Sviluppo e sperimentazione di prototipi avanzati di dispositivi per il controllo del rumore e delle vibrazioni a tutela della salute dei lavoratori

L’obiettivo tende a sviluppare e ad approfondire la tematica del contenimento e del controllo del rischio derivante dall’esposizione a rumore attraverso la messa a punto e sperimentazione in laboratorio e sul campo del controllo attivo del rumore nel settore agricolo (nella cabina di un trattore agricolo) e la messa a punto di dispositivi di controllo del rumore di cavità ed incapsulaggi in ambito industriale. Proseguirà la sperimentazione in laboratorio e sul campo del nuovo sedile a controllo attivo idraulico/pneumatico a 1 grado di libertà (realizzato dalla Tees Srl e consegnato a settembre 2021) nonché la realizzazione e sperimentazione di un sistema di compensazione del rollio e delle oscillazioni in direzione orizzontale, la cui progettazione funzionale è stata svolta con specifico progetto BRIC 2019. Inoltre, verrà avviata la progettazione e realizzazione di nuovo sedile a controllo attivo a 2 gradi di libertà, uno verticale e l’altro orizzontale, già studiati separatamente, e la sperimentazione in laboratorio con la valutazione dell’efficacia smorzante nell’intervallo di frequenze 0 – 10 Hz per sollecitazioni randomiche.

L’obiettivo mira altresì ad approfondire la ricerca di base sulle interazioni tra l’esposizione vibratoria e la risposta neuromuscolare dell’organismo intero. A tale proposito, saranno studiati gli effetti uditivi delle vibrazioni e le patologie ad esse correlate, con particolare riferimento alla valutazione dell’affaticamento fisico e cognitivo derivante dall’esposizione con una differenziazione per età. La ricerca prevede inoltre di misurare e valutare le vibrazioni trasmesse al sistema mano-braccio su campo in specifici contesti lavorativi (ad es. agricolo e forestale) ovvero in campi prova appositamente predisposti per l’utilizzo in sicurezza di utensili vibranti oppure in laboratorio tramite l’utilizzo di un apposito generatore di vibrazioni (shaker).

Infine, alla luce del progressivo invecchiamento della popolazione lavorativa, verrà analizzato anche il ruolo che potrebbe avere l’avanzamento dell’età degli esposti sui tradizionali descrittori di rischio vibrazioni.

Impatti previsti e ricadute applicative

Messa a disposizione di tecnologie e dispositivi di prevenzione tecnica per la riduzione delle malattie da rumore e vibrazioni a carico degli addetti alla guida di mezzi agricoli e industriali.

DATA PROT. n. ORGANO

07/12/2021 366 CA

Messa a punto di una tecnologia italiana per la realizzazione di cabine di mezzi agricoli e industriali dotate di dispositivi per il controllo attivo del rumore (ANC) e di sedili per il controllo delle vibrazioni, in grado di essere trasferita alle aziende italiane per renderle più competitive nei confronti dei principali produttori mondiali di cabine e di sedili industriali.

Messa a punto di dispositivi avanzati di controllo del rumore di cavità ed incapsulaggi industriali, estendibili ad una casistica molto estesa di apparecchiature che determinano eccessiva rumorosità negli ambienti di lavoro.

Formulazione di un modello di camminata con perturbazione vibratoria utile ad una valutazione del rischio predittiva su modello numerico.

Studio delle opportune metodiche di attenuazione delle vibrazioni, finalizzate ad una efficace riduzione degli effetti locali e generali sulla salute e la sicurezza dei lavoratori e non delle sole vibrazioni meccaniche locali. La valutazione integrata consentirà di avere come risultato non più l’assenza del danno locale, ma il benessere dell’individuo nel suo insieme.

Strutture di Ricerca Inail coinvolte

Dimeila: Laboratorio 2 Rischio agenti fisici; Laboratorio 1 Rischio agenti chimici; Laboratorio 6 Interazioni sinergiche tra rischi; Laboratorio 7 Ergonomia e fisiologia; UOT Cert. Verif. sede di Firenze.

Obiettivo 4: Studio e valutazione dei fattori di rischio incrociati connessi all’inquinamento indoor negli ambienti di lavoro in relazione alla interazione uomo-ambiente e sviluppo di nuovi sensori

Con l’obiettivo di ricerca 4 si intende proseguire gli studi sul tema della valutazione della esposizione dei lavoratori e della popolazione tramite misure di inquinamento indoor di materiale particolato in ambienti sanitari. La proposta riprende il tema della valutazione dell’inquinamento indoor da materiale particolato in ambienti di lavoro in un’ottica di interazione uomo-ambiente attraverso la misura dell’inquinamento e il possibile impatto dell’esposizione. Sono previsti studi peculiari sugli effetti termici e meccanici indotti dal movimento dell’uomo sulla dispersione/ri-sollevamento del materiale particolato e sugli effetti tossicologici prodotti dalla frazione ultra fine sulle cellule.

Ulteriore approfondimento sarà dedicato alle patologie allergiche che si caratterizzano come multifattoriali non soltanto per le interazioni tra le diverse fonti espositive ambientali ma anche per la natura “multiorgano” riguardante gli effetti sulla salute. Verrà approfondito il ruolo delle esposizioni polliniche approfondendo sia la composizione biochimica pollinica che le risposte immuno-fisiologiche dei lavoratori esposti, avvalendosi di metodologie innovative in grado di valutare in maniera specifica e parallela la presenza di un determinato allergene nella matrice ambientale e la risposta individuale allo stesso allergene nella matrice biologica.

Relativamente agli impianti “verdi”, tra cui gli impianti che si occupano di recupero di materie prime dai rifiuti, l’oggetto dello studio saranno le realtà lavorative complesse dove coesistano rischi dovuti a sostanze chimiche pericolose di vecchia e nuova generazione caratterizzate da persistenza, scarsa biodegradabilità ed elevata biomagnificazione. Particolare attenzione sarà rivolta agli inquinanti organici emergenti allo scopo di acquisire e ampliare le informazioni necessarie a caratterizzarne il comportamento ambientale, la tossicità e la capacità di bioaccumulo. Ciò consentirà di fornire una valutazione preliminare del rischio potenziale per la salute umana, legato all’esposizione alle diverse classi di inquinanti organici considerate nei luoghi di lavoro in studio. Inoltre, sarà possibile predisporre sistemi di gestione delle informazioni sulle sostanze identificate come estremamente preoccupanti e su altre sostanze rilevanti, in particolare quelle con effetti cronici, così come indicato nel Piano d'Azione per l'economia circolare dalla Commissione Europea. Infine, saranno valutati gli eventuali effetti sulla salute e, in generale, sull'ambiente e sul clima delle nuove tecnologie di riciclaggio dei rifiuti e di recupero delle materie prime.

DATA PROT. n. ORGANO

07/12/2021 366 CA

Impatti previsti e ricadute applicative

Messa a punto di strumentazione scientifica (sviluppo di nuovi sensori di velocità dell’aria per misure tensoriali; studio e sviluppo di sensori per la misura di fluttuazioni della velocità e temperatura in ambienti indoor; studio di sensori per la misura di particolato ad alta frequenza in ambienti indoor).

Contributo alla stesura di protocolli per la classificazione degli ambienti indoor sulla base delle ipotetiche capacità di accumulo di inquinanti (Pm); alla previsione dell’inquinamento indoor sulla base dei fattori outdoor, della frequentazione delle persone e delle caratteristiche legate all’ambiente; allo sviluppo di modelli di simulazione della interazione uomo-ambiente basati su dati in apposite campagne di misura; allo sviluppo di futuri standard normativi sul particolato in ambiente indoor per la protezione della salute umana con particolare riferimento alla protezione da patologie lavoro correlate anche al fine della riduzione della morbidità e promozione della abilità lavorativa.

Contributo all’analisi del rischio allergologico, non specificamente normato, ma incluso tra i rischi legati all’esposizione ad agenti chimici e ad agenti biologici, anche ai fini della sorveglianza dei lavoratori a seguito della conoscenza di specifiche fonti di esposizione.

Al fine di ampliare le conoscenze e le informazioni sull’esposizione lavorativa a inquinanti emergenti in realtà industriali complesse, la ricerca è indirizzata allo studio della distribuzione di tali sostanze nelle polveri depositate e nelle diverse frazioni del materiale particolato aerodisperso, collezionato in impianti scelti ad hoc. Particolare attenzione sarà posta alla frazione ultrafine (diametro aerodinamico al di sotto dei 100 nm), generalmente associata ad aumentata morbilità e mortalità cardiovascolare e respiratoria in quanto caratterizzata da una maggiore capacità di penetrazione nell’apparato respiratorio umano. I dati così raccolti, oltre a fornire un database utile alle agenzie di regolamentazione per definire linee guida, direttive, norme di qualità, avranno lo scopo di fornire strumenti utili per una corretta valutazione del rischio a cui possono essere sottoposti gli operatori impiegati nelle imprese prese in esame.

Inoltre, poiché nelle polveri aerodisperse le sostanze tossiche sono presenti generalmente a livello di tracce, particolare attenzione sarà posta allo sviluppo di metodi analitici idonei per la simultanea determinazione di più classi di inquinanti. Tali metodi, sottoposti a validazione, potranno essere utilizzati dagli enti governativi per la definizione di metodologie analitiche di riferimento necessarie per rendere comparabili le misure e le analisi condotte durante i piani nazionali di monitoraggio.

In aggiunta, l’identificazione di particolari contaminanti, mediante tecniche analitiche di nuova generazione, permetterà l’individuazione di sorgenti di inquinamento specifiche della realtà lavorativa in esame fornendo un quadro, il più esaustivo possibile, dei rischi lavorativi esistenti.

Infine, l’eventuale analisi della tossicità degli inquinanti emergenti caratteristici contribuirà, ulteriormente, a definire la possibile pericolosità degli impianti considerati. Pertanto, il contemporaneo sviluppo di studi di risk assessment, di identificazione delle sorgenti e di tossicità permetterà di fornire indicazioni utili a pianificare azioni per una corretta tutela dei lavoratori.

Strutture di Ricerca Inail coinvolte

Dimeila: Laboratorio 6 Interazioni sinergiche tra rischi; Laboratorio 1 Rischio agenti chimici;

Laboratorio 3 Rischio agenti cancerogeni e mutageni; Laboratorio 4 Rischio agenti biologici;

Laboratorio 7 Ergonomia e fisiologia. Dit: Laboratorio VII Tutela ambientale del contesto lavorativo e antropico.

Obiettivo 5: Applicazione di tecniche di Spettroscopia Laser Raman per la caratterizzazione e l’analisi di sostanze presenti negli ambienti di lavoro.

DATA PROT. n. ORGANO

07/12/2021 366 CA

L’obiettivo intende fornire un contributo all’esigenza di caratterizzazione di potenziali sostanze inquinanti, quali ad esempio le micro-nanoparticelle, per le quali non è sufficiente determinarne la concentrazione ponderale per dedurne il grado di pericolosità, nonché di analisi dei meccanismi di interazione che alcune molecole o materiali possono avere con organismi biologici come materiali asbestiformi o similari, nanoparticelle e materiali ingegnerizzati. A queste esigenze si affiancano altre potenziali attività quali ad esempio la possibilità di valutare la cinetica di permeazione di inquinanti attraverso DPI, sviluppo e caratterizzazione di materiali con proprietà fotocatalitica per l’ossidazione di sostanze inquinanti e la loro rimozione da matrici ambientali, il possibile sviluppo di sensoristica. Tali contributi alle ricerche rispondono all’esigenza di caratterizzazione degli agenti di rischio chimico e alla valutazione e mitigazione dei rischi in ambito lavorativo.

Impatti previsti e ricadute applicative

La SR consente l’analisi automatizzata di campioni di particolato o sedimento campionati su filtro, fornendo utilissime informazioni sulla natura e distribuzione delle specie presenti, integrando così le informazioni fornite da campionamenti d’area o personali di materiale particolato. L’impiego potenzialmente trasversale di tale tecnica ne lascia immaginare una proficua integrazione in molte attività di ricerca condotte nell’Istituto.

Lo sviluppo di tecniche di sintesi e produzione di substrati per SERS, oggetto di una eventuale ricerca in collaborazione con istituzioni scientifiche esterne all’istituto, amplierebbe le potenzialità ed i contributi che la SR può apportare alle attività in corso nel Centro.

Strutture di Ricerca Inail coinvolte

Dimeila: Laboratorio 6 Interazioni Sinergiche tra Rischi; Laboratorio 1 Rischio agenti chimici;

Laboratorio 3 Rischio agenti cancerogeni e mutageni.

Obiettivo 6: Sviluppo e standardizzazione di tecniche innovative biotech e big data analysis per la valutazione di potenziali effetti di esposizione a sostanze di origine ambientale e occupazionale

Con l’introduzione di nuove tecnologie e/o sostanze, la determinazione dei limiti di esposizione professionale, così come la prevenzione, risultano ancora incomplete o del tutto inesistenti. È fondamentale, quindi, implementare l’attività di ricerca per valutare i possibili effetti sul lavoratore esposto a contaminanti di origine ambientale o occupazionale ed individuare misure efficaci al fine di prevenire eventuali patologie. Oggetto di studio saranno aspetti complementari per affrontare tale problematica e proporre soluzioni operative.

Un approfondimento riguarda la valutazione dei potenziali effetti di esposizione ambientale e occupazionale alle microplastiche che sono contaminanti ambientali ormai onnipresenti che negli ultimi anni hanno ricevuto una crescente attenzione tanto da diventare una tematica di ricerca emergente. Data la scarsità di dati relativi agli effetti sulla salute umana, l’obiettivo prevede la realizzazione di batterie di test su sistemi modello in vivo e in vitro e protocolli operativi standardizzati, finalizzati allo studio e caratterizzazione dell’eventuale tossicità delle microplastiche primarie, in un’ottica “One health” di tutela dell’ambiente, dei lavoratori e consumatori dai potenziali rischi da esposizione.

Riguardo la valutazione del rischio espositivo a sostanze tossiche correlate alle nuove tecnologie, nelle diverse matrici ambientali si intende mettere a punto e standardizzare dei modelli biologici in vitro monocellulari ed in 3D. L'analisi bioinformatica di dati di trascrittomica relativi alle nuove tecniche di NGS (New Generation Sequencing) permette di evidenziare mutazioni o alterazioni dell'epigenoma in seguito ad esposizione occupazionale e fornire nuove informazioni relative alla correlazione tra esposizione a contaminanti emergenti e geni

DATA PROT. n. ORGANO

07/12/2021 366 CA

differenzialmente espressi, contribuendo all'identificazione di nuovi biomarcatori candidati con potenziale valore clinico.

Riguardo l’elaborazione di dati molecolari derivanti da esposizione ambientale a xenobiotici, di fatto, sono ancora tante le lacune conoscitive, soprattutto riguardo i metodi di valutazione del rischio e i relativi limiti di esposizione professionale. La mancanza di informazioni relative alle caratteristiche, presenza e rischi per i lavoratori, di sostanze potenzialmente pericolose, non permette di svolgere una corretta prevenzione. È quindi di fondamentale importanza individuare dei protocolli che permettano di standardizzare i metodi di valutazione dei livelli di esposizione per quelle sostanze di cui ancora si hanno scarse informazioni. In tal senso si ritiene utile l’applicazione di Big data analysis e metodologie di intelligenza artificiale.

Impatti previsti e ricadute applicative

Riguardo l’esposizione a microplastiche, l’ampliamento delle conoscenze sui potenziali impatti sulla salute umana e sugli effetti a livelli soglia di esposizione e la realizzazione di documenti e protocolli idonei per la minimizzazione del rischio da l’esposizione lavorativa a microplastica, costituiscono un contributo per perseguire gli obiettivi dell’Agenda 2030 di sviluppo sostenibile in linea con la strategia europea per la lotta alla gestione e riduzione dei rifiuti plastici.

La valutazione dei possibili effetti citotossici di diverse sostanze, attraverso un approccio di natura biologica in vitro, utilizzando modelli tissutali in 3D, ed in vivo impiegando l’organismo modello Artemia spp., consentirà di identificare nuovi protocolli sperimentali e determinare i livelli di esposizione per i quali si manifestano effetti, al fine di individuare i valori soglia per una corretta valutazione del rischio, con la finalità di creare dispositivi tecnologici (es.

biosensori), o implementare quelli già esistenti, al fine di velocizzare e standardizzare processi di screening e prevenzione.

La Meta-analisi dei dati relativi all’esposizione ad inquinanti emergenti, attraverso l’utilizzo di banche dati pubbliche e il successivo data mining, consentirà l’identificazione di potenziali biomarcatori e la loro successiva validazione attraverso dPCR, inoltre porrebbe le basi per lo sviluppo di una piattaforma di condivisione dei risultati processati dalle analisi bioinformatiche, permettendo il monitoraggio in continuo dei dati elaborati e rendendoli facilmente fruibili ed interpretabili per la comunità scientifica e contestualmente per i non esperti di analisi di dati, così che l’utilizzo possa diventare un bene comune.

Strutture di Ricerca Inail coinvolte

Dit: Laboratorio VIII Biotecnologie per la sicurezza e l’ambiente. Dimeila: Laboratorio 6:

Interazioni sinergiche tra rischi.

Obiettivo 7: Progettazione e realizzazione di prototipi basati su Intelligenza