Soluzioni innovative per mitigare il rischio in operatori esposti a radiazioni ionizzanti, radiazioni non ionizzanti e ad agenti cancerogeni chimici e fisici

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Nel caso di quelle attività che presuppongono esposizioni a radiazioni ionizzanti, i lavoratori possono accumulare dosi in grado di causare lesioni interne ed innescare mutazioni fino allo sviluppo di patologie neoplastiche. Il limite di esposizione dosimetrico, acquisibile secondo le direttive sanitarie italiane, è stato progressivamente ridotto inducendo la progettazione e realizzazione di nuovi dosimetri, anche in campo professionale, basati su tecnologie tuttavia ancora consistenti in misurazioni offline e verifiche di check point puntuali a ridosso di porzioni limitate della superficie epiteliale dell’operatore. Gli algoritmi implementati di intelligenza artificiale (AI) possono essere addestrati per “leggere” le immagini complesse ed eterogene grazie alle tecniche di machine learning fino all’utilizzo diretto di tecniche di deep learning, di apprendimento profondo tramite reti neurali artificiali stratificate riuscendo in tal modo a fornire informazioni maggiormente dettagliate e accurate e più disponibili con maggiore immediatezza.

Diversi studi scientifici sono stati condotti su coorti di lavoratori esposti ad agenti cancerogeni chimici e fisici, dimostrando la sensibilità e l’utilità di biomarkers che possono pertanto essere considerati come dei reali indicatori di effetto biologico e quindi di danno precoce nel campo della cancerogenesi. In questo ambito, le potenzialità tecniche e scientifiche dei software programmati per il machine learning possono rappresentare uno strumento tecnologico innovativo per l’esecuzione e l’attuazione pratica di questo tipo di biomonitoraggio, per una ricaduta applicativa immediata nel settore sanitario, riducendo sia i tempi di analisi che i costi.

Ciò può essere realizzato utilizzando piattaforme già esistenti ma che possono dimostrarsi flessibili nei confronti di ulteriori evoluzioni e implementazioni da operare sui tradizionali algoritmi morfometrici. La metodica può essere inizialmente testata con l’impiego di materiale biologico, prelevato in modo non invasivo e conservato secondo comprovati standard di qualità, in configurazioni ad alta probabilità di rilevazione di danno genotossico.

Ulteriore approfondimento riguarderà la valutazione del rischio da esposizione occupazionale nelle installazioni di Risonanza Magnetica. Lo scopo di questo progetto è realizzare strumenti utili alla valutazione del rischio da esposizione occupazionale ai campi elettromagnetici (CEM) in ambienti di Risonanza Magnetica (RM) caratterizzati dalla presenza di tomografi ad alto campo (>= 3 Tesla), allo scopo di garantire la sicurezza dei lavoratori che per qualsivoglia mansione hanno accesso al Sito. In particolare, verrà sviluppato un tool per la stima dell’esposizione dei lavoratori in RM, attraverso uno strumento digitale (ad esempio una app) da mettere a disposizione di tutti gli operatori del settore. Lo strumento sarà in grado di valutare l'esposizione e confrontarla con i limiti previsti dal D.Lgs. 159/16, tenendo conto delle caratteristiche dell’ambiente RM in cui il lavoratore svolge il proprio lavoro. La valutazione del rischio in ambiente RM sarà svolta anche utilizzando strumenti commerciali per la misura del campo statico e dei campi gradienti, per la definizione di zone ad alto rischio nello specifico ambiente. Infine, unicamente da un punto di vista della ricerca scientifica, saranno realizzati degli studi di dosimetria personale durante i quali l’esposizione al campo magnetico statico (e ai campi lentamente variabili dovuti ai movimenti nel campo statico) sarà valutata tramite strumenti di misura (dosimetri personali o strumenti commerciali) o con stime da simulazioni elettromagnetiche, nell’ottica di caratterizzare le figure professionali e rilevare le mansioni a rischio di una più alta esposizione.

Impatti previsti e ricadute applicative

Per ridurre il rischio di esposizione alle radiazioni ionizzanti dei lavoratori, sono disponibili elementi dosimetrici attivi inseribili in sistemi di rilevazione in forma di gel potenzialmente adattabili alla complessa geometria della superficie corporea, dunque ergonomici, in grado di fornire una dosimetria sperimentale attendibile desunta dall’analisi delle immagini tratte dai sistemi di rilevazione dove l’elemento attivo ha subito una modifica indotta dall’energia depositata. Tale analisi di immagini, prodotte in gran numero, svolta dagli algoritmi implementati su sistemi di intelligenza artificiale (AI) sarebbe resa con una efficacia ed accuratezza ad oggi non disponibili.

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Lo sviluppo di una metodica che preveda l’utilizzo dell’intelligenza artificiale a partire da strumenti facilmente reperibili in laboratori specializzati nella valutazione del rischio, e l’integrazione di tali strumenti con una piattaforma software automatizzata, dinamica, sensibile e veloce, potrà offrire risultati analitici caratterizzati da elevata riproducibilità e specificità, permettendo di rilevare diverse tipologie di danno precoce al DNA nei lavoratori esposti nei processi produttivi, prima dell’insorgenza di patologie, anche in presenza di elevati carichi di lavoro, consentendo un notevole risparmio di tempo e risorse umane.

L’evoluzione di una tale metodica sviluppata ex novo dal prelievo, all’analisi del campione, testata su larga scala, consentirà di individuare situazioni di rischio negli individui esposti, contribuendo ad una più efficace gestione dei rischi in specifici ambienti lavorativi e ad una riduzione statisticamente significativa dell’insorgenza di patologie professionali.

La realizzazione di un sistema prototipale, brevettabile che possa consentire di applicare la metodica in diversi contesti lavorativi ad alto rischio di esposizione ad agenti cancerogeni/mutageni, potrebbe consentire di realizzare dispositivi tecnologici utili per ricadute immediate per i soggetti preposti alla Sorveglianza Sanitaria.

La misura sperimentale dell’esposizione ai CEM del lavoratore è complessa e difficile da effettuare durante lo svolgimento dell’attività lavorativa quotidiana in ambiente RM. È inoltre necessaria una costante formazione degli operatori di RM relativa ai rischi associati all’esposizione ai campi magnetici, data la continua evoluzione tecnologica dell’ambiente RM, che richiede un aggiornamento continuo anche negli aspetti prevenzionistici. A differenza di quanto avviene per altri settori occupazionali (per i quali si possono trovare applicazioni dedicate, ad esempio nel portale OirA, Online Interactive Risk Assessment, fornito dall’Agenzia europea per la sicurezza e la salute sul lavoro) ancora non si ha a disposizione nessun tipo di strumento interattivo online per la valutazione dei rischi in questo specifico settore. Inoltre, allo stato attuale, sono riscontrabili carenze nell’analisi del rischio di esposizione ai CEM degli operatori che lavorano in ambienti RM con applicazioni diverse da quelle cliniche. Il progetto mira a colmare le suddette lacune, individuando eventuali situazioni di rischio specifiche per lavoratori (anche per quelli particolarmente sensibili) favorendo la formazione del personale e fornendo strumenti pratici con cui valutare l’entità del rischio ed individuare, laddove necessario, misure di prevenzione e protezione. Gli strumenti sviluppati nel corso del progetto saranno evidentemente utili alle Strutture per l’elaborazione di buone prassi finalizzate alla minimizzazione del rischio.

Strutture di Ricerca Inail coinvolte

Dimeila: Sezione 6 Supporto tecnico al servizio sanitario nazionale in materia di radiazioni.

Dit: Laboratorio VI Valutazione dei rischi e degli strumenti per la tutela del lavoratore.

Obiettivo 4: Sviluppo e applicazione di metodologie di analisi statistica epidemiologica per studiare gli effetti dell’esposizione ambientale e occupazionale sulla salute della popolazione e dei lavoratori basate sull’uso di BigData derivanti dall’integrazione di banche dati nazionali correnti.

Sulla base dei risultati finora raggiunti nel precedente Piano della Ricerca, si intende implementare metodi di analisi statistica epidemiologica (analisi delle serie temporali, analisi case-crossover, classificazione e selezione dell’informazione), applicabili a vari tipi di studi analitici (caso-controllo, di coorte) che prendano in considerazione l’integrazione di Bigdata provenienti da fonti di dati di varia natura: dati di mortalità, di incidenza, anagrafi degli assistibili, registri degli esposti ad agenti cancerogeni nei luoghi di lavoro, dati di origine amministrativa (Inail, Inps, Ministero del Lavoro).

In particolare, verranno perfezionati i modelli statistico-epidemiologici per la valutazione del nesso eziologico tra l’esposizione e lo stato di salute di una popolazione esposta, definendo il contributo dei diversi fattori considerati ambientali e/o occupazionali ed eventualmente la loro

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interazione con l’obiettivo di utilizzare tutte le informazioni disponibili ricavate dall’intera storia lavorativa del soggetto.

Inoltre, in prosecuzione del precedente piano triennale di ricerca, saranno condotti approfondimenti su specifiche patologie di interesse (es. respiratorie) in gruppi di popolazione e lavoratori, utilizzando anche dati disponibili da studi analitici contenenti informazioni di natura occupazionale. Saranno condotti studi mirati all’analisi di mortalità collegata a specifici agenti cancerogeni occupazionali.

Impatti previsti e ricadute applicative

I risultati del progetto consentiranno di approfondire le conoscenze sull’eziologia dei tumori e di specifiche malattie lavoro-correlate, studiare e predire le dimensioni del fenomeno, valutandone la frequenza nelle popolazioni e stimando la probabilità di sviluppare la malattia in relazione ai diversi fattori di rischio, confermare evidenze note ed evidenziare nuovi profili di rischio, ed in comparazione tra popolazione generale e lavoratori. L’identificazione degli eccessi di rischio per malattie e neoplasie in settori economici specifici, contribuirà a migliorare le attuali conoscenze sull'origine professionale di queste malattie. La mappatura sul territorio di tali indicatori consentirà di identificare cluster di patologie su cui attivare interventi mirati di prevenzione. La produzione di matrici di esposizione specifiche e di mappe tematiche di rischio contribuiranno a valutare il rischio dovuto a specifiche attività professionali che implicano esposizione ad agenti cancerogeni/mutageni e/o agenti atmosferici. Tali matrici, realizzate a livello di comparto industriale, potranno essere utilizzate per mettere in relazione il rischio espositivo sul luogo di lavoro con l’occorrenza delle patologie tumorali e/o le morbosità nei settori maggiormente interessati. I risultati saranno oggetto di massima diffusione a livello scientifico con pubblicazioni su riviste nazionali/internazionali e presentazioni in convegni e/o seminari nazionali/internazionali.

Strutture di Ricerca Inail coinvolte

Dimeila: Laboratorio 9 Epidemiologia occupazionale e ambientale; Laboratorio 6 Interazioni sinergiche tra rischi;

Durata 3 anni Collaborazioni

esterne Si

Limite di spesa annuo

*

€ 1.850.000

* Limite di spesa tenuto conto dell’appostamento per la ricerca innovativa come da delibera Civ n.12/2021.

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Programma 8

Innovazione dei processi connessi alla digitalizzazione, alla robotizzazione, alle nanotecnologie e alle biotecnologie: dalla gestione dei rischi alle opportunità per gli interventi di prevenzione

Classificazione

□ Strutturale □ Innovativa X Sperimentale □ Speciale Amianto Matrici di settore

 Industria

 Artigianato

 Terziario

 Altre attività (secondo la classificazione della tariffa dei premi Inail)

 Agricoltura

 Navigazione

 Attività che espongono al rischio radiologico Coordinamento programma

Dimeila (Stefano Signorini) – Dit (Carlo De Petris) Razionale

Negli ultimi anni i progressi raggiunti dalla continua e incessante innovazione tecnologica hanno determinato profondi cambiamenti nel mondo del lavoro, sia sul fronte della produzione industriale che sulle modalità di erogazione dei servizi. L’entità delle trasformazioni in corso nel mondo del lavoro, generate dal progresso tecnologico, è tale che si parla di “quarta rivoluzione industriale”, ovvero l’attuale tendenza relativa alla digitalizzazione dei processi produttivi e lavorativi, tramite ad esempio l’uso massivo della robotica nel settore industriale e delle information and communication technologies (Ict) nel settore dei servizi e della pubblica amministrazione. Le opportunità di crescita e sviluppo che scaturiscono da questa profonda trasformazione del mondo del lavoro sono numerose: le tecnologie abilitanti (Key Enabling Technologies - Ket) in particolare stanno determinando crescita e innovazione dei processi, dei prodotti e dei servizi in tutti i settori economici dell’attività umana grazie allo sviluppo di soluzioni o miglioramenti tecnologici frutto di esperienze di ricerca. Anche il programma Horizon 2020 ha sostenuto e rafforza l’impegno per le Ket individuando tra le categorie principali le nanotecnologie, i materiali avanzati, le biotecnologie, l’intelligenza artificiale.

L’utilizzo dei dispositivi collaborativi fissi e mobili e delle tecnologie indossabili (attive o passive) rappresenta una sfida per il futuro. L’utilizzo dei dispositivi robotici collaborativi, di tecnologie indossabili e multisensoristiche rappresenta una delle maggiori sfide della fabbrica del futuro. La combinazione di forza e resistenza di un sistema robotico con la flessibilità e l'adattabilità dell’uomo possono migliorare l'efficienza dei processi produttivi salvaguardando allo stesso tempo la salute ed il benessere del lavoratore. Nonostante i potenziali benefici per i lavoratori e per l'industria, l'introduzione di tali dispositivi non ha ancora raggiunto una sufficiente diffusione nel nostro paese. Per comprendere come tecnologie collaborative, esoscheletri e tecnologie indossabili giochino un ruolo importante nell'industria del futuro, possiamo fare riferimento a Hermann et al., (2016) e ai quattro principi della progettazione:

(1) assistenza tecnica (virtuale e fisica), (2) interconnessione (collaborazione, standard e sicurezza), (3) trasparenza delle informazioni (analisi dei dati e fornitura di informazioni) e (4) decentralizzazione delle decisioni. Oltre alle sfide tecniche, ci sono ancora difficoltà legate all'usabilità, all'indossabilità, al comfort e all’insieme delle interazioni di questi dispositivi con il lavoratore e l’ambiente di lavoro circostante. Occorre inoltre studiare sia per tecnologie indossabili che per la robotica collaborativa sia statica che mobile come si modifica il programma motorio del lavoratore e quali implicazioni hanno tali modifiche sui profili di rischio con particolare riferimento al rischio biomeccanico. Una nuova frontiera nell’uso delle tecnologie indossabili e collaborative è rappresentata dal loro impiego ai fini del reinserimento

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lavorativo di infortunati e tecnopatici, possibile sviluppo del già rilevante impegno dell’Istituto nel campo della protesica. Per la verifica di efficacia dei diversi interventi riabilitativi e ai fini dell’ottimizzazione ed individualizzazione dei percorsi di recupero, occorre continuare a sviluppare l’utilizzo di nuovi indicatori biomeccanici (variabili cinematiche, cinetiche ed elettromiografiche) insieme a indicatori metabolici che tengano conto della ridotta superficie.

Le innovazioni e i progressi tecnologici hanno portato ad importanti cambiamenti con possibili ricadute sui rischi da esposizione occupazionale a nuovi materiali e processi produttivi. Gli effetti possono essere positivi in termini di miglioramento della qualità del lavoro, ma possono, al contempo, determinare nuovi rischi per la salute e la sicurezza dei lavoratori. I nanomateriali (NM) e i nuovi materiali emergenti hanno sempre di più un impatto rilevante nei processi di produzione innovativi. I lavoratori sono potenzialmente esposti nelle varie fasi del ciclo di vita dei prodotti che incorporano tali materiali, dalla ricerca e sviluppo alla produzione su scala industriale fino allo smaltimento e al riciclo dei rifiuti. L’applicazione di un approccio di prevention-through-design che integri la valutazione dell’esposizione e lo studio degli effetti sulla salute, permette di intervenire per il contenimento del rischio a partire dalla fase di progettazione sia dei materiali che dei processi, con notevole impatto in termini di efficacia delle misure di mitigazione e riduzione dei costi per le imprese. Attualmente la silice amorfa (SiO2), il biossido di titanio (TiO2), l’ossido di cerio (CeO2), l’ossido di zinco(ZnO), i nanotubi di carbonio ed il nano-argento rappresentano le tipologie di NM più largamente impiegati nei prodotti di consumo. Nello sviluppo delle tecnologie innovative più recenti la produzione e l’utilizzo di NM si rileva nell’industria dei semiconduttori e nella sensoristica avanzata: grafene, nitruro di boro (BN), perovskiti, ossido di molibdeno (MoO3), bio-nanomateriali e nuovi composti con proprietà anti-microbiche e anti-virali che hanno riscontrato particolare interesse anche per lo sviluppo di misure di protezione durante la recente pandemia di Sars-CoV-2.

Inoltre, le proprietà dei NM vengono sempre più spesso utilizzate all’interno di miscele polimeriche per la produzione di rivestimenti innovativi che forniscono alle relative applicazioni specifiche proprietà termiche, meccaniche, elettriche ed elettromagnetiche. Infine, tra i processi di produzione innovativi la diffusione crescente delle tecniche di manifattura additiva sottolinea la necessità di valutare e gestire l’impatto sui lavoratori esposti alle polveri di dimensione nanometrica e altri inquinanti derivati non intenzionalmente dalla fabbricazione di un prodotto o da un sistema di stampa 3D.

I materiali innovativi rappresentano un’importante frontiera di studio per la prevenzione e il controllo del rischio biologico nel settore sanitario. Le Infezioni Correlate all’Assistenza (ICA) rappresentano la complicanza più grave dell’assistenza sanitaria con ricadute significative sia sotto il profilo clinico che economico. Da un’indagine sulla prevalenza delle ICA condotta dall’ECDC nel 2012, è emerso che in Europa 3,2 milioni di pazienti sono stati colpiti e 37.000 sono deceduti come conseguenza diretta delle stesse. Queste infezioni interessano principalmente i pazienti e con minore frequenza il personale sanitario le cui mani/guanti sono un tramite per la trasmissione dei germi. In riferimento alla recente pandemia da Sars-CoV-2, i contatti diretti con pazienti o superfici contaminate si sono rivelati un veicolo per la trasmissione del virus in particolare tra gli operatori sanitari. Nell’ultimo decennio, in accordo con le strategie europee, lo sviluppo nel settore delle nanotecnologie ha aperto nuovi orizzonti nella ricerca di materiali antimicrobici “non tradizionali” o “avanzati” da impiegare come rivestimenti igienici (antimicrobial coatings) o superfici auto-disinfettanti (self-disinfecting surfaces). I materiali avanzati sono considerati tecnologie abilitanti perché presentano nuove funzionalità e caratteristiche tali da consentire la realizzazione di prodotti innovativi e di elevata qualità contribuendo a ridurre l’impatto ambientale e il consumo delle risorse.

I cambiamenti degli ultimi decenni, legati ai processi di digitalizzazione ed automazione delle relazioni socio-economiche, hanno un impatto crescente sul lavoro e hanno modificato sostanzialmente la struttura organizzativa, contribuendo ad aumentare la diffusione di modelli basati su forme di economie a rete (crowdsourcing, gig e platform economy, ecc…). La recente pandemia da SARS-CoV-2 ha avuto effetti rilevanti su tali processi, da un lato accelerandone la realizzazione, dall’altro evidenziando le criticità di gestione in alcuni contesti. In particolare,

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si è evidenziata l’importanza del dialogo sociale, ad esempio nel percorso di definizione dei contenuti del “Protocollo condiviso di regolamentazione delle misure per il contrasto e il contenimento della diffusione del virus COVID-19 negli ambienti di lavoro” del 14 marzo 2020, integrato il 24 aprile 2020 e successivamente aggiornato il 6 aprile 2021. Il coinvolgimento del sistema di prevenzione aziendale, attraverso il ruolo delle diverse figure della prevenzione, ha contribuito all’integrazione ed implementazione delle misure di prevenzione e protezione per il contenimento del rischio di contagio nei luoghi di lavoro, con impatti anche al livello più ampio di comunità. In tale scenario, caratterizzato da forti criticità, la partecipazione attiva delle rappresentanze specifiche dei lavoratori contribuirà ad approfondire i bisogni formativi e le modalità di acquisizione delle capacità del mondo digitale. Prevedere, inoltre, un approccio multidisciplinare, indirizzato ad esplorare i diversi ambiti e contesti lavorativi e le nuove forme di prestazione lavorativa, permetterà di valutare gli impatti di tali cambiamenti sulle condizioni lavorative e sulla tutela della salute e sicurezza dei lavoratori. Un sistema di tutela della salute e sicurezza sul lavoro (SSL), orientato alla prevenzione e che tenga conto anche di nuove forme di esposizione lavorativa, favorirà nuove modalità di confronto e sostegno ai lavoratori, prevedendo un ordinamento ripensato in funzione di tutele più effettive.

Nel 2020 l’analisi degli ambiti di investimento effettuata dalla Banca Europea per gli Investimenti ha evidenziato che nel settore dei servizi le imprese tendono a investire meno in macchinari e attrezzature a favore di investimenti in software, dati, tecnologie dell’informazione e siti web. Nello specifico le aziende italiane hanno concentrato gli investimenti innovativi anche su software e tecnologie digitali in linea con quanto fatto negli USA e in Europa. La formazione nell’ambito dell’innovazione tecnologica, nel nostro Paese riceve, invece, una quota inferiore di investimenti da parte delle aziende sia rispetto agli USA sia rispetto al resto dell’Europa. Nell’adozione di soluzioni di robotica avanzata nel manifatturiero i dati italiani sono leggermente inferiori a quelli europei con il 41% rispetto al 47% di investimenti e nella stampa 3D lo scostamento è ancora più elevato. Il livello di adozione delle piattaforme tecnologiche, invece, risulta più elevato rispetto agli altri Paesi UE:

il 73% di aziende italiane ha già introdotto soluzioni di questo tipo (52% EU) sebbene lo scostamento sia minore per l’Internet of Things (43% rispetto al 38% EU). Nell’ambito del Next Generation EU, il nostro Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza 2021-2026 prevede investimenti pari a 191,5 miliardi di euro. In particolare la Missione 1 “Digitalizzazione, innovazione, competitività, cultura” programma investimenti di quasi 50 miliardi di euro (oltre il 25% delle risorse totali) in infrastrutture per la modernizzazione delle reti di telecomunicazioni a sostegno dell’intero sistema economico. L’interazione tra i processi di trasformazione digitale e l’impatto della crisi pandemica ha agito da acceleratore sui cambiamenti dell’organizzazione del lavoro con il conseguente stravolgimento della natura, dei soggetti, dei tempi e delle modalità di organizzazione e di gestione delle attività lavorative, con implicazioni sulla SSL. Secondo l’Agenzia Europea per la SSL l’impatto della digitalizzazione può comportare: rischi per la salute dovuti al crescente lavoro online, fattori di rischio psicosociali/organizzativi, nuove sfide in materia di cybersecurity e problematiche nell’applicazione dei regolamenti della SSL anche dovuti alle nuove forme di lavoro.

Uno dei settori più promettenti dei processi biotecnologici è quello della produzione di biocombustibili avanzati (biogas, biometano, bioetanolo, idrogeno). Il biometano e l’idrogeno

Uno dei settori più promettenti dei processi biotecnologici è quello della produzione di biocombustibili avanzati (biogas, biometano, bioetanolo, idrogeno). Il biometano e l’idrogeno