I nanomateriali, con le loro proprietà uniche e inedite, stanno rivoluzionando numerosi settori industriali, dalla sanità all'elettronica. Tuttavia, la loro diffusione solleva importanti interrogativi sui rischi per la salute dei lavoratori esposti. È fondamentale implementare misure di prevenzione specifiche per garantire la sicurezza nei luoghi di lavoro, considerando la capacità di penetrazione e diffusione dei nanomateriali nell'organismo umano. La conoscenza e la gestione dell'infinitamente piccolo, attraverso approcci bottom-up e top-down, aprono nuove prospettive e sfide per la ricerca e l'industria.

Cosa tratta:

I nanomateriali stanno aprendo nuove prospettive per la ricerca e l'industria, ma sollevano anche importanti interrogativi sui rischi per la salute dei lavoratori esposti. Questi materiali, misurabili in miliardesimi di metro, possiedono proprietà fisiche, chimiche e biologiche uniche, rendendo possibile la creazione di materiali con caratteristiche inedite. Tuttavia, la loro diffusione in settori come la farmaceutica, le telecomunicazioni, l'aeronautica e la chimica richiede una valutazione attenta delle situazioni di esposizione professionale.

Durante una conferenza nel 1959, il fisico Richard Feynman dichiarò che i principi della fisica permettevano la manipolazione e il controllo del posizionamento degli atomi e delle molecole, come mattoncini di costruzione tipo Lego. Questa dichiarazione incoraggiò la comunità scientifica a esplorare l'universo dell'infinitamente piccolo.

Il termine "nanotecnologia" fu utilizzato per la prima volta nel 1974. Con la scoperta del microscopio a effetto tunnel e del microscopio a forza atomica, il nanomondo si aprì realmente ai ricercatori.L'unità di misura del nanomondo è il nanometro (nm), che equivale a un miliardesimo di metro. Il prefisso "nano" deriva dal greco "nannos", che significa "nano". Un nanometro è circa 1/50000 dello spessore di un capello umano.

Questa scala è quella dell'atomo, la componente elementare di tutta la materia. Esiste una differenza di dimensioni tra un atomo e una palla da tennis paragonabile a quella tra una palla da tennis e il pianeta Terra.Le nanotecnologie rappresentano un campo di ricerca e sviluppo multidisciplinare basato sulla conoscenza e la padronanza dell'infinitamente piccolo. Esse comprendono tecniche che permettono di fabbricare, manipolare e caratterizzare materiali su scala nanometrica. Le nanotecnologie formalizzano i concetti e i processi delle nanoscienze, che studiano e comprendono le proprietà della materia a livello atomico e molecolare.La ricerca di una definizione comune per i nanomateriali ha portato a numerosi dibattiti.

Diverse organizzazioni, tra cui la Commissione Europea, l'ISO e l'OCSE, hanno proposto definizioni. L'ISO, nel 2008, ha definito un nanomateriale come "un materiale con almeno una dimensione esterna su scala nanometrica, o che possiede una struttura interna o di superficie su scala nanometrica".

La scala nanometrica comprende dimensioni tra 1 e 100 nanometri.

I nanomateriali si dividono in due grandi famiglie: i nano-oggetti, che hanno una o più dimensioni esterne su scala nanometrica, e i materiali nanostrutturati, che possiedono una struttura interna o di superficie su scala nanometrica.

I nano-oggetti includono nanofibre, nanotubi e nano-fogli, mentre i materiali nanostrutturati comprendono polveri nanostrutturate, nanocompositi e nanodispersioni fluide.I nanomateriali possono essere prodotti intenzionalmente per avere proprietà specifiche o generati come sottoprodotti.

Esistono due approcci principali per la sintesi dei nanomateriali: il metodo "bottom-up", che costruisce i materiali atomo per atomo, e il metodo "top-down", che miniaturizza i sistemi esistenti. I due approcci tendono a convergere in termini di gamma di dimensioni degli oggetti. L'approccio bottom-up sembra più ricco in termini di varietà di materiali, diversità di architettura e controllo dello stato nanometrico, mentre l'approccio top-down consente di ottenere quantità maggiori di materiale, sebbene il controllo dello stato nanometrico sia più delicato. Il metodo bottom-up utilizza processi chimici e fisici (reazioni in fase vapore, tecniche sol-gel, pirolisi laser, microonde, ecc.), mentre il metodo top-down si basa principalmente su metodi meccanici (meccanosintesi, forte deformazione per torsione, ecc.).Il passaggio dei materiali a dimensioni nanometriche fa emergere proprietà inattese e spesso completamente diverse rispetto agli stessi materiali su scala micro o macroscopica, come la resistenza meccanica, la reattività chimica, la conduttività elettrica e la fluorescenza.

Le nanotecnologie possono modificare le proprietà fondamentali dei materiali. Ad esempio, l'oro, inattivo su scala micrometrica, diventa un eccellente catalizzatore di reazioni chimiche su scala nanometrica. Grazie alle loro proprietà varie e spesso inedite, i nanomateriali rivelano potenzialità molto diverse e aprono molteplici prospettive di utilizzo.

Essi consentono innovazioni incrementali e di rottura in numerosi settori come la sanità, l'automobile, l'edilizia, l'agroalimentare e l'elettronica. Durante tutte le fasi della fabbricazione, dalla sintesi al recupero, dal condizionamento alla spedizione dei nanomateriali, e durante il trasferimento di prodotti intermedi, è possibile che i lavoratori siano esposti.

Anche la ricezione, l'incorporazione dei nanomateriali in diverse matrici, l'utilizzo di compositi, la pulizia e la manutenzione dei locali e delle attrezzature, così come il trattamento dei rifiuti, rappresentano fonti di esposizione.

Situazioni di Esposizione Professionale

I lavoratori possono essere esposti ai nanomateriali in diverse situazioni operative, tra cui:

  • Trasferimento, campionamento, pesatura e incorporazione di nanopolveri in matrici minerali o organiche.
  • Travaso, agitazione, miscelazione e asciugatura di sospensioni liquide contenenti nanomateriali.
  • Lavorazione di nanocompositi: taglio, lucidatura, levigatura, ecc.Imballaggio, stoccaggio e trasporto dei prodotti.
  • Pulizia, manutenzione e gestione dei rifiutiulizia di superfici di lavoro, sostituzione di filtri usati, ecc.
  • Incidenti o malfunzionamenti: fuoriuscita da reattori o sistemi chiusi.

Rischi per la Salute

La principale via di penetrazione dei nanomateriali nell'organismo umano è l'apparato respiratorio. Possono anche raggiungere il sistema gastrointestinale se ingeriti o deglutiti dopo essere stati inalati. La penetrazione attraverso la pelle è ancora oggetto di studio.

Data la loro dimensione, i nanomateriali possono attraversare le barriere biologiche e migrare verso diversi siti dell'organismo tramite sangue e linfa.Le conoscenze sulla tossicità dei nanomateriali sono ancora incomplete. Studi su cellule e animali suggeriscono che, a parità di massa, i nanomateriali sono più tossici e causano effetti infiammatori maggiori rispetto agli oggetti di dimensioni micro e macroscopiche della stessa natura chimica. Ogni nanomateriale possiede un potenziale di tossicità specifico.

Valutazione dell'Esposizione Professionale

L'attuale approccio di valutazione dell'esposizione agli aerosol classici non è adeguato per i nanoaerosol. Oltre alla massa e alla composizione chimica, è necessario misurare la superficie e il numero di particelle. La concentrazione in superficie, numero e massa dei nanoaerosol, insieme alla distribuzione granulometrica e alla composizione chimica, sono parametri cruciali.Non esiste ancora un metodo di misurazione unico e semplice per caratterizzare l'esposizione professionale ai nanomateriali. Tuttavia, sono disponibili strumenti complessi e costosi per la caratterizzazione dei nanoaerosol.

Prevenzione dei Rischi

Vista la molteplici incognite, è fondamentale implementare procedure specifiche di prevenzione dei rischi in tutti gli ambienti professionali che utilizzano nanomateriali, lungo tutto il ciclo di vita dei prodotti. Queste misure mirano a evitare o ridurre al minimo le esposizioni professionali e sono simili a quelle per gli agenti chimici pericolosi, ma con un'attenzione particolare alla persistenza e diffusione dei nanomateriali nell'atmosfera dei luoghi di lavoro.Le regole generali di prevenzione del rischio chimico definite nel Testo Unico (Dlgs 81/08) si applicano anche ai nanomateriali, inclusi la sostituzione, la protezione collettiva, la formazione e l'informazione dei lavoratori, e il monitoraggio medico.