Sicurezza degli
Impianti Industriali
Lezione 11
Ergonomia
Qualità dell’ambiente di lavoro
Inquinamento chimico aerodisperso
Lezione 11
Lorenzo Fedele
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Contenuti e Obiettivi

Contenuti




Obiettivi


Elementi di ergonomia ed ergotecnica
Qualità dell’ambiente di lavoro
Inquinamento chimico aerodisperso
Imparare a valutare i rischi di natura ergotecnica
Professionalità di riferimento

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Tutte
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Ergonomia ed ergotecnica

L'ergonomia (dal greco "ergon" (lavoro) e "nomos"
(legge)), secondo la International Ergonomics
Association è la disciplina che si occupa dell'interazione
tra gli elementi di un sistema (umani e d'altro tipo) e la
funzione per cui vengono progettati [Murrel, 1949].

L’ergonomia si occupa della teoria, dei principi e dei
metodi che vengono applicati nella progettazione, allo
scopo di migliorare la soddisfazione dell'utente e
l'insieme delle prestazioni di un dato sistema.

In pratica è la disciplina che si occupa dello studio
dell'interazione tra individui e tecnologie.
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Ergonomia ed ergotecnica

La qualità del rapporto tra l'utente e il mezzo utilizzato è determinata dal livello di
ergonomia.

Il requisito più importante per determinare il livello di ergonomia di un sistema è la
sicurezza, seguito da:






adattabilità
usabilità
comfort
gradevolezza
comprensibilità
…
UN OGGETTO FACILMENTE USABILE E SICURO
È MOLTO ERGONOMICO
UN OGGETTO DI UTILIZZO OSTICO, CHE IMPLICA GRANDE
SFORZO COGNITIVO, È POCO ERGONOMICO
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Qualità dell’ambiente di lavoro

Il concetto di qualità dell’aria è relativo a:



idoneità dell’aria
piacevolezza
Le sorgenti inquinanti possono essere:


di natura artificiale (umana)
naturali (ad esempio di origine vulcanica)
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Qualità dell’ambiente di lavoro

Il concetto di aria pura non coincide con quello di aria naturale.

L’aria pura è definita come aria non inquinata da alcun tipo di sorgente, né
artificiale, né naturale.

L’aria secca è definita in base alla seguente composizione:
4/5 N2 + 1/5 O2 + Argon +CO2 + altre sostanze
in cui si ha, in volume,





azoto
ossigeno
argon
anidride carbonica
78 %
21 %
1%
0,033 %
La qualità dell’aria ambiente è riferita allo standard ASHRAE n°62 (1989).
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Qualità dell’ambiente di lavoro

Due sono le metodologie di controllo della qualità dell’aria:


indiretta
diretta

Nel controllo indiretto non vengono rilevate le
concentrazioni di inquinante e si presume che, assicurando
un’adeguata portata di aria pura, automaticamente le
concentrazioni che si vengono a realizzare nell’ambiente
siano adatte.

La metodologia di controllo diretta prevede una misura
diretta o addirittura un monitoraggio degli ambienti.
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Qualità dell’ambiente di lavoro

Per applicare il controllo indiretto, lo schema di riferimento è
quello del bilancio di massa per un inquinante in un
ambiente.

Si schematizza l’ambiente come un sistema interessato da
una emissione di inquinante al suo interno, q (kg/h):




Q, portata d’aria di rinnovo immessa nell’ambiente espressa in m3/h;
Ce, concentrazione di inquinante presente nell’aria entrante in
kg/m3;
Cu, concentrazione di inquinante nell’aria uscente in kg/m3;
Ci, concentrazione di inquinante nell’ambiente oggetto del
monitoraggio in kg/m3.
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Qualità dell’ambiente di lavoro

Se l’ambiente è ben miscelato, cioè in tutti i punti la
concentrazione di inquinante considerato è la medesima
la concentrazione Ci è anche quella dell’aria uscente dall’ambiente
Cu = Ci

Se, inoltre, l’ambiente è stazionario
Q*Ce + q = Q*Cu = Q*Ci

La portata di aria di rinnovo che si deve poter assicurare per
mantenere una concentrazione di inquinante determinata è
ricavabile dal bilancio di massa:
Q=
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q


Cu Ce
q
Ci  Ce
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Qualità dell’ambiente di lavoro

La precedente può essere applicata ai diversi tipi di inquinanti con cui si
può avere a che fare.

Si tenga conto, a tale proposito, che la concentrazione limite di anidride
carbonica (CO2) tollerabile in un ambiente civile è:



I valori concretamente assunti sono sensibilmente maggiori, in quanto si è
ipotizzato che l’ambiente sia in condizioni di stazionarietà e di completa
miscelazione:



Ci = 0,25 % in volume dell’ambiente considerato
pari a Ci = 10-3 Kg/m3
negli ambienti civili si assumono portate reali pari a 3 o 4 volte i valori minimi;
per gli ambienti industriali si assume un coefficiente di sicurezza più elevato,
giungendo a considerare portate 10 volte superiori al valore minimo.
All’anidride carbonica è attribuita una particolare importanza nella pratica
tecnica, poiché essa è assunta come grandezza indice del livello di
inquinamento provocato dalle persone nell’ambiente.
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Qualità dell’ambiente di lavoro

E’ anche necessario considerare il percorso dell’aria di rinnovo.

l’aria espulsa deve asportare effettivamente l’inquinante:







si deve ottenere un effetto di lavaggio dell’ambiente ad opera dell’aria fresca immessa
si deve scongiurare il pericolo di un eventuale corto circuito
si devono evitare zone di ristagno
si deve tenere conto delle zone stratificate in alto, che pure si realizzano: in genere, tuttavia, non
interessano, perchè queste zone non sono, evidentemente, occupate da operatori
le prese di aria di rinnovo non devono essere disposte sotto la grigliatura dei marciapiedi e neppure
sulle pareti di un cortile in cui stazionano permanentemente veicoli con motore acceso
le griglie di presa, ancora, non vanno messe nelle vicinanze di quelle di espulsione dell’aria relative
all’impianto di ventilazione dell’edificio vicino.
L’aumento della velocità dell’aria in uscita renderebbe più turbolento ed ampio il
movimento dell’aria presente nell’ambiente:
pericolo di correnti
 rumorosità

IL PRINCIPIO GENERALE DA SEGUIRE È QUELLO DI EVITARE IL PIÙ POSSIBILE
IL RISTAGNO SENZA GENERARE GLI INCONVENIENTI MENZIONATI
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Qualità dell’ambiente di lavoro

Si possono controllare:




Un controllo meno accurato viene effettuato su



fumo di tabacco (non legato al dispendio metabolico e quindi all’immissione di anidride carbonica,
mentre dipende fortemente dalle abitudini e dal numero di fumatori presenti nell’ambiente considerato)
polveri (dipende non solo dalle persone e dalle attività, ma anche da altri fattori non sempre facilmente
prevedibili)
Le caratteristiche dell’aria esterna sono definite in relazione agli inquinanti significativi tipici di
un ambiente industriale:





anidride carbonica
odori
vapore d’acqua ambientale
anidride solforosa (H2S)
ossido di azoto (NO),
ozono (O3)
monossido di carbonio (CO)
Le concentrazioni sono espresse:


in termini di media oraria qualora abbiano un effetto quasi immediato
in termini di media oraria calcolata su periodi di otto ore o su base annua per quelli che non hanno un
effetto aggressivo immediato e si rende necessario valutare l’assorbimento relativamente a periodi di
tempo
medio lunghi
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Qualità dell’ambiente di lavoro

La regolamentazione relativa alle problematiche della qualità
dell’aria è effettuata in base al DPCM del 28 marzo 1983:


Lo standard ASHRAE n. 62/1989 prescrive che:


l’aria di rinnovo deve essere priva di odori, di quantità
significative di piombo ed altri inquinanti
l’aria di rinnovo non deve contenere quantità pericolose di
sostanze tossiche e deve essere adeguata anche sul piano della
gradevolezza
In Italia, la situazione rispetto a queste indicazioni è critica
soprattutto nelle grandi città. L’ASHRAE, ove si disponga di
aria di rinnovo fresca, suggerisce le portate minime da
assicurare in funzione della tipologia dell’ambiente
considerato.
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Qualità dell’ambiente di lavoro
Ambiente
Persone/100 m2
m3/h persona
lavanderia
10  30
29  65
garage
-
27
camera da letto
-
54
lavorazione della carne
10
29
classe scolastica
50
29
uffici
7
36
Indicazioni ASHRAE per le portate d’aria di rinnovo
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Inquinamento chimico aerodisperso

Gli ambienti di lavoro di tipo industriale presentano
spesso livelli di inquinanti tossici aerodispersi.

Occorre prestare particolare attenzione a:



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determinare accuratamente le tipologie di inquinanti
tenendo nel debito conto le modalità di svolgimento del
processo produttivo
confrontare le concentrazioni di riferimento con i valori
limite di esposizione ammessi
effettuare il controllo tecnico delle concentrazioni, che
deve essere realizzato esclusivamente alla sorgente
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Inquinamento chimico aerodisperso

Gli inquinanti costituiscono miscele gassose o aerosol, cioè
sospensioni nell’aria di particelle solide o liquide, di massa e
dimensioni tali da rimanere in sospensione per un tempo osservabile.

Propriamente, si distinguono le seguenti tipologie di sostanze:




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gas, cioè sostanze che nelle condizioni di riferimento (temperatura pari a
25°C a pressione atmosferica) risultano allo stato gassoso
vapori, cioè sostanze in fase gassosa che, nelle condizioni di
riferimento, sono liquide
polveri o particolati, cioè particelle solide il cui diametro è compreso
indicativamente fra 1 e 25 m
fumi e nebbie, particelle solide o liquide che originano aerosol per
condensazione di sostanze precedentemente presenti nell’aria in forma
di gas; le particelle sono spesso dell’ordine dei decimi di m
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Inquinamento chimico aerodisperso

Gli inquinanti tossici possono penetrare nell’organismo, in linea generale, tramite:




Gli effetti dell’assunzione di tossici possono essere ricondotti a:



forme di depressione
distruzione di tessuti
Questi effetti, inoltre, possono essere:




l’apparato respiratorio
la superficie corporea
per via orale
immediati
protratti nel tempo
posticipati
I valori limite vengono definiti in relazione a:



proprietà delle sostanze presenti nell’ambiente
risultati di prove tossicologiche
dati epidemiologici
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Inquinamento chimico aerodisperso

Un riferimento importante è quello delle tabelle pubblicate e
periodicamente aggiornate dall’American Conference of
Governmental Industrial Hygienists (ACGIH).

Le modalità di indicazione delle concentrazione limite, o valori di
soglia TLV (dall’inglese threshold limit value) sono tre:



TLV - TWA (media ponderata nel tempo), valore medio ponderato nel
tempo, relativo ad una esposizione pari ad 8 ore al giorno per 5 giorni
alla settimana;
TLV - C (limite sul valore massimo), utilizzato per sostanze con effetto
sostanzialmente immediato; esprime un valore massimo di
concentrazione che non deve essere mai superato;
TLV - STEL (limite per esposizione breve), è un valore massimo di
concentrazione dell’inquinamento; esso viene rilevato 4 volte al giorno,
con un’ora di intervallo tra due esposizioni successive e,
successivamente per esposizioni continuate mai superiori a 15 minuti
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Inquinamento chimico aerodisperso

Si possono adottare le seguenti indicazioni,
in merito ai TLV:


se il limite TVL - STEL è individuato, questo
valore non deve essere mai superato dalle
escursioni di concentrazione
se non esiste il TVL-STEL non devono essere
comunque mai superati:
limite TVL-TWA nell’arco delle 8 ore
 3 volte il valore TLV-TWA per più di trenta minuti/giorno
 in nessuna occasione il valore del parametro TLV-C
 il
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Inquinamento chimico aerodisperso

I limiti TVL riportati nelle tabelle ACGIH si riferiscono all’assorbimento del
tossico esclusivamente attraverso le vie respiratorie:


ove compaia l’indicazione “skin ” (cute) a fianco del nome di una sostanza, si
dovrà considerare la possibilità di assorbimento dell’inquinante per via cutanea
Nel caso di sostanze con effetto indipendente (le quali, cioè, producono un
effetto differente, oppure agiscono su differenti parti del corpo) si deve
verificare - per ciascuna di esse:
C
TLV

i
1
i

Nel caso di sostanze con effetto additivo si deve verificare la seguente
condizione:
 C
TLV
i
i

1
i

Nel caso di sostanze con effetto singolo, infine, si rende necessario
effettuare opportuni approfondimenti specifici.
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Inquinamento chimico aerodisperso

Gli asfissianti non hanno un valore limite prefissato per ogni tipologia, in
quanto:


il vero fattore limitante è costituito dalla concentrazione di ossigeno nell’aria, che
dovrebbe essere in ogni caso superiore al 18% in volume normale alla pressione
atmosferica
Esistono, infine, alcune categorie particolari di sostanze, sulle quali vale la
pena di soffermarsi singolarmente:






particolati fastidiosi ma non fibrogenici (silice amorfa non cristallina); se la
percentuale di quarzo è inferiore all’1% non generano danni gravi
particolati fibrogenici (quarzo), i quali provocano la degenerazione del tessuto
degli alveoli polmonari, che diventa progressivamente impermeabile
silicati (asbesto), costituisce un componente fondamentale dell’amianto;
asfissianti semplici (ad esempio il metano - CH4 - e l’anidride carbonica - CO2)
sostanze a composizione variabile, quali vapori di benzina e fumi di saldatura,
che richiedono analisi specifiche
sostanze cancerogene
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Inquinamento chimico aerodisperso

I rilievi sperimentali per la determinazione della
concentrazione di un inquinante in un ambiente
richiedono la disponibilità di una strumentazione
appropriata.

Le metodologie di analisi utilizzate ricorrono a
diversi e svariati principi:

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ad esempio, è possibile far reagire i volumi d’aria oggetto
dell’analisi con alcune sostanze che cambiano - in modo
prevedibile - la colorazione (fialette Draeger - occorre una
specifica fialetta di sostanza per ogni tipo di inquinante)
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Inquinamento chimico aerodisperso

Qualora non sia stato possibile intervenire a monte del processo per l’eliminazione
dell’inquinante aerodisperso, si può intervenire secondo due diverse modalità:


prelievo ed espulsione dell’aria inquinata, e immissione in ambiente di aria pulita opportunamente
trattata dal punto di vista termoigrometrico
riciclaggio dell’aria ambiente, mediante una sequenza di prelievo, depurazione e successiva
reimmissione. Questo secondo metodo presenta seri limiti d’impiego, in quanto presuppone un
costante controllo del corretto funzionamento dell’impianto di depurazione

Il riciclaggio dell’aria ambiente, ad esempio, non è utilizzabile in presenza di inquinanti tossici,
mentre può essere utilizzato nel caso di fumo di sigaretta, odori corporei etc.

Il primo tipo di approccio può essere attuato secondo due diverse modalità:


ventilazione generale, consistente nella diluizione degli inquinanti, creando uno scambio d’aria con
l’esterno
aspirazione localizzata, consistente nella cattura mediante opportune cappe collocate in prossimità di
sorgenti gli inquinanti prima che si disperdano nell’aria. I parametri caratteristici delle cappe sono:


il volume di controllo, cioè lo spazio in cui la cappa esercita un’azione utile
la velocità di controllo, cioè la velocità dell’aria realizzata dal sistema di aspirazione; tale velocità deve
essere superiore alla velocità di fuga dell’inquinante
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Inquinamento chimico aerodisperso

Nell’impiego delle cappe, infine, è necessario adottare alcuni
accorgimenti:





collocare la cappa il più vicino possibile alla sorgente dell’inquinante,
così da ridurre la portata a pari velocità di cattura
direzionare la cappa in modo da favorire la cattura dell’inquinante
proteggere l’operatore
usare flange direzionali
Relativamente al problema della determinazione della velocità
con cui deve muoversi l’aria nei canali, si tenga conto che le
perdite di carico, cioè gli attriti che l’aria medesima incontra
muovendosi lungo i canali sono proporzionali a v2/2g, per cui, al
crescere della velocità, aumentano le perdite di carico e la
rumorosità.

di norma, ci si orienta su velocità dell’ordine di 1525m/s
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