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Campi elettromagnetici sul lavoro, quali rischi?
Campi Magnetici statici
Rebecca Del Conte
Aprile 2013
Effetti diretti ed indiretti Misure di Prevenzione e protezione - D. Lgs 81/2008 Misure di sicurezza - D. Lgs 81/2008 Liquidi Criogenici Buona pratica dei laboratori NMR
Laboratori NMR & Campi Magnetici statici
D. Lgs. 81/2008 (Titolo VIII Capo IV) la prima legge sull’esposizione dei lavoratori ai campi
elettromagnetici (“Agenti Fisici”)
I limiti di esposizione si basano sulle linee guida dell’International Commission on Non-Ionizing
Radiational Protection (ICNIRP)
Meccanismi di interazione con campi magnetici statici - Effetti biologici “diretti”
1) Induzione magnetica
2) Interazione spin elettronico
3) Effetti magneto-meccanici
– Orientamento magnetico (torsione)
– Traslazione
1) Induzione Magnetica
Interazioni con elettroliti in movimento
I campi statici esercitano forze di Lorenz su cariche in movimento dando origine a campi elettrici indotti e correnti indotte
Da calcoli teorici risulta:
•A 5T la densità di corrente indotta intorno al cuore sia circa 100 mA/m2, circa il 10% della massima corrente endogena
•Campi fino a 8T si suppone non alterino il ritmo cardiaco
Holden AV. Prog Biophys Mol Biol 87 (2-3):289-320, 2005
1) Induzione Magnetica campi elettrici/correnti indotte dal movimento
•Dai calcoli risultano correnti indotte significative in campi di 2-3 T
•I campi e le correnti indotte aumentano con la velocità di movimento
Questo è correlabile con fenomeni di nausea e vertigini segnalati da alcuni soggetti
•Il D.M. 3.7.93 indica che variazioni di campo minori di 6T/s non producono effetti sulla salute
Le informazioni ad oggi note non indicano problemi significativi di salute dovuti ad esposizioni acute
Crozier S, Liu F. Prog Biophys Mol Biol 87(2-3):267-278, 2005.
2) Interazione spin elettronico
Varie sono le reazioni metaboliche che coinvolgono la formazione di intermedi radicalici che è noto essere affetti da campi magnetici statici
Ad oggi non è chiaro il significato biologico di tali variazioni
3) Effetti Magneto meccanici – Orientamento magnetico
Molecole paramagnetiche ed aggregati diamagnetici in un campo magnetico statico si orientano per minimizzare la loro energia libera
- DNA in soluzione (1%) si orienta in un campo a 13T
- I globuli rossi falciformi si orientano in campi < 1T
- Riorientameto dell’apparato mitotico in campi >17T
Il principio di precauzione è applicato per le persone affette da anemia falciforme, in stato di gravidanza, ecc..: esse non sono ammesse in prossimità di campi magnetici ≥ 0.5mT (5G)
Escluse le poche eccezioni le forse risultano troppo piccole per influire tessuti biologici in vivo
3) Effetti magneto meccanici – Translazione In presenza di gradienti, campi mangetici
statici producono uno forza netta di traslazione su vari materiali • A 8 T con un gradiente di 50 T/m si ha una riduzione dell’altezza dell’acqua in un condotto orizzontale passante attraverso il magnete
• A 10T questo corrispone ad una variazione di pressione dell’H2O (interno/esterno del magnete) <40mm di acqua, insufficiente per alterare il flusso sanguinio umano
• A 8 T si osserva una riduzione del flusso sanguinio nella pelle dei ratti
Ueno S, Iwasaka M. J Appl Phys 75(10):7177-7180; 1994. Schenck JF. J Magn Reson Imaging 12(1):2-19, 2000 Ichioka S et al.. Bioelectromagnetics 21:183-188, 2000.
Effetti biologici indiretti dovuti ad esposizione a campi magnetici statici
Effetti su dispositivi medici impiantati (ferromagnetici o elettronici ) quali : clips, pacemakers, pompe per infusione di ormoni, protesi
Campi < 0.5mT (5G) non infulenzano tali apparati
Effetto propulsivo di oggetti ferromagnetici
È presente per campi > 3mT=30G (D.Lgs 81/2008, capo IV Art.209)
D. Lgs 81/2008 - Titolo VIII – Capo IV
Art 206 . Campo di Applicazione
Determina i requisiti minimi per la potezione dei lavoratori contro i rischi per la salute e la sicurezza derivanti dall’esposizione ai campi magnetici (da 0Hz a 300GHz)
Rischi dovuti agli effetti nocivi a breve termine e non riguarda eventuali effetti a lungo termine
Art 207 - Definizioni Campi Elettromagnetici: Campi magnetici statici, campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici variabili nel tempo con frequenza ≤ 300GHz Valore limite di esposizione: limiti all’esposizione a campi elettromagnetici, basati su effetti accertati e valutazioni biologiche. Il loro rispetto garantisce la protezione contro gli effetti nocivi a breve termine conosciuti.
Valori di azione: valori dei parametri misurabili espressi in Int. campo elettrico (E), int. di campo magnetico (H), induzione magnetica (B), corrente indotta attraverso gli arti (IL) e densità di potenza (S). Il rispetto di questi valori assicura il rispetto dei pertinenti valori limite di esposizione
Misure di prevenzione e protezione D. Lgs 81/2008 Titolo VIII- Capo IV- Art 207-
Unità di misura
D. Lgs 81/2008 - Art 208 and All. XXXVI, A, Table 1 valori limite di esposizine
f: frequecy (Hz) Densità di corrente: definita come corrente che passa attraverso una sezione unitaria perpendicolare alla sua direzione SAR: Specific absorption rate- valore medio, su tutto il corpo o su una parte, del tasso di assorbimento di energia per unità di massa di tessuto
(mA/m2) (rms)
D. Lgs 81/2008 Art 208 and All. XXXVI, B, Table 2 Valori di azione
f: frequecy (Hz) I valori di azione sono ottenuti a partire dai valori limite di esposizione secondo ICNIRP (7/99) Il rispetto di questi limiti garantisce il rispetto dei valori limiti di esposizione
=2000G
ICNIRP Guidelines 2008 Limits of exposure to static magnetic fields
Exposure Characteristics Magnetic flux density
Occupational
Exposure of head and trunk 2 T
Exposure of limbs 8 T
General public
Exposure of any part of the body 400 mT
To prevent inadvertent harmful exposure of person with implanted medical devices and implants containing ferromagnetic material , and danger from flying object, a lower restriction level is fixed to 0.5mT (5G)
Misure di sicurezza Indicazione delle zone ad
accesso limitato per la presenza di campi magnetici statici > 0.5 mT (5G)
– Non sono ammesse persone con dispositivi medici elettronici, donne in stato di gravidanza, ragazzi di età inferiore ai 14 anni,…
– Tutti gli oggetti metallici devono essere amagnetici per evitare il rischio propulsivo
Esposizione simultanea a campi
Deve essere valutata la presenza di più sorgenti
Titolo VIII- Capo IV - D. Lgs 81/2008
Art 209 –Identificazione dell’esposizione e Valutazione dei rischi Il datore di lavoro deve misurare e calcolare i livelli dei campi a cui il lavoratore è esposto Qualora i valori di azione risultino superati il datore di lavoro calcola se i valori limite sono stati superati Nella valutazione del rischio il datore di lavoro presta attenzione ai rischi diretti ed indiretti
Art 210 – misure di prevenzione e protezione Sulla base della valutazione del rischio tutte le possibili azioni per la sicurezza devono essere applicate (Accessi limitati, DPI, etc.)
Art 211 – sorveglianza medica La sorveglianza sanitaria viene effettuata periodicamente, di norma una volta l’anno
Cosa sono i liquidi criogenici? - Gas liquefatti mantenuti allo stato liquido
raffreddandoli a T < del loro punto di ebollizione.
-Tutti I liquidi criogenici sono estremamente freddi
- Vapori e gas derivanti da liquidi criogenici sono anch’essi estremamente freddi
-I liquidi criogenici più usati nei nostri
laboratori sono:
He liquido- Punto di ebollizione (1 atm) 4.2K per 4He e 3.2K per 3He
N2liquido – Punto di ebollizione (1 atm) 77K
Caratteristiche dei contenitori
Nei nostri laboratori:
- Liquid Dewar Flasks: non sono pressurizzati, hanno camera isolante sotto vuoto, con valvola di sicurezza di non ritorno che permette lo scarico dei gas
- Laboratory Liquid Dewar Flasks: usati per l’immagazzinamento temporaneo, con grande apertura
I Liquidi criogenici sono tenuti in contenitori termicamenti isolati
Quali sono i pericoli dei liquidi criogenici?
-Basse temperature (Ustioni da assideramento, brevi esposizioni di tessuti delicati (occhi) possono portare a danni permanenti, danni ai polmoni, ustioni da contatto con superfici fredde)
-Asfissia /Esplosioni (piccoli volumi di liquido possono evaporare in gradi volumi di gas, gas non tossici possono saturare l’aria (1 l di N2 liquido=695 l di gas, circa 1m3)
-Tossicità (sulla base della tossicità di ciascun gas)
Sistemi di sicurezza
-Ventilazione dei laboratori
-Aspirazione automatica in caso di riduzione della % di O2 (in NMR lab casi di quench, grossi sversamenti, ecc...)
-Refill dei dewar da eseguire in aree ventilate/ esterne
DPI richiesti per la manipolazione dei liquidi criogenici
-Schermo facciale o
occhiali di sicurezza
-Guanti di sicurezza
(Guanti isolanti e laschi)
-Scarpe chiuse/stivali e pantaloni che coprono completamente il collo della scarpa
-Non indossare orologi, anelli o gioielli
Altre raccomandazioni per la sicurezza Tenere I contenitori in aree ventilate
Trasferire i criogenici lentamente per evitare shock termici o eccessiva pressione
Controllare costantemente le operazioni di refill
Utilizzare solo contenitori adatti al freddo estremo
Non toccare parti metalliche senza DPI
Attenzione alle superfici raffreddate dove si può trovare aria condensata (l’O2 liquido contiene 4,000 volte più ossigeno)
Usare pinze per recuperare eventuale materiale disperso nel liquido criogenico
Attenzione all’infragilimento dei materiali