultrasuoni, gli infrasuoni, le vibrazioni meccaniche, i campi elettromagnetici, le radiazioni
ottiche di origine artificiale, il microclima e le atmosfere iperbariche che possono comportare
rischi per la salute e la sicurezza dei lavoratori;
Art. 181, comma 1: Nell’ambito della valutazione di cui all’articolo 28, il datore di lavoro valuta
tutti i rischi derivanti da esposizione ad agenti fisici in modo da identificare e adottare le
opportune misure di prevenzione e protezione con particolare riferimento alle norme di buona
tecnica ed alle buone prassi;
Art. 181, comma 2: La valutazione dei rischi derivanti da esposizioni ad agenti fisici è
programmata ed effettuata, con cadenza almeno quadriennale, da personale qualificato
nell’ambito del servizio di prevenzione e protezione in possesso di specifiche conoscenze in
materia. La valutazione dei rischi è aggiornata ogni qual volta si verifichino mutamenti
che potrebbero renderla obsoleta, ovvero, quando i risultati della sorveglianza sanitaria rendano
necessaria la sua revisione. I dati ottenuti dalla valutazione, misurazione e calcolo dei livelli di
esposizione costituiscono parte integrante del documento di valutazione del rischio;
Art. 181, comma 3: Il datore di lavoro nella valutazione dei rischi precisa quali misure di
prevenzione e protezione devono essere adottate. La valutazione dei rischi è riportata sul
documento di valutazione di cui all’articolo 28, essa può includere una giustificazione del datore
di lavoro secondo cui la natura e l’entità dei rischi non rendono necessaria una valutazione dei
rischi più dettagliata.
Titolo VIII, Capo II del D. Lgs. 81/2008
RUMORE:
AGENTI FISICI
“Protezione dei lavoratori dai rischi di esposizione ai
rumore durante il lavoro”
Suono e rumore: Frequenza di un suono
Che cos’è il suono?
Il suono è ogni variazione di pressione che l’orecchio
umano può udire.
Il numero di variazioni di pressione per secondo che
avvengono è chiamata la frequenza del suono ed è
misurata in Hertz (Hz). La frequenza del suono di una
sorgente acustica stabilisce il suo tono distintivo.
I suoni che l’orecchio umano può percepire sono compresi
tra le frequenze di 20 Hz e di 20 kHz. Se il tono ha una
frequenza alta è detto acuto, mentre se è bassa il tono è
grave. I suoni al di sotto di 20 Hz sono detti infrasuoni,
mentre quelli superiori a 20 kHz sono gli ultrasuoni.
Un suono che ha solo una frequenza è detto tono puro. Un suono armonico come ad
esempio quello di uno strumento musicale è costituito dalla sovrapposizione di toni puri.
Tuttavia, la maggior parte dei suoni che incontriamo in natura sono costituiti da una
miscela ampia di frequenze rapidamente variabili nel tempo; tali suoni costituiscono una
banda di rumore. Il rumore è detto bianco se si distribuisce uniformemente su tutte le
frequenze comprese tra 20 Hz e 20 kHz.
Ampiezza di un suono: il dB
Un’altra grandezza fisica che caratterizza il suono è l’ampiezza delle fluttuazioni di
pressione. Il suono più debole che può percepire l’orecchio umano (soglia di percezione)
è di ca. p0 = 20 mPa = 0.00002 Pa, mentre la soglia del dolore dell’orecchio umano è di
200 Pa.
Si comprende che su una scala cosi ampia (8 ordini di grandezza) sia molto difficile
fare dei ragionamenti. Per tale motivo si preferisce utilizzare una nuova scala: il
decibel (dB).
Il decibel in realtà non è un unità assoluta di misura, ma confronta il livello misurato
con un altro valore di riferimento. La scala del dB è una scala logaritmica e usa come
valore di riferimento la soglia di percezione. A tale suono corrisponde un valore di
0 dB. Ad ogni fattore 10 di crescita della pressione sonora p corrisponde una somma di
20 dB alla scala dei dB. In questo modo:
a 20 mPa corrispondono 0 dB
a 200 mPa corrispondono 20 dB
a 2000 mPa corrispondono 40 dB, e cosi via.
Ampiezza (dB ) 20log10
p
p0
La soglia del dolore corrisponde a 140 dB.
L’uso della scala logaritmica per la determinazione dell’ampiezza sonora è giustificato
dal fatto che la percezione dell’orecchio riesce a discriminare suoni con differenza di
3 dB a qualunque valore effettivo della pressione sonora.
Sorgenti tipiche di rumore – Scala in dB
Sorgente
dB
Fruscio di foglie
10 - 20
Conversazione
40
Voce umana a toni elevati
50-60
TV ad alto volume
70
Macchine tessili
90
Sega circolare
100
Martello pneumatico
120
Aereo in decollo
140
Percezione del suono e curve di ponderazione
La percezione dipende da molti
fattori complessi, tra i quali il
fatto che l’orecchio non ha la
stessa sensibilità a tutte le
frequenze; esso è più sensibile a
quelle comprese tra 2 e 5 kHz.
Questa differenza di sensibilità
è più significativa a bassi livelli
sonori.
Per questi motivi si utilizzano le curve di ponderazione A, B e C tarate alla
frequenza di 1 kHz per 40, 60 e 80 dB (phon) rispettivamente. In tali casi
l’ampiezza si indica in dB(A), dB(B) e dB(C), per tener in conto questo fattore.
Esposizione professionale
Per valutare l’esposizione professionale di un
lavoratore al rumore si introduce il concetto di livello
equivalente (LeqA) nell’arco di una giornata di 8 ore.
Esso rappresenta il valor medio, espresso in dB(A),
della pressione sonora in tale periodo di tempo.
Tuttavia, poiché il dB è una scala logaritmica,
un’esposizione di breve durata (15 min.) a livelli elevati
(ad es. 90 dB(A)) contribuisce già da sola ad innalzare
il valore del livello equivalente (LeqA ≥ 75 dB(A)).
È questo il motivo per cui risulta indispensabile indossare sempre i DPI (cuffie o inserti)
in modo adeguato negli ambienti rumorosi.
Si osserva che:
o
o
Un dimezzamento nel tempo di esposizione porta ad un abbassamento di soli 3 dB nel
livello equivalente;
L’esposizione a due sorgenti acustiche, a parità di altre condizioni (ampiezza, distanza,
orientamento, ecc.), porta ad un innalzamento di 3 dB del livello equivalente, rispetto
alla singola sorgente.
Effetti del rumore sull’udito
Per esposizione a rumori
eccezionalmente intensi (> 120 – 130 dB)
si può avere la lesione del timpano che
portano alla sordità immediata;
Per esposizioni superiori a 80 dB si ha
una perdita della sensibilità. Essa è:
Temporanea, se l’esposizione è
occasionale e di breve durata e intensità.
In queste condizioni l’orecchio ha la
capacità di recupero funzionale completo.
Permanente, con un innalzamento della
soglia di percezione se l’esposizione è
cumulativa nel tempo, di durata e
intensità notevole. L’effetto è maggiore
sui toni acuti (alte frequenze).
Frequenza (kHz)
Livelli di azione e livelli di esposizione
Il D. Lgs. 81/2008 prevede i seguenti limiti di rumore per il livello equivalente e per il
livello acustico di picco (Lpeak, valore impulsivo che non deve essere mai superato
durante le lavorazioni):
Valore inferiore d’azione: Leq = 80 dB(A), Lpeak = 135 dB(C). Se tale livello viene
oltrepassato il datore di lavoro ha l’obbligo
Valore superiore d’azione: Leq = 85 dB(A), Lpeak = 137 dB(C). Se tale livello è
superato il datore di lavoro:
Di mettere a disposizione dei lavoratori dispositivi di protezione individuali (DPI) dell’udito;
Di informarli e formarli sui rischi provenienti dall’esposizione al rumore.
Elabora ed applica un programma di misure tecniche per ridurre l’esposizione al rumore;
Fa tutto il possibile per assicurarsi che vengano utilizzati i DPI;
Segnala, delimita e restringe l’accesso alle aree interessate;
Sottopone i lavoratori a sorveglianza sanitaria.
Limite di esposizione: Leq = 87 dB(A) Lpeak = 140 dB(C), valutati con i DPI
indossati. Se uno di essi viene superato il datore di lavoro:
Adotta misure immediate per riportare l’esposizione ad di sotto di tale valore;
Individua le cause di esposizione eccessiva;
Modifica le misure di prevenzione e protezione per evitare che la situazione si ripeta.
Sorgenti di rumore
Tra le sorgenti di rumore principali che si possono
trovare nei dipartimenti biologici vi sono:
Attrezzature di botanica e giardinaggio
(motopompe, motozappe, biotrituratori,
trattori);
Sonicatori, frigoriferi e congelatori;
Impianti di ricambio dell’aria dei laboratori.
Tuttavia, solo per le attrezzature da giardinaggio è
presumibile il raggiungimento dei valori d’azione
professionali.
Fisiologia dell’orecchio
Schema anatomico dell’udito:
1.
Condotto uditivo esterno;
2.
Membrana del timpano;
3.
Cavo del timpano;
4.
Tuba di Eustachio;
5.
Rinofaringe;
6.
Coclea;
7.
Catena ossiculare;
8.
Finestra ovale con la staffa;
9.
Canale semicircolare laterale;
10.
Canale semicircolare posteriore;
11.
Canale semicircolare anteriore;
12.
Finestra rotonda;
13.
Nervo coclare;
14.
Nervo faciale;
15.
Nervo vestibolare;
16.
Sifone carotideo.
La difesa acustica
Per difendere l’udito di un lavoratore occorre porre qualche ostacolo al rumore prima che
esso giunga all’orecchio. Ciò può essere fatto:
Alla sorgente, rivedendo le guarnizioni delle apparecchiature rumorose o effettuando un adeguata
manutenzione;
Lungo il percorso:
Ponendo degli ostacoli tra sorgente e ricevitore,
Isolando acusticamente le pareti dell’ambiente, al fine di ridurre i fenomeni di riverbero,
Confinando le apparecchiature rumorose in appositi locali fonoisolati;
Alla ricezione, utilizzando i DPI acustici (cuffie e inserti).
Ovviamente va preferito l’intervento alla fonte.
Dispositivi di protezione individuali
I principali DPI sono gli inserti e le cuffie:
Gli inserti si inseriscono direttamente nel canale
acustico esterno e sono suddivisi a loro volta in:
Inserti sagomati, in materiale plastico morbido poco
deformabile;
Inserti deformabili, costituiti da materiali con
elevate capacità plastiche (schiume, siliconi, etc.)
Semi-inserti, che non entrano completamente nel
canale uditivo e presentano un archetto di sostegno.
Le cuffie si applicano esternamente a protezione
dell’orecchio. I modelli più efficienti sono quelli
dotati di auricolari in PVC pieni di liquido
fonoassorbente.
Si osservi comunque che anche quando il dispositivo è
indossato dall’utente, il rumore può comunque raggiungere
l’orecchio da 4 percorsi differenti: Fessure d’aria, vibrazioni
del dispositivo, trasmissione attraverso il dispositivo,
trasmissione attraverso il corpo.
Legge 230 del 17 marzo 1995
RADIAZIONI IONIZZANTI:
“Attuazione delle direttive 89/618/Euratom,
90/641/Euratom, 92/3/Euratom e 96/29/Euratom in
materia di radiazioni ionizzanti.”
Normativa specifica non integrata nel D. Lgs. 81/2008;
Aggiornata varie volte (ad es. D. Lgs. 241 del 26/05/2000,
D. Lgs. 257 del 09/05/2001, etc.) ;
Introduce figure specifiche (Esperto qualificato di
radioprotezione, medico autorizzato), con ben precise
responsabilità.
Spettro elettromagnetico
Ionizzanti
Energie elevate
Non Ionizzanti
Energie basse
La parte ‘visibile’ dello spettro delle radiazioni
rappresenta solo una “fetta” minuscola.
Radiazioni ionizzanti e non ionizzanti
Curva di stabilità dei nuclei
numero di protoni Z
decadimento n p + e- +
(60Co 60Ni +e-+)
decadimento +
p n + e+ +
(22Na 22Ne +e++)
decadimento
numero di neutroni N
A
ZX
A 4
Z 2 X
24He
(241Am 237Np + )
Capostipite
Famiglie radioattive
Famiglia radioattiva dell’Uranio 238
Interazioni con il nucleo:
Decadimento a e decadimento b
decadimento
A
Z
X
A 4
Z 2
X 24He
(241Am 237Np + )
decadimento n p + e- +
(14C 14N + e- + )
cattura elettronica
p + e- n +
(7Be + e- 7Li + )
decadimento +
p n + e+ +
(15O 15N + e+ + )
Interazioni con il nucleo:
Decadimento g
Talvolta il nucleo “figlio” viene creato in un stato eccitato
Si diseccita emettendo radiazione gamma
60Co
Processo di decadimento
60Ni*
(60Co 60Ni* + e- + )
60Ni*
60Ni
Emissione
60Ni* 60Ni
+
Tipologie di radiazioni ionizzanti:
riassunto e classificazione
Riassunto:
• Raggi X : Fotoni dovuti a transizioni elettroniche
• Raggi : Fotoni dovuti a transizioni nucleari
• Neutroni (N )
• Protoni ( p+)
• Particelle ++ : Nuclei di elio (He++)
• Particelle - e + : Elettroni o positroni (elettroni con carica
positiva).
Criterio di classificazione – massa, densità, tipologia, …???
Sulla base
della carica
p+, ++ e + hanno carica positiva
- hanno carica negativa
X, e N sono privi di carica
Perché ?
Radiazioni direttamente ed
indirettamente ionizzanti
Dimensioni dell’atomo >> Dimensioni del nucleo
L’atomo è sostanzialmente vuoto!
Molto intense a dimensioni nucleari
Forze nucleari:
Trascurabili a dimensioni atomiche
Forze elettromagnetiche:
Meno intense a dimensioni nucleari
Le più intense a dimensioni atomiche
Particelle cariche (p+, ++, +, -) :
• Interagiscono appena vengono generate
• Cedono energia in più processi graduali
Neutroni:
• Interagiscono a distanza (solo forze nucleari)
• Cedono energia in unico processo
Fotoni (X, ):
• Interagiscono sostanzialmente a distanza
• Cedono energia in unico processo
direttamente
ionizzanti
indirettamente
ionizzanti
indirettamente
ionizzanti
Ionizzazione diretta ed indiretta
Potere di penetrazione
Ionizzazione
Interazione
con il mezzo
Potere di
penetrazione
Diretta (,)
Continua
Basso
Indiretta
(N,,X)
Solo attraverso
particelle cariche
secondarie
Alto
Percorso
massimo in aria
~ 4 cm
~4m
Qualunque
Elevato
rischio di
esposizione
Nuclei instabili
numero di protoni Z
decadimento n p + e- +
(60Co 60Ni +e-+)
decadimento +
p n + e+ +
(22Na 22Ne +e++)
decadimento ++
numero di neutroni N
A
ZX
A 4
Z 2 X
24He
(241Am 237Np + ++)
Elevato rischio di contaminazione
Vie di penetrazione nel corpo umano
Esposizione (Irraggiamento):
La sorgente è esterna all’organismo;
Le radiazioni incidono sul soggetto.
ingestione inalazione
esalazione
cute
Contaminazione interna:
polmoni
La sorgente entra nell’organismo
linfonodi
ferita
a seguito di:
Inalazione;
Ingestione;
Ferite della cute.
apparato
gastro
intest.
polmoni
e
liquidi
intercell.
tiroide
..….......
ossa
Si osservi che:
Neutroni, Raggi X e g sono principalmente
pericolosi per irraggiamento;
fegato
Particelle a e particelle b sono pericolosi
soprattutto per contaminazione interna.
feci
reni
urine
Effetti delle radiazioni sull’uomo
Attraverso la ionizzazione ed eccitazione delle
molecole del tessuto si ha danno cellulare, che
può essere:
danno diretto al DNA per rottura dei legami
molecolari;
danno indiretto con la ionizzazione delle
molecole di H2O (65 % del peso corporeo) e
produzione di radicali liberi (H+ e OH-) molto
reattivi, che attaccano chimicamente la cellula.
La conseguenza è la generazione di mutazione
genetiche e quindi l’induzione di tumori.
Attenzione: L’effetto è privo di soglia (bastano due
raggi g per provocare danno).
Sorgenti di radiazioni
Tipologia
Macchine
radiogene
Sostanze
radioattive
Acceleratori
Carattere
Esempi di
applicazioni
Rischio
Artificiale
Diagnostica
medica
Esposizione
esterna
Naturale
Ricerca su cavie
(traccianti)
Esposizione,
inalazione e
ingestione
Radiodiagnostica
Artificiale
e radioterapia
Principalmente
esposizione
esterna
Macchine radiogene
I tubi di Coolidge (schema a sinistra) generano raggi X
accelerando un fascio di elettroni sotto vuoto a traverso
una differenza di potenziale adeguata;
Altri dispositivi, quali i microscopi elettronici a scansione
(SEM) o a trasmissione (TEM, foto a destra), producono
raggi X, ma non è prevista l’estrazione del fascio dalla
macchina, per cui tali apparecchi sono intrinsecamente
sicuri, dal punto di vista delle radiazioni.
Decadimento radioattivo
Le sorgenti radioattive sono costituite
da atomi (isotopi) che si trasformano
spontaneamente emettendo radiazioni
ionizzanti. Il processo è definito dalla
probabilità per unità di tempo che
avvenga tale transizione. Questa
grandezza rimane costante nel tempo.
Ne segue che la popolazione iniziale di
N0 atomi radioattivi identici si riduce
nel tempo secondo una legge di
decadimento esponenziale:
N(t) = N0e-t/t
dove t è la vita media.
Tempo di dimezzamento fisico
La vita media indica il tempo che una sorgente impiega a
ridurre di ca. 2,7 volte la propria attività. Più intuitivo è il
concetto di tempo di dimezzamento t1/2, che rappresenta il
tempo per cui la popolazione di atomi radioattivi si dimezza.
Si ha che: t1/2 = t ln2 = 0,6931 t. I tempi di dimezzamento
dipendono dalla transizione e hanno valori molto variabili:
Sorgente
Argon 41 = 41Ar
Tempo di dimezzamento - t1/2
1,8 ore
Iodio 131 = 131I
8 giorni
Trizio (Idrogeno 3) = 3H
12 anni
Potassio 40 = 40K
1.300.000.000 anni
Tempo di dimezzamento effettivo
Oltre al tempo di dimezzamento fisico (tf) occorre tenere anche conto
del tempo di dimezzamento biologico (tb).
In un organo o tessuto, la quantità di radioisotopo presente viene
influenzata, oltre che dal decadimento radioattivo della sostanza, anche
dal metabolismo dell’organo (escrezione, scambi liquidi/gassosi, ecc.).
Il tempo di dimezzamento effettivo (te) è dato da:
1/te = 1/tf + 1/tb
ovvero
te = (tf tb)/(tf + tb)
Isotopo
t1/2 fisico (tf)
t1/2 biologico (tb)
t1/2 effettivo (te)
131I
8 giorni
8 giorni
4 giorni
3H
12 anni
10 giorni
10 giorni
Sorgenti sigillate e non sigillate
Una sorgente sigillata è una sorgente
formata da materie radioattive
solidamente incorporate in materie
solide e di fatto inattive, o sigillate
in un involucro inattivo che presenti
una resistenza sufficiente per
evitare, in condizioni normali di
impiego, dispersione di materie
radioattive superiori ai valori
stabiliti dalle norme di buona tecnica
applicabili.
La sigillatura evita la dispersione di materie radioattive, ma non è un
mezzo di protezione contro le radiazioni prodotte dalla sorgente.
Sorgenti sigillate
Quando la sigillatura in forma di
strato ricoprente assorbe
integralmente le radiazioni che
interessano (ad esempio sostanze
o -emittenti) si ricorre a
sorgenti in cui il materiale
radioattivo è depositato su un
foglio metallico sottile.
La sorgente va maneggiata con
cura per evitare graffi che
rilascino atomi radioattivi.
Sono sigillate le sorgenti + di bassa attività, usate per
ricerca e didattica, quando interessa solo la radiazione .
Sorgenti non sigillate
Per sorgente non sigillata si
intende qualsiasi sorgente che non
ha le caratteristiche della
sorgente sigillata. Tali sorgenti
vengono spesso impiegate (anche
in forma di soluzione o
sospensione liquida) come
traccianti radioattivi o per analisi
radiochimiche e di laboratorio.
Gli isotopi sono a contatto diretto con l’aria dell’ambiente in cui
si lavora, per cui il rischio di contatto, ingestione o inalazione è
elevato e pertanto l’uso dei dispositivi di protezione è
fondamentale.
Unità di misura della radioprotezione
Le grandezze di interesse in radioprotezione
sono:
• Le grandezze di sorgente, che servono per
descrivere le caratteristiche di una sorgente
irradiante (attività);
• Le grandezze dosimetriche, che misurano
l’energia (per unità di massa) ceduta alla
materia irradiata:
– La dose assorbita misura l’energia per
unità di massa fornita al mezzo indipendentemente dalla natura di questo;
– La dose equivalente tiene conto degli
effetti sul corpo umano in base al tipo di
radiazione incidente su un dato tessuto
interessato;
– La dose efficace è la somma delle dosi
equivalenti nei diversi organi o tessuti,
ponderata con opportuni coefficienti.
Dose equivalente
Per valutare il danno che le radiazioni possono recare all’essere umano occorre tenere in conto:
– che diverse tipologie di radiazioni (raggi X, raggi g, particelle a, particelle b e neutroni)
hanno un diverso effetto sull’uomo;
– che il danno prodotto è diverso a secondo del tessuto colpito.
La dose equivalente è data da:
H W D
T
R R T ,R
dove
DT,R è la dose assorbita nel tessuto T e dovuta alla radiazione R;
WR è il fattore di ponderazione dovuto al tipo di radiazione.
Tipo di radiazione
WR
Fotoni (X,)
1
Elettroni e positroni (-,+)
1
Protoni
5 (per energie ≥ 2 MeV)
Neutroni (N)
5-20 (dipende dall’energia)
Particelle
20
Grandezza dosimetrica
Unità di misura
Esposizione (E)
C/kg
Dose assorbita (D)
Gray = J/kg
Dose equivalente (HT) / Dose efficace (H)
Sievert (dimensionalmente = J/kg)
Dose efficace
La dose efficace è data da:
H T WT HT T ,RW WR DT ,R
T
dove
DT,R è la dose assorbita nel tessuto T e dovuta alla
radiazione R;
WR è il fattore di ponderazione dovuto al tipo di
radiazione;
WT è il fattore di ponderazione dovuto al tessuto
considerato sulla base del D. Lgs. 230/95 o della
più recente norma ICRP 103 adottata dalla
Direttiva Europea 2013/59/EURATOM.
I fattori di ponderazione sono adimensionali.
I tessuti specificati in tabella tra i rimanenti
(14 in totale, 13 per ciascun sesso) sono:
ghiandole surrenali, tessuto extratoracico,
cistifellea, cuore, reni, linfonodi, muscolo, mucosa
orale, pancreas, intestino tenue, milza, timo,
utero/cervice (F), prostata (M).
Tessuto
WT
230/95
ICRP 103
Gonadi
0,20
0,08
Midollo osseo rosso
0,12
0,12
Colon
0,12
0,12
Polmone
0,12
0,12
Stomaco
0,12
0,12
Mammelle
0,05
0,12
Vescica
0,05
0,04
Fegato
0,05
0,04
Esofago
0,05
0,04
Tiroide
0,05
0,04
Pelle
0,01
0,01
Superficie ossea
0,01
0,01
Cervello
---
0,01
Ghiandole salivari
---
0,01
Tessuti rimanenti
0,05 (ICRP 60)
0,12
Dosimetri
Per verificare l’esposizione alle
radiazioni di un soggetto vengono
utilizzati dei dosimetri. Esistono:
Dosimetri a lettura differita, quali il
dosimetro a luminescenza (TLD),
oppure i
Dosimetri a lettura immediata, che
però sono più costosi ed ingombranti.
I dosimetri possono essere utilizzati per effettuare:
Dosimetria personale, per valutare la dose assorbita dal
singolo soggetto, oppure
Dosimetria ambientale, al fine di valutare la dose che
viene generata in un dato luogo.
Titolo VIII, Capo IV del D. Lgs. 81/2008
RADIAZIONI
IONIZZANTI:
AGENTI FISICI
“Protezione dei lavoratori dai rischi di
esposizione ai campi elettromagnetici”
NON
Legge 36 del 22 febbraio 2001
“Legge quadro sulla protezione della
popolazione dalle esposizioni ai campi
elettrici, magnetici ed elettromagnetici.”
È una normativa che riguarda gli ambienti di vita, ma non
esplicitamente gli ambienti di lavoro;
Di conseguenza non è integrata nel D. Lgs. 81/2008.
NIR – Radiazioni non ionizzanti
Con il termine radiazioni non ionizzanti vengono
indicate tutte quelle forme di radiazione il cui
meccanismo primario di interazione con la materia
non è quello della ionizzazione.
Talvolta in questa categoria vengono ricompresi
anche i campi elettrici e magnetici statici (anche
se non emettono radiazioni).
Spettro delle radiazioni
Effetti biologici a basse frequenze
A basse frequenze (ELF – VLF) prevale il fenomeno di induzione di
correnti nell’organismo. Il limite superiore di frequenza è determinato
dalla necessità che siano soddisfatte le seguenti condizioni:
I tessuti devono essere considerati buoni conduttori;
Le dimensioni o distanze coinvolte devono essere piccole rispetto alla
lunghezza d’onda o alla profondità di penetrazione del campo
elettromagnetico nei tessuti.
Effetti biologici alle RF e MW
Alle RF e MW prevale il riscaldamento dei tessuti.
L’assorbimento di energia non si traduce
proporzionalmente in aumento della temperatura del
tessuto. I meccanismi di termoregolazione dell’organismo
tendono a contenere questo effetto.
Da 20 MHz a 300 MHz l’assorbimento è relativamente elevato sul
corpo intero con particolare riguardo a zone localizzate a causa di
risonanze;
Da 300 MHz a 10 GHz si hanno assorbimenti localizzati non
uniformi.
Particolare attenzione merita il caso di impulsi di
radiazioni che possono generare aumenti di temperatura in
tempi inferiori a quelli di risposta dell’organismo.
Effetti biologici nell’organismo
Tipo di radiazioni
Effetto
Estensione
CMS (Campi magnetici statici)
ed ELF-VLF (frequenze
estremamente basse)
Induzione di correnti
nell’organismo
Coinvolge il corpo
intero
RF-MW (radiofrequenze,
microonde)
Riscaldamento dei tessuti
Localizzato su un
volume definito
IR-VIS-UV (infrarosso,
visibile, ultravioletta)
Surriscaldamento dei
tessuti esterni (occhi, pelle)
Localizzato a livello
superficiale
Grandezze dosimetriche e grandezze operative
Tenuto conto della tipologia degli effetti biologici che si riscontrano, le
grandezze dosimetriche più adatte sono la densità di corrente (J) per le
basse frequenze, il tasso di assorbimento specifico (SAR), che rappresenta
la potenza assorbita per unità di massa per le RF e MW ed infine la potenza
assorbita per unità di superficie (S) per le altre radiazioni.
Tali grandezze dosimetriche sono difficilmente misurabili. Tuttavia esse
possono essere messe in relazione con altre grandezze, il campo elettrico (in
V/m) ed il campo magnetico (in A/m), che sono più operative.
Il superamento di un limite di grandezza dosimetrica implica forzosamente il
superamento di una grandezza operativa, mentre il contrario non è
obbligatorio (principio di cautela).
Range di frequenze
Effetti riscontrati
Grandezza Dosimetrica
Grandezza operativa
ELF-VLF
(10 Hz – 100 kHz)
Elettrostimolazione delle cellule dovuto alle
correnti indotte nei tessuti.
Densità di corrente (J).
Campo elettrico (E) e
campo magnetico (H)
RF – MW
(100 kHz – 10 GHz)
Surriscaldamento localizz. di organi e tessuti
per assorbimento di energia elettromagnetica.
Tasso di assorbimento
specifico (SAR).
IR – VIS – UV
(> 10 GHz)
Surriscaldamento superficiale dei tessuti
esterni.
Potenza assorbita per
unità di superficie (S).
Campo elettrico (E)
o campo magnetico
(H)
Limiti d
di grandezza
d
d
dosimetrica
1 0 0 .0 0 0
M a g lia L a rg a
M a g lia S tre tta
S o g g e tti P ro fe s s io n a lm e n te E s p o s ti
P o p o la z io n e
J = D e n s ità d i c o rre n te
1 0 .0 0 0
S A R = T a s s o d i a s s o rb im e n to s p e c ific o
S = D e n s ità d i p o te n z a
1 .0 0 0
S A R (m W /k g )
2
J (m A /m )
100
2
S (W /m )
10
1
1Hz
10Hz
100H z
1kH z
10kHz
100kHz
1M Hz
F re q u e n z a
10M Hz
100M Hz
1G Hz
10G Hz
100G H z
Limiti di
d grandezza
d
operativa
1MV/
1MV/m
E Soggetti Professionalmente Esposti
E Popolazione
H Soggetti Professionalmente Esposti
H Popolazione
10kA/m
1kA/m
100A/m
10kV/m
10A/m
1A/m
1kV/m
100mA/m
10mA/m
100V/m
1mA/m
1Hz
10Hz 100Hz 1kHz 10kHz 100kHz 1MHz 10MHz100MHz 1GHz 10GHz 100GHz
Frequenza (f)
Camp
po Magne
etico (H)
Campo
o Elettrico
o (E)
100kV/m
100kA/m
Esposizione indiretta
L’interazione indiretta fra organismi e campi
elettromagnetici a frequenze inferiori ai 100 MHz è
sostanzialmente dovuta all’induzione di cariche su oggetti
metallici non messi a terra, come cavi o pannelli. Si può
quindi verificare:
Una scintilla, prima che la persona tocchi l’oggetto;
Il passaggio di corrente elettrica verso terra,
attraverso la persona che è a contatto con l’oggetto
caricato.
In genere le problematiche di interazione indiretta
vengono ricomprese nel caso generale di rischio elettrico.
Sorgenti di radiazioni non ionizzanti
Alcune delle sorgenti di radiazioni NIR sono indicate nella seguente
tabella:
Tipo di radiazioni
Frequenze
Sorgenti
CMS (Campi magnetici
statici)
0 Hz
Risonanza magnetica nucleare (NMR), celle
elettrolitiche
ELF-VLF (frequenze
estremamente basse)
1 Hz – 300 kHz
Rete elettrica (50 Hz) – Cabine,
trasformatori, ecc.
RF-MW
(radiofrequenze,
microonde)
300 kHz – 300 GHz
Radio-TV, cellulari, marconiterapia,
radarterapia, forni a MW
IR-VIS-UV (infrarosso,
visibile, ultravioletta)
> 300 GHz
Agitatori termici, flash per laser, lampade
spettroscopiche, lampade germicide (UV)
Sorgenti di campi magnetici
Tra le principali sorgenti di campi
magnetici vi sono gli apparecchi per
risonanza magnetica nucleare (NMR) in
cui sono presenti varie sorgenti di
campo magnetico per produrre immagini
diagnostiche:
Un campo statico elevatissimo (≤ 10 T),
generato da un magnete superconduttore;
Un campo magnetico variabile nel
tempo;
Un campo a radiofrequenze (30 MHz –
600 MHz) con potenze medie fino a
100 Watt e potenze istantanee di picco
di 10 kW.
Sorgenti a basse frequenze (ELF-VLF)
Tra le sorgenti di campi elettromagnetici
a basse frequenze più diffuse nei
laboratori vi sono:
Apparecchiature che fanno uso della rete
elettrica, anche ad alte tensioni e che
operano quindi a 50 Hz;
Videoterminali. In quelli che fanno uso di
tubi a raggi catodici (CRT), per la
generazione dell’immagine lo schermo
viene spazzolato da un fascetto con le
seguenti frequenze:
Verticale 50 – 150 Hz
Orizzontale 30 – 70 kHz
Dot-clock (colore) ~ 20 MHz
Nei moderni monitor a cristalli liquidi
(LCD) sono presenti solo emissioni alla
frequenza di dot-clock.
Sorgenti di radiofrequenze e microonde
Tra le sorgenti di radiofrequenze e
microonde più frequenti nei
laboratori e nelle strutture sanitarie
vi sono:
Forni a microonde: vengono usati per
riscaldare o portare a alte
temperature prodotti ben definiti o
per sterilizzare o cuocere. Operano
intorno a 2,45 GHz.
Apparecchi sanitari: Servono per
riscaldare tessuti (ad es.
marconiterapia ~ 35 MHz oppure
radarterapia ~ 2,45 GHz)
Norme di prevenzione per CMS-ELF-VLF-RF-MW
Predisporre un’adeguata schermatura delle sorgenti (normalmente
garantita dal costruttore, prestare particolare attenzione nel caso
di prototipi);
Durante il funzionamento degli apparecchi mantenere una certa
distanza di sicurezza (≥ 2 m);
Limitare o vietare l’accesso a portatori di pacemaker e di protesi
metalliche (solo CMS-ELF-VLF);
Evitare l’uso di oggetti conduttori (soprattutto se ferromagnetici)
vicino all’area di lavoro;
Non posizionare più macchinari vicini tra loro;
Evitare postazioni di lavoro permanenti vicine al macchinario (ad es.
scrivania sul muro adiacente alla stanza in cui vi è il macchinario,
oppure postazione di lavoro alle spalle di un videoterminale con tubo
a raggi catodici).
Norme di prevenzione per i CMS
Per i campi magnetici statici e/o
operanti a basse frequenze devono
essere previste delle limitazioni
all’ingresso in spazi definiti (zone
di accesso controllato), viste le
difficoltà di schermare i campi
magnetici.
Ciò è legato non tanto agli effetti
diretti, ma piuttosto agli effetti
indiretti che tali campi possono
generare sulla salute
(malfunzionamento di pace-maker,
dispositivi intracranici, ecc.), ma
anche su oggetti personali (ad es.
carte di credito).
Titolo VIII, Capo V del D. Lgs. 81/2008
RADIAZIONI OTTICHE ARTIFICIALI (ROA):
AGENTI FISICI
“Protezione dei lavoratori dai rischi di
esposizione a radiazioni ottiche artificiali”
ROA – sono quelle con lunghezza d’onda compresa tra 100 nm
ed 1 mm e che rispettano le leggi dell’ottica geometrica
(e quindi non solo i laser).
Radiazioni Ottiche Artificiali (ROA)
Definizione: sono le radiazioni prodotte dall’uomo che
hanno una lunghezza d’onda compresa tra 100 nm ed 1 mm
(UV-VIS-IR) e che dunque rispettano le leggi dell’ottica
geometrica.
Radiazioni Ottiche Artificiali (ROA)
Classificazione - Si dividono in due grandi sottogruppi:
• Radiazioni ottiche non coerenti – l’emissione avviene in modo caotico,
non esiste una relazione di fase tra le radiazioni, ovvero massimi e
minimi tendono a compensarsi in alcuni punti e a sommarsi in altri;
• Radiazioni ottiche coerenti (Laser) – esiste una quasi perfetta
relazione di fase tra le radiazioni, l’onda risultante si rafforza
sempre, dunque massimi e minimi delle onde coincidono.
Radiazione incoerente:
- Assenza di ordine interno;
- Frequenza e fasi diverse.
Radiazione coerente:
- Presenza di ordine interno;
- Frequenza e fasi identiche.
Esempi di sorgenti non coerenti
Infrarosso (λ > 780 nm):
Riscaldatori radianti;
Forni di fusione metalli e vetro;
Lampade per il riscaldamento ad incandescenza.
Visibile ( 780 nm > λ > 400 nm):
Sorgenti di illuminazione artificiale (Lampade ad alogenuri metallici,
al mercurio, sistemi LED);
Lampade per uso medico e/o estetico (anche UV);
Saldatura.
Ultravioletta (λ < 400 nm):
Sterilizzazione (ad es. lampade su cappe biologiche);
Essicazione inchiostri e vernici;
Fotoincisione;
Saldatura ad arco.
Effetti biologici per radiazioni IR-VIS-UV
Per le radiazioni IR-VIS-UV prevale il
surriscaldamento superficiale dei tessuti
esterni (occhi, pelle). Più in particolare:
Le radiazioni ultraviolette non penetrano molto al di
sotto della superficie dei tessuti esposti e sono
assorbite in modo particolare dalla cornea
dell’occhio;
Le radiazioni visibili sono assorbite in maniera
particolarmente efficiente dai coni e dai bastoncelli
disposti sulla retina;
La radiazione infrarossa provoca il riscaldamento
intenso dei tessuti esterni irradiati.
Effetti dannosi per l’uomo
Lunghezza d’onda della
radiazione incidente
Tipologia di effetti
dell’esposizione
Intensità della
radiazione incidente
Probabilità e gravità
degli effetti
Regione spettrale
Occhio
Pelle (lievi)
Pelle (gravi)
UV-C (100-280 nm)
UV-B (280-315 nm)
Fotocheratite,
fotocongiuntivite
Eritema (scottatura
della pelle)
UV-A (315-400 nm)
Cataratta fotochimica
Tumori cutanei,
processo accelerato
di invecchiamento
della pelle
VIS (400-780 nm)
Lesione fotochimica e
termica della retina
IR-A (780-1400 nm)
Cataratta, bruciatura
della retina
IR-B (1400-3000 nm)
Cataratta, bruciatura
della cornea
IR-C (3000 nm - 1 mm)
Bruciatura della
cornea
Reazione di
fotosensibilità
Bruciatura della
pelle
Penetrazione delle radiazioni nell’occhio
Cornea
Cornea
Cristallino
Retina
Penetrazione delle radiazioni nella pelle
Strato germinativo della pelle
Epidermide
Derma
Sottocute
Norme di prevenzione per IR-VIS-UV
In tutte le situazioni che possono
provocare l’esposizione a sorgenti intense
di radiazione IR, VIS, UV (ad es. lampade
spettroscopiche) vanno usati camici per
difendere la pelle ed opportuni occhiali
protettivi. In particolare, la visione
diretta di sorgenti UV deve essere fatta
attraverso schermi opachi alla radiazione
stessa.
Nel caso di esposizioni a livelli di
radiazione nocivi si dovrebbe procedere ad
una visita medica specialistica.
Visita periodiche sono consigliabili a chi
lavora usualmente con sorgenti di
radiazioni IR-VIS-UV.
LASER
Light Amplification by Stimulated Emission of
Radiation
Amplificazione di Luce tramite Emissione
Stimolata di Radiazione
Proprietà:
Monocromaticità (emette su una banda molto stretta di
lunghezze d’onda);
Collimazione (ovvero molto direzionale);
Coerenza (i fotoni sono in fase tra di loro).
Classificazione dei LASER
I laser possono essere classificati tenendo in
conto:
Il tipo di funzionamento (continuo o impulsato);
La lunghezza d’onda emessa:
Ultravioletta (140 – 400 nm) – Radiazione non visibile!;
Visibile (400 – 700 nm);
Infrarossa (700 – 300 mm) - Radiazione non visibile!.
La potenza del fascio (è il fattore + importante).
Classificazione secondo norma
La norma CEI EN 60125 suddivide i laser in 7 classi:
Classe 1 – Laser esente:
Il fascio laser è considerato sicuro in qualsiasi condizione
d'uso. Questo perché la radiazione emessa è sempre
inferiore alla massima esposizione permessa, oppure perché il
fascio è sempre confinato. Utilizzando laser di classe 1 non
sono necessari interventi di protezione aggiuntivi.
Classe 1M – Laser esente con ottiche di focalizzazione:
È equivalente al laser di classe 1, ma all’interno del dispositivo
sono presenti delle ottiche di focalizzazione (ad es. lenti).
Classificazione secondo norma
Classe 2 – Laser di bassa potenza, emissione nel visibile,
funzionamento in corrente continua :
Laser ad emissione continua e nel visibile, (400-700 nm) con
potenza 1 mW.
La radiazione emessa da questi laser può essere pericolosa, tuttavia
la loro potenza è sufficientemente bassa da consentire, con
un'azione di riflesso incondizionato, di evitare esposizioni inattese.
Questo non esclude la possibilità di riportare danni nel caso di
esposizione prolungata (> 0.25 s, tempo entro il quale si ha il
riflesso incondizionato).
Classe 2M – Laser di bassa potenza con ottiche di
focalizzazione:
È equivalente al laser di classe 2, ma all’interno del dispositivo sono
presenti delle ottiche di focalizzazione (ad es. lenti).
Classificazione secondo norma
Classe 3R – Laser di potenza medio-bassa:
Laser e sistemi laser operanti nel visibile con potenza ottica fino a 5 mW.
Può essere pericolosa l’osservazione del fascio laser con l’ausilio di ottiche
di amplificazione quali binocoli e telescopi.
L’osservazione accidentale ad occhio nudo non risulta dannosa grazie al
riflesso palpebrale.
Include anche laser che emettono nell’UV e nell’IR.
Classe 3B - Laser di potenza medio-alta:
In generale appartengono a questa classe i laser con potenza ottica fino a
500 mW.
È sempre pericolosa l’osservazione diretta del fascio laser.
La visione di radiazione diffusa non è normalmente pericolosa; nel visibile la
visione riflessa/rifratta non è normalmente a rischio purché la distanza
minima di visione non sia inferiore a 13 cm e il tempo di visione non
superiore a 10 s.
Classificazione secondo norma
Classe 4 – Laser di alta potenza:
A questa classe appartengono tutti i laser e sistemi laser che
superano i limiti della Classe 3B, che hanno quindi in generale una
potenza ottica superiore a 500 mW.
Sono i laser di potenza tale da causare seri danni ad occhi e pelle
anche per esposizione al fascio diffuso.
Possono anche costituire un potenziale rischio d'incendio.
Inoltre, in molti casi le tensioni e le correnti di alimentazione o di
scarica sono molto elevate.
Requisiti di sicurezza
Classe 2/2M:
Il fascio laser non deve mai essere diretto verso gli occhi di una
persona.
Sul laser deve essere posto un cartello di pericolo, in bene
evidenza, con la scritta: “ATTENZIONE! NON STAZIONARE IN
PROSSIMITA’ DEL FASCIO LASER”.
Tutti gli ingressi e gli schermi di osservazione inclusi come parte
del laser, nonché l’ottica collegata (lenti, microscopi, etc.) utilizzata
come punto di osservazione, dovranno incorporare connessioni,
filtri, attenuatori od altri dispositivi atti a mantenere l’intensità
della radiazione entro i livelli di sicurezza durante tutte le
situazioni di utilizzo e di manutenzione.
Requisiti di sicurezza
Classe 3R:
Devono essere prese tutte le precauzioni previste per la classe
2/2M.
Bisogna evitare di fissare il fascio ad occhio nudo.
Per esposizioni dirette e continuative è obbligatorio l’uso di appositi
filtri di protezione per gli occhi.
Requisiti di sicurezza
Classe 3B:
Devono essere prese tutte le precauzioni previste per la classe 3R.
Il fascio deve essere bloccato alla fine del suo percorso utile da
un materiale di colore tale da permetterne il posizionamento con
una riflessione minima.
I laser devono essere utilizzati in luoghi ad accesso controllato.
Sono necessarie protezioni per gli occhi se è possibile che l’occhio
possa intercettare accidentalmente il fascio.
È richiesta la sorveglianza medica per prevenire od evidenziare
eventuali danni agli occhi.
Tutte le parti dell’alloggiamento che durante le operazioni di
manutenzione vengono rimosse, consentendo così l’accesso alla
radiazione, devono essere fornite di connessioni di sicurezza, per
impedire l’accesso all’interno durante il funzionamento.
Classe 4:
Requisiti di sicurezza
Devono essere prese tutte le precauzioni previste per la classe 3B.
Il laser deve essere utilizzato in un’area ad accesso controllato;
devono essere previste chiusure di sicurezza per evitare l’ingresso
di persone non autorizzate nell’area di funzionamento del laser;
l’accesso deve essere limitato a persone che indossino dispositivi di
protezione individuali (DPI) per la protezione degli occhi quando il
laser è in funzione.
Per laser impulsati tali connessioni devono impedire la focalizzazione del fascio, scaricando l’energia immagazzinata; nei laser in
continua i sistemi di sicurezza dovranno essere tali da spegnere il
laser o da interrompere il fascio.
devono essere forniti di una chiave di sicurezza o di un dispositivo
di accensione e spegnimento; la chiave deve essere custodita da
persona autorizzata.
Requisiti di sicurezza
Classe 4 (segue):
I laser devono essere forniti di un sistema di bloccaggio o
attenuazione del fascio.
Durante l’attivazione e la procedura di avviamento devono essere
utilizzati sistemi di allarme, luci di segnalazione e comando di
conto alla rovescia; questo sistema di segnalazione va attivato
prima che si abbia l’emissione laser, in modo da consentire ai
presenti di prendere le misure appropriate per evitare l’esposizione
al fascio.
devono essere disponibili procedure scritte per l’allineamento del
fascio, il suo utilizzo e la manutenzione.
il personale addetto deve essere sottoposto a sorveglianza medica
per prevenire o evidenziare eventuali danni agli occhi.
