Radiazioni non ionizzanti

Transcript

Sicurezza nel Laboratorio:
Radiazioni
d
non ionizzanti
Per questo
P
t corso non sii consiglia
i li nessun libro
lib di ttesto
t pertanto
t t il fil
file contiene
ti
sia
i
pagine didattiche sia pagine di approfondimento messe a punto con l’obiettivo
di migliorare la comprensione delle problematiche presentate.
a cura del:
Dr. Manuel Fernández
Servizio Prevenzione e Protezione
a.a. 2011-2012
Corso di Laurea in Scienze Biologiche
Pagina di approfondimento
Titolo VIII, Capo IV del D. Lgs. 81/2008
AGENTI FISICI
“Protezione dei lavoratori dai rischi di
esposizione ai campi elettromagnetici
elettromagnetici”
Legge 36 del
d l 22 f
febbraio
bb
2001
“Legge quadro sulla protezione della
popolazione
p
p
dalle esposizioni
p
ai campi
p
elettrici, magnetici ed elettromagnetici.”

È una normativa che riguarda gli ambienti di vita, ma non
esplicitamente gli ambienti di lavoro;
Di conseguenza non è integrata nel D. Lgs. 81/2008.
Pagina didattica
NIR – Radiazioni
d
non ionizzanti
Con il termine radiazioni non ionizzanti vengono
indicate tutte quelle forme di radiazione il cui
meccanismo primario di interazione con la materia
non è quello della ionizzazione.
ionizzazione
Talvolta in questa categoria vengono ricompresi
anche
h i campii elettrici
l tt i i e magnetici
ti i statici
t ti i (anche
(
h
se non emettono radiazioni), e gli ultrasuoni che
sono onde
d acustiche
ti h (meccaniche)
(
i h ) e non
elettromagnetiche.
Spettro delle
d ll radiazioni
d
Pagina didattica (solo tipo di sorgenti)
Sorgenti di radiazioni non ionizzanti
Alcune delle sorgenti di radiazioni NIR sono indicate nella seguente
tabella:
Tipo di radiazioni
Frequenze
Sorgenti
p magnetici
g
CMS (Campi
statici)
0 Hz
Risonanza magnetica
g
nucleare (NMR), celle
elettrolitiche
ELF VLF (frequenze
ELF-VLF
estremamente basse)
1 Hz
H – 300 kHz
kH
R t elettrica
Rete
l tt i (50 Hz),
H ) VDT
RF-MW
(radiofrequenze,
microonde)
300 kHz – 300 GHz
Radio-TV, cellulari,
Radio-TV
cellulari marconiterapia,
marconiterapia
radarterapia, forni a MW
IR-VIS-UV
IR
VIS UV (infrarosso,
(infrarosso
visibile, ultravioletta)
> 300 GHz
Agitatori termici,
termici flash per laser,
laser lampade
spettroscopiche, lampade germicide (UV)
Caratteristiche
h delle
d ll sorgenti

Le sorgenti di campi elettromagnetici possono essere suddivise in
g
irradianti intenzionali e non intenzionali:
sorgenti
Radiatori intenzionali: hanno come scopo l’emissione di NIR (ad es.
sistemi di telecomunicazione). Hanno caratteristiche note e
potenza d’emissione,, stabilità in frequenza,
q
, emissione
delimitate di p
di armoniche spurie, etc.
Radiatori non intenzionali: emettono radiazioni come effetto
secondario ed indesiderato (perdite di radiazione) rispetto al loro
uso primario. Esempi sono gli apparecchi di riscaldamento ad
induzione, forni a microonde e videoterminali.
Sono radiatori non intenzionali anche tutti gli oggetti riflettenti
che agiscono da sorgenti secondarie quando investite da radiazioni.
Sorgenti di campi magnetici

Tra le principali sorgenti di campi
magnetici vi sono gli apparecchi per
rrisonanza
sonanza magnet
magnetica
ca nucleare (NMR) in
n
cui sono presenti varie sorgenti di
campo magnetico per produrre immagini
diagnostiche:
Un campo statico elevatissimo (≤ 10 T),
generato da un magnete superconduttore;
Un campo magnetico variabile nel
tempo;
mp ;
Un campo a radiofrequenze (30 MHz –
600 MHz) con potenze medie fino a
100 Watt e potenze istantanee di picco
di 10 kW.
Sorgenti a basse frequenze (ELF-VLF)

Tra le
T
l sorgenti
ti di campii elettromagnetici
l tt
ti i
a basse frequenze più diffuse nei
laboratori vi sono:
Apparecchiature
h
che
h fanno
f
uso della
d ll rete
elettrica, anche ad alte tensioni e che
operano quindi a 50 Hz;
Videoterminali. In quelli che fanno uso di
tubi a raggi catodici (CRT), per la
generazione dell’immagine lo schermo
viene
i
spazzolato
l t d
da un f
fascetto
tt con lle
seguenti frequenze:

Verticale 50 – 150 Hz
Orizzontale 30 – 70 kHz
Dot-clock (colore) ~ 20 MHz
Nei moderni monitor a cristalli liquidi
(LCD) sono presenti solo emissioni alla
frequenza di dot-clock.
Sorgenti di radiofrequenze e microonde

Tra le sorgenti di radiofrequenze e
microonde più frequenti nei
laboratori e nelle strutture sanitarie
vi sono:
Forni a microonde: vengono usati per
riscaldare
i
ld
o portare
t
a alte
lt
temperature prodotti ben definiti o
per sterilizzare o cuocere. Operano
intorno a 2,45
2 45 GHz
GHz.
Apparecchi sanitari: Servono per
riscaldare tessuti (ad es.
marconiterapia
it
i ~ 35 MH
MHz oppure
radarterapia ~ 2,45 GHz)
Pagina didattica
Eff
Effetti
biologici
b l
nell’organismo
ll’
A basse frequenze (ELF – VLF) e per i campi
statici prevale il fenomeno di induzione di correnti
nell organismo.
nell’organismo.
Alle RF e MW prevale il riscaldamento dei tessuti.
Per le radiazioni IR-VIS-UV
IR VIS UV prevale il
surriscaldamento superficiale dei tessuti esterni
(occhi pelle).
(occhi,
pelle)

Effetti biologici a basse frequenze

A basse frequenze (ELF – VLF) prevale il fenomeno di induzione di
correnti nell’organismo. Il limite superiore di frequenza è determinato
dalla necessità che siano soddisfatte le seguenti condizioni:

I tessuti
t
ti devono
d
essere considerati
id
ti b
buonii conduttori;
d tt i
Le dimensioni o distanze coinvolte devono essere piccole rispetto alla
lunghezza d’onda o alla profondità di penetrazione del campo
elettromagnetico
l
i neii tessuti.
i
Effetti biologici alle RF e MW

Alle RF e MW prevale il riscaldamento dei tessuti.
L’assorbimento di energia non si traduce
proporzionalmente in aumento della temperatura del
tessuto. I meccanismi di termoregolazione dell’organismo
tendono a contenere questo effetto.
effetto

Da 20 MHz a 300 MHz l’assorbimento è relativamente elevato sul
corpo intero con particolare riguardo a zone localizzate a causa di
risonanze;
i
Da 300 MHz a 10 GHz si hanno assorbimenti localizzati non
uniformi.
Particolare attenzione merita il caso di impulsi di
radiazioni che possono generare aumenti di temperatura in
tempi inferiori a quelli di risposta dell’organismo.
Eff tti bi
Effetti
biologici
l i i per radiazioni
di i i IR
IR-VIS-UV
VIS UV

Per le radiazioni IR-VIS-UV prevale il
surriscaldamento superficiale dei tessuti
esterni (occhi, pelle). Più in particolare:

Le radiazioni ultraviolette non p
penetrano molto al di
sotto della superficie dei tessuti esposti e sono
assorbite in modo particolare dalla cornea
dell occhio;
dell’occhio;
Le radiazioni visibili sono assorbite in maniera
particolarmente efficiente dai coni e dai bastoncelli
p
disposti sulla retina;
La radiazione infrarossa provoca il riscaldamento
intenso dei tessuti esterni irradiati.
irradiati
Grandezze dosimetriche e grandezze operative

Tenuto conto della tipologia degli effetti biologici che si riscontrano,
riscontrano le
grandezze dosimetriche più adatte sono la densità di corrente (J) per le
basse frequenze, il tasso di assorbimento specifico (SAR), che rappresenta
la potenza assorbita
assorb ta per un
unità
tà d
di massa per le RF e MW ed infine
nf ne la potenza
assorbita per unità di superficie (S) per le altre radiazioni.
Tali grandezze dosimetriche sono difficilmente misurabili. Tuttavia esse
possono essere messe in relazione con altre grandezze
grandezze, il campo elettrico (in
V/m) ed il campo magnetico (in A/m), che sono più operative.
Il superamento di un limite di grandezza dosimetrica implica forzosamente il
superamento di una grandezza operativa
operativa, mentre il contrario non è
obbligatorio (principio di cautela).
Range di frequenze
Effetti riscontrati
Grandezza Dosimetrica
Grandezza operativa
ELF-VLF
(10 Hz – 100 kHz)
Elettrostimolazione delle cellule dovuto alle
correnti indotte nei tessuti.
Densità di corrente (J).
Campo elettrico (E) e
campo magnetico (H)
RF – MW
(100 kHz – 10 GHz)
Surriscaldamento localizz. di organi
g
e tessuti
per assorbimento di energia elettromagnetica.
Tasso di assorbimento
specifico (SAR).
IR – VIS – UV
(> 10 GHz)
Surriscaldamento superficiale dei tessuti
esterni.
Potenza assorbita per
unità di superficie (S).
Campo elettrico (E)
o campo magnetico
(H)
Limiti d
di grandezza
d
d
dosimetrica
1 0 0 .0 0 0
M a g lia L a rg a
M a g lia S tre tta
S o g g e tti P ro fe s s io n a lm e n te E s p o s ti
P o p o la z io n e
J = D e n s ità d i c o rre n te
1 0 .0 0 0
S A R = T a s s o d i a s s o rb im e n to s p e c ific o
S = D e n s ità d i p o te n z a
1 .0 0 0
S A R (m W /k g )
2
J (m A /m )
100
2
S (W /m )
10
1
1Hz
10Hz
100H z
1kH z
10kHz
100kHz
1M Hz
F re q u e n z a
10M Hz
100M Hz
1G Hz
10G Hz
100G H z
Limiti di
d grandezza
d
operativa
1MV/
1MV/m
E Soggetti Professionalmente Esposti
E Popolazione
H Soggetti Professionalmente Esposti
H Popolazione
10kA/m
1kA/m
100A/m
10kV/m
10A/m
1A/m
1kV/m
100mA/m
10mA/m
100V/m
1mA/m
1Hz
10Hz 100Hz 1kHz 10kHz 100kHz 1MHz 10MHz100MHz 1GHz 10GHz 100GHz
Frequenza (f)
Camp
po Magne
etico (H)
Campo
o Elettrico
o (E)
100kV/m
100kA/m
Norme di
d prevenzione per i CMS
Per i campi magnetici statici
e/o operanti a basse
frequenze sono previste delle
limitazioni di accesso (zone di
accesso controllato), viste le
difficoltà di schermare i campi
magnetici.
ti i
Per le altre sorgenti di NIR
sono in corso di definizione
limiti di accesso e procedure
operative.
p
.
Pagina didattica
N
Norme
di prevenzione
i
per CMS
CMS-ELF-VLF-RF-MW
ELF VLF RF MW

Predisporre un’adeguata schermatura delle sorgenti (normalmente
garantita dal costruttore, prestare particolare attenzione nel caso
di prototipi);
Durante il funzionamento degli apparecchi mantenere una certa
distanza di sicurezza (≥ 2 m);
Limitare o vietare l’accesso a portatori di pacemaker e di protesi
metalliche (solo CMS-ELF-VLF);
Evitare l’uso
l uso di oggetti conduttori (soprattutto se ferromagnetici)
vicino all’area di lavoro;
Non posizionare più macchinari vicini tra loro;
E
Evitare
postazioni di
d lavoro
l
permanenti vicine all macchinario
h
( d es.
(ad
scrivania sul muro adiacente alla stanza in cui vi è il macchinario,
oppure
pp
postazione
p
di lavoro alle spalle
p
di un videoterminale con tubo
a raggi catodici).
Pagina didattica
Norme di prevenzione per IR-VIS-UV

In ttutte
I
tt le
l situazioni
it
i i che
h possono
provocare l’esposizione a sorgenti intense
di radiazione IR, VIS, UV (ad es. lampade
spettroscopiche) vanno usati camici per
difendere la pelle ed opportuni occhiali
protettivi. In p
p
particolare,, la visione
diretta di sorgenti UV deve essere fatta
attraverso schermi opachi alla radiazione
stessa.
stessa
Nel caso di esposizioni a livelli di
radiazione nocivi si dovrebbe procedere ad
una visita
i it medica
di specialistica.
i li ti
Visita periodiche sono consigliabili a chi
lavora usualmente con sorgenti
g
di
radiazioni IR-VIS-UV.
E
Esposizione
indiretta
d
L’interazione
L’i
i
iindiretta
di
f organismi
fra
i i e campii
elettromagnetici, a frequenze inferiori ai 100 MHz è
sostanzialmente dovuta all
all’induzione
induzione di cariche su oggetti
metallici non messi a terra, come cavi o pannelli. Si può
quindi verificare:
q

Una scintilla, prima che la persona tocchi l’oggetto;
Il passaggio di corrente elettrica verso terra, attraverso la
persona che
h è a contatto
t tt con l’oggetto
l’
tt caricato.
i t L’intensità
L’i t
ità di
questa corrente dipende dalla quantità di carica sull’oggetto, che
a sua volta dipende dalle caratteristiche geometriche ed
elettriche dell’oggetto, della frequenza e intensità del campo e
della resistenza elettrica della persona.
In genere le problematiche di interazione indiretta
vengono ricomprese nel caso generale di rischio elettrico.
Rif i
Riferimenti
ti
1.
2.
3.
4.
5
5.
D. Lgs.
D
L
81/2008 “Att
“Attuazione
i
d
dell’articolo
ll’ ti l 1 d
della
ll L
Legge 3 agosto
t
2007, n° 123, in materia di tutela della salute e della sicurezza
nei luoghi di lavoro – Titolo VIII – Capo IV”
D. Lgs. 106/2009 “Disposizioni integrative e correttive del
decreto legislativo 9 aprile 2008, n. 81, in materia di tutela
della salute e della sicurezza nei luoghi di lavoro
lavoro”.
“Napo in DVD”, a cura dell’INAIL in collaborazione con altri
enti previdenziali europei.
“Safelab – La sicurezza nei laboratori”, a cura dell’INFMedia
Laboratory.
“NIR
NIR in Medicina
Medicina”, a cura della Regione Piemonte – Assessorato
alla Sanità.