Tecnologie di assistenza virtuale, integrate nel processo di gestione della sicurezza, per la valutazione del rischio, finalizzate alla prevenzione del

fenomeno infortunistico negli ambienti di lavoro ibridi e flessibili.

L’innovazione tecnologica e il contesto pandemico hanno favorito l’adattamento del processo di produzione lavorativo in hybrid and flexible workplaces, relazionando il lavoratore con ambienti di lavoro differenziati e con propri peculiari fattori di rischio, amplificando la responsabilità condivisa nella gestione della sicurezza e attribuendo al lavoro un carattere dinamico e variabile. Gli assistenti virtuali possono costituire un sistema interconnesso di informazione e comunicazione, tra lavoratore e figure responsabili della sicurezza. L’obiettivo della ricerca è quello di progettare un software intelligente, funzionale ad accompagnare, assistere e connettere tutti i soggetti coinvolti nel processo di sicurezza partecipata e strutturare i contenuti in flussi informativi necessari all’operatività del software stesso. In particolare si intende sistematizzare la conoscenza tecnica e la casistica dei possibili rischi, riferibili ai diversi ambienti, al fine di supportare il lavoratore nell’analisi e valutazione e nella comunicazione del rischio.

Impatti previsti e ricadute applicative

L’utilizzo delle assistenze virtuali può configurarsi come strumento intelligente di sintesi e collaborazione tra i soggetti coinvolti nella gestione della prevenzione, per una valutazione guidata del rischio garantendo alle aziende un quadro sempre aggiornato degli ambienti frequentati e frequentabili dal lavoratore. Di particolare impatto risulta lo studio degli assistenti virtuali in chiave organizzativa aziendale per la riduzione del rischio e per proteggere il benessere dei lavoratori nell’ottica di una tutela globale integrata.

Strutture di Ricerca Inail coinvolte

Dit: Laboratorio IV: Sicurezza degli impianti di trasformazione e produzione; Laboratorio VI:

Valutazione dei rischi e degli strumenti per la tutela del lavoratore; Laboratorio VIII:

Biotecnologie per la sicurezza e per l’ambiente; Sezione III Trasferibilità delle attività di innovazione tecnologica e terza missione

Dimeila: Laboratorio 8: Sorveglianza sanitaria e promozione della salute; Laboratorio 9:

Epidemiologia occupazionale e ambientale; Sezione 3: Supporto reti di ricerca internazionali

Durata 3 anni

Collaborazioni

esterne Si

Limite di spesa

annuo * € 3.347.000 (di cui € 400.000 Bric 2021 Id03 e € 500.000 progetto IIT)

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

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Programma 2

Gestione integrata del rischio: metodologie innovative, ambient intelligence e sensoristica Classificazione

X Strutturale □ Innovativa □ 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

La valutazione e la gestione del rischio da esposizione in scenari complessi come sono gli ambienti di lavoro e di vita nelle società avanzate richiedono lo sviluppo e l’utilizzo di metodologie innovative e di nuova tecnologia.

Nei paesi più sviluppati l’esposizione professionale ha sempre più il carattere di uno scenario di tipo complesso; anche se i diversi xenobiotici comportano esposizioni molto al di sotto dei limiti espositivi conosciuti, la presenza simultanea di più agenti potenzialmente dannosi può accrescere il rischio espositivo che sarebbe associato ai diversi agenti tossici considerati singolarmente. In questo scenario di esposizione, caratterizzato da basse dosi ma da un gran numero di agenti dannosi presenti simultaneamente, sono diventati cruciali gli “indicatori di effetto”, precoci rispetto a qualsiasi sviluppo di malattia. Si sta facendo strada il concetto di

“esposoma” ovvero di misura individuale, attraverso biomarkers di effetto, dell’integrale di effetto di tutte le esposizioni professionali e non.

Nel caso specifico dell’attività cocleare, per esempio, si stanno investigando gli effetti dannosi per il recettore uditivo prodotti da agenti neurotossici investigando l’effetto ototossico come biomarker di effetto neurotossico, utilizzando la particolare sensibilità che caratterizza il tessuto nervoso dei recettori. Oltre ai segnali acustici emessi dal recettore uditivo ed utilizzati per l’assessment della funzionalità cocleare, utile è lo studio dei profili di espressione genica, attraverso lo studio dei miRNA e dei profili metabolici, attraverso tecniche innovative di metabolomica a NMR. Dal momento che i biomarkers proposti sono spesso costituiti da un numero di variabili molto grande, mentre, spesso, il numero di soggetti su cui si effettua l’analisi è piuttosto ridotto, scaturisce la necessità di esplorare tecniche nuove di analisi dei dati. Le tecniche di data mining nascono per affrontare proprio questo tipo di problematica Gli scenari espositivi complessi che caratterizzano le società avanzate suggeriscono un’ottica integrata, o come si dice One health, nei diversi comparti produttivi. Uno dei settori in cui l’ottica integrata è più appropriata è quello che riguarda agricoltura e allevamento. Il Piano d’Azione Nazionale sull’uso sostenibile dei prodotti fitosanitari, in particolare, promuove azioni integrate per la tutela del lavoratore, del consumatore e dell’ambiente. I pesticidi, uso disciplinato dal Regolamento CE 1107/200 possono avere effetti sulla salute anche con alterazioni del neurosviluppo e danni al sistema endocrino. I soggetti più vulnerabili sono i bambini. Nel 2015 l’Italia figurava tra i paesi europei con più alta vendita di pesticidi per ettaro di terreno agricolo (più di 5 kg di principio attivo/ha) (HBM4EU, https://www.hbm4eu.eu/the-substances/pesticides/) con 111.014.889 Kg di prodotti venduti nel 2019, circa il 5%

classificati “molto tossici e nocivi” (ISTAT). Le malattie professionali riconosciute per esposizione a pesticidi sono tuttavia trascurabili, con dati esigui e disorganici (Cruscotto INAIL, settore Ateco agricoltura silvicoltura pesca). Per la popolazione generale l’EFSA ha stimato

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(2015-2016) residui di alcuni pesticidi in più dell'1% dei prodotti vegetali analizzati. La residenza in aree contaminate dai trattamenti è un'altra fonte di esposizione, ma i dati su questa possibile via sono scarsi e disomogenei, carenza che impatta sulla valutazione del rischio in fase autorizzativa. In tale contesto l’approccio di salute unica “one health”, in coerenza con gli indirizzi sulla qualità dei prodotti a consumo nella strategia from farm to fork, ben risponde alla necessità di un approccio integrato per la valutazione del rischio del lavoratore e del consumatore.

Ulteriore elemento di attenzione è il problema della trasmissione di agenti patogeni dall’animale all’uomo (agenti zoonosici) caratteristico del comparto agro-zootecnico. Lo scenario epidemiologico delle zoonosi ha assunto importanza crescente poiché sono circa 200 le malattie classificabili come tali e circa il 75% delle patologie emergenti e riemergenti è trasmesso da animali o da prodotti di origine animale. Pertanto, l’identificazione di potenziali agenti zoonosici in ambienti di lavoro ad alto rischio ha assunto un ruolo centrale nel monitoraggio e nella prevenzione delle zoonosi occupazionali.

Metodologie innovative sono attualmente disponibili non solo per la valutazione integrata del rischio ma anche per la gestione e il contenimento dello stesso. Un esempio importante è rappresentato dal contenimento del rischio da esposizione a rumore e vibrazioni ottenuto tramite tecniche di controllo attivo. I risultati conseguiti nel precedente piano della ricerca, riguardanti lo sviluppo di prototipi di sistemi per il controllo attivo del rumore (ANC) e delle vibrazioni (AVC) per la protezione dei conducenti dei mezzi agricoli e industriali, sono molto incoraggianti dal punto di vista tecnico, scientifico e di interesse anche a livello industriale. Per il controllo attivo del rumore proseguirà la messa a punto del controllo del rumore nella cabina di guida del trattore, iniziando la sperimentazione di dispositivi avanzati di controllo del rumore di cabine ed incapsulaggi industriali, sia con la tecnica del rumore in controfase che con il controllo vibroacustico degli elementi radianti e il controllo di aperture e sistemi di aereazione.

Per quanto riguarda il controllo delle vibrazioni, proseguirà la messa a punto del nuovo sedile a 1 gdl per il controllo della vibrazione random e impulsiva in direzione verticale e verrà avviata la sperimentazione di un nuovo sistema di compensazione del rollio e delle oscillazioni in direzione orizzontale la cui progettazione funzionale è stata svolta nel corso del Bando Bric 2019, in vista di una loro integrazione in un sedile a due gradi di libertà.

Anche le vibrazioni meccaniche, pur essendo dei rischi ben noti, sono causa di malattie professionali molto diffuse, superando le ipoacusie tra le malattie denunciate e indennizzate dall’Istituto. Le sedi di effetto delle vibrazioni sono essenzialmente il sistema mano-braccio e il corpo intero. Per lo studio della tematica il centro ricerche Inail ha, negli anni, messo a punto due sistemi di sollecitazione di questi due distretti corporei: una tavola vibrante a sei gradi di libertà per il corpo intero e uno shaker per il mano-braccio. Gli studi condotti hanno dimostrato che alcuni aspetti della risposta all’esposizione interessano l’apparato muscolare che tende a mettersi in risonanza con la vibrazione esterna. Questo potrebbe influire sulla risposta in ragione dell’età del soggetto esposto. Appare di interesse approfondire la risposta dell’intero organismo all’esposizione vibratoria studiando l’andamento di diversi indicatori di effetto e delle relative sollecitazioni in classi di lavoratori ripartiti per età. Questa richiede l’individuazione di un indicatore biochimico idoneo e di una accurata rilevazione delle esposizioni in termini di ampiezza, direzione e frequenza della vibrazione, oltre a delle misurazioni delle risposte locali e alla valutazione dell’affaticamento fisico e cognitivo derivante dalle modalità fisiche e biomeccaniche di esposizione.

Tra gli scenari espositivi complessi certamente si può annoverare, per il grande numero di persone coinvolte, l’ambiente indoor e le sue implicazioni igienico-sanitarie. Nella contaminazione indoor il materiale particolato rappresenta un aspetto sanitario rilevante per la dimensione della frazione ultra fine, la cui pericolosità per la salute è legata alla capacità di penetrazione nell’organismo umano (per effetto delle dimensioni delle particelle) e alla composizione chimica (in particolare metalli, IPA, nitro-IPA). In particolare, lo studio della dispersione dell’aerosol in concomitanza a misure di turbolenza avviato nel precedente piano

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di attività ha approfondito la relazione tra indoor e outdoor, evidenziando elementi di criticità (la presenza di persone, l’interazione tra ambiente e abitudini di lavoro, la ventilazione indoor, la posizione urbanistica degli edifici) e stimolando ulteriori approfondimenti sugli effetti tossicologici prodotti dalla frazione ultrafine sulle cellule e sul bioaerosol.

Un aspetto rilevante per la salute umana, soprattutto in ambienti urbani, è la capacità dei granuli pollinici di interagire con altre componenti del bioaerosol o altri agenti nocivi quali inquinanti chimici, che possono alterare alcune caratteristiche dei pollini (es. allergenicità), aumentandone i potenziali effetti dannosi sulla salute umana (asma, rinite). Le Linee Guida sulla qualità dell’aria dell’OMS di settembre 2021 evidenziano il ruolo importante della ricerca su effetti additivi, sinergici o antagonisti anche in presenza di pollini o altri allergeni presenti nell'aria. Dati derivati dalla Banca Dati Statistica dell’INAIL sulle malattie professionali nel periodo 2014-2020 evidenziano che, tra le patologie respiratorie (escludendo quelle tumorali e asbesto correlate), l’asma preminentemente allergica riguarda il maggior numero di casi accertati positivi, seguita dalla rinite allergica non specifica, nell'industria e servizi e in agricoltura. Le metodologie innovative attualmente disponibili consentono di valutare su matrici biologiche la suscettibilità individuale dei lavoratori nei confronti delle numerose specie polliniche e la composizione biochimica dei pollini nelle matrici ambientali aerodisperse.

In applicazione al Green Deal europeo, i cosiddetti impianti “verdi”, tra cui gli impianti che si occupano di recupero di materie prime dai rifiuti, rappresentano delle realtà lavorative complesse in cui gli aspetti di tutela dei lavoratori necessitano di particolare attenzione, come previsto dalla EU-OSHA nell’ambito del quadro strategico in materia di salute e sicurezza sul lavoro 2014-2020. Infatti, in tali impianti coesistono rischi dovuti sia all’uso e/o al rilascio di sostanze chimiche tossico/nocive, sia alla presenza di sostanze provenienti da inquinamento antropogenico diffuso. In linea con tali condivisibili orientamenti, si intende avviare studi relativi a 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 anche 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.

Tra le metodologie innovative per la valutazione del rischio, negli ultimi anni, la Spettroscopia Raman (SR) si sta affermando in diversi ambiti scientifici rivelandosi una tecnica diagnostica particolarmente versatile. Consente l’analisi automatizzata di campioni di particolato o sedimento su filtri fornendo utilissime informazioni sulla natura e distribuzione delle specie presenti integrando così le informazioni fornite da campionamenti d’area o personali di materiale particolato. Pur non consentendo analisi di tipo quantitativo, l’applicazione della SR nell’analisi di filtri è in grado di fornire informazioni molto importanti per l’analisi di inquinanti presenti in ambienti di lavoro campionati nell’aria o in altra matrice.

Si evidenzia che anche le microplastiche sono contaminanti ambientali ormai onnipresenti che implicano l'inevitabile esposizione umana, e, dal momento che sono ancora scarse le conoscenze degli effetti sulla salute, negli ultimi anni si è assistito ad una crescente attenzione al problema emergente. In tal senso particolare attenzione sarà dedicata anche alla progettazione e realizzazione di batterie di test su sistemi modello in vivo e in vitro e definire, in sintesi, protocolli operativi standardizzati per la caratterizzazione dell’eventuale tossicità delle microplastiche primarie nell’ottica “One health” di tutela dei lavoratori e consumatori dai potenziali rischi da esposizione a microplastiche. Non ultimo, si intende indagare sulla sostenibilità ambientale in linea con il Goal 15 dell'Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile.

È riconosciuto che, ancora oggi, sono numerosi gli agenti, sostanze o fattori di natura chimica, fisica o biologica che possono essere responsabili della contaminazione di matrici ambientali ed in ambienti indoor e outdoor. Molte di queste sostanze sono state finora studiate, classificate e se ne conoscono i possibili rischi ed effetti. Con l’introduzione di nuove tecnologie e/o sostanze, la determinazione dei limiti di esposizione professionale, così come la prevenzione, risultano invece ancora incomplete o del tutto inesistenti. È fondamentale,

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quindi, implementare l’attività di ricerca per valutare i possibili effetti sul lavoratore ed individuare misure efficaci al fine di prevenire eventuali patologie per condizioni di esposizione prolungata e/o ripetuta anche a basse concentrazioni.

Nell’attuale situazione pandemica si è potuto, per altro, constatare come gli sviluppi delle nuove tecnologie genomiche e altre tecnologie emergenti, in particolare in tema di machine learning e deep learning, hanno reso possibile ai bioinformatici una valutazione puntuale della suscettibilità nella risposta all’infezione emergente, attraverso l’elaborazione di un’ingente mole di dati molecolari collegati con il dato clinico. L'analisi di questi dati attraverso tecniche bioinformatiche potrebbe così evidenziare mutazioni o alterazioni dell'epigenoma in seguito ad esposizione occupazionale, fornendo quindi le basi per poter identificare utili biomarkers per l'attività di screening e diagnosi precoce.

Considerando l’elevato numero di aree del territorio nazionale interessato da suoli contaminati da inquinanti pericolosi per l’uomo e per l’ambiente, si comprende quanto la gestione in sicurezza del suolo/sottosuolo/materiale di riporto rivesta un ruolo strategico per la tutela della salute degli operatori coinvolti e per la salvaguardia degli ambienti di vita. Si vogliono quindi sviluppare sistemi che, in ambienti ad elevata contaminazione (polveri, sostanze tossiche, etc.), tutelino i lavoratori progettando anche sistemi automatizzati o robotici in grado di sostituire il lavoratore in quelle attività ad alto rischio per la sua salute e sicurezza. D’altra parte, poiché spesso si riscontra una scarsa sensibilità da parte di datori di lavoro di aziende che insistono in siti contaminati o delle stesse aziende di bonifica, riguardo la gestione dei

“rischi specifici” connessi alla presenza di suolo e/o acque di falda contaminate, si intende sviluppare una piattaforma integrata, costituita da un database interfacciato con un Sistema Informativo Geografico (GIS), aggiornata in continuo, che contenga misurazioni e valutazioni del rischio chimico nei siti contaminati da rendere disponibile ai Servizi di vigilanza territorialmente competenti.

Obiettivi di programma

Obiettivo1:Esposizione ad agenti oto/neurotossici in scenari complessi: valutazione del rischio da esposizione tramite tecniche innovative basate su biomarkers precoci fra cui le emissioni otoacustiche come indicatori di funzionalità cocleare

L’obiettivo di ricerca si propone come prosecuzione evolutiva del progetto del PAR 2019 – 2021. La pandemia da SARS-CoV-2 ha fortemente compromesso la possibilità di effettuare le campagne sperimentali programmate dedicando, tuttavia, maggiore attenzione alle attività

“metodologiche” tra cui lo sviluppo di modelli fisico-matematici della funzionalità cocleare per modellizzare diversi tipi di compromissione funzionale che riguardi la dinamica della coclea e dell’amplificatore cocleare. In particolare nel nuovo progetto si prevede di modellizzare diversi tipi di danno e di prevederne l’effetto sulle emissioni otoacustiche al fine di dare un supporto meccanicistico alle diagnostiche che si intende sviluppare. I principali obiettivi della ricerca riguarderanno: valutare l’effetto oto e neurotossico di scenari espositivi complessi in cui siano eventualmente presenti più xenobiotici simultaneamente; valutare la sensibilità e specificità di diversi biomarkers nella discriminazione di diversi gruppi di esposti; studio delle correlazioni tra miRnoma, profili metabolici e biomakers di stress ossidativo; utilizzare il recettore uditivo come target precoce dell’effetto di esposizione a neurotossici; valutare i vantaggi dell’applicazione di algoritmi machine learning per discriminare gruppi di esposti e per determinare i “finger prints” di diversi scenari espositivi.

Impatti previsti e ricadute applicative

Messa a punto di protocolli sperimentali per la valutazione degli effetti uditivi dell’esposizione a diversi agenti con noto effetto oto/neurotossico.

Valutazione dei possibili effetti uditivi di agenti con sospetto effetto neuro/ototossico.

Messa a punto di biomarkers audiologici precoci relativi al danno uditivo e messa a punto e ottimizzazione di un sistema di acquisizione per il monitoraggio di popolazioni esposte, in particolare, testando un sistema che sia in grado di effettuare misure con buon rapporto

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segnale/rumore in presenza di elevati livelli di rumorosità ambientale, già presente sulla Stazione Spaziale Internazionale (dove si hanno livelli elevati di rumorosità ambientale) per la valutazione sugli astronauti della funzionalità uditiva e dell’incremento della pressione endocranica dovuta alla microgravità; lo stesso prototipo sarà testato su popolazioni di soggetti esposti a diversi agenti ototossici al fine di proporre una versione ingegnerizzata per le applicazioni nel campo della prevenzione.

Messa a punto di biomarkers precoci di danno basati su diverse tecniche fra cui quelle “omiche”

e individuazione di variabili capaci di discriminare ad elevati livelli di sensibilità e specificità diversi gruppi di esposti.

I disegni sperimentali e protocolli di misura per accrescere l’evidenza del danno ototossico verranno condivisi a livello internazionale, in particolare con ricercatori dell’INRS e del NIOSH al fine di realizzare un documento condiviso sul rischio da ototossicità e la prevenzione del danno.

Strutture di Ricerca Inail coinvolte

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