27. Monitoraggio biologico
Editor del capitolo: Robert Lauwerys
Sommario
Principi generali
Vito Foà e Lorenzo Alessio
Certificazione di qualità
D.Gompertz
Metalli e Composti Organometallici
P.Hoet e Robert Lauwerys
Solventi organici
Masayuki Ikeda
Sostanze chimiche genotossiche
Marja Sorsa
Pesticidi
Marco Maroni e Adalberto Ferioli
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1. ACGIH, DFG e altri valori limite per i metalli
2. Esempi di monitoraggio chimico e biologico
3. Monitoraggio biologico per solventi organici
4. Genotossicità delle sostanze chimiche valutata da IARC
5. Biomarcatori e alcuni campioni di cellule/tessuti e genotossicità
6. Agenti cancerogeni per l'uomo, esposizione professionale e endpoint citogenetici
8. Esposizione da produzione e uso di pesticidi
9. Tossicità OP acuta a diversi livelli di inibizione ACHE
10 Variazioni di ACHE e PCHE e condizioni di salute selezionate
11 Attività della colinesterasi di persone sane non esposte
12 Alchilfosfati urinari e pesticidi OP
13 Misurazioni di alchilfosfati urinari e OP
14 Metaboliti carbammati urinari
15 Metaboliti urinari del ditiocarbammato
16 Indici proposti per il monitoraggio biologico dei pesticidi
17 Valori limite biologici raccomandati (a partire dal 1996)
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28. Epidemiologia e statistica
Redattori di capitoli: Franco Merletti, Colin L. Soskolne e Paolo Vineis
Metodo epidemiologico applicato alla salute e sicurezza sul lavoro
Franco Merletti, Colin L. Soskolne e Paolo Vineis
Valutazione dell'esposizione
Sig. Gerald Ott
Sommario Misure di esposizione durante la vita lavorativa
Colin L. Soskolne
Misurazione degli effetti delle esposizioni
Shelia Hoar Zahm
Caso di studio: Misure
Franco Merletti, Colin L. Soskolne e Paola Vineis
Opzioni nella progettazione dello studio
Sven Hernberg
Problemi di validità nella progettazione dello studio
Annie J.Sasco
Impatto dell'errore di misurazione casuale
Paolo Vineis e Colin L. Soskolne
Metodi statistici
Annibale Biggeri e Mario Braga
Valutazione della causalità ed etica nella ricerca epidemiologica
Paolo Vineis
Casi di studio che illustrano questioni metodologiche nella sorveglianza delle malattie professionali
Jung-Der Wang
Questionari nella ricerca epidemiologica
Steven D. Stellman e Colin L. Soskolne
Prospettiva storica dell'amianto
Lorenzo Garfinkel
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1. Cinque misure riassuntive selezionate dell'esposizione durante la vita lavorativa
2. Misure di insorgenza della malattia
3. Misure di associazione per uno studio di coorte
4. Misure di associazione per studi caso-controllo
5. Layout generale della tabella delle frequenze per i dati di coorte
6. Esempio di layout dei dati caso-controllo
7. Disporre i dati caso-controllo: un controllo per caso
8. Ipotetica coorte di 1950 individui a T2
9. Indici di tendenza centrale e dispersione
10 Un esperimento binomiale e probabilità
11 Possibili esiti di un esperimento binomiale
12 Distribuzione binomiale, 15 successi/30 prove
13 Distribuzione binomiale, p = 0.25; 30 prove
14 Errore e alimentazione di tipo II; x = 12, n = 30, a = 0.05
15 Errore e alimentazione di tipo II; x = 12, n = 40, a = 0.05
16 632 lavoratori esposti all'amianto da 20 anni o più
17 O/E numero di morti tra 632 lavoratori dell'amianto
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29. Ergonomia
Redattori di capitoli: Wolfgang Laurig e Joachim Vedder
Sommario
Panoramica
Wolfgang Laurig e Joachim Vedder
La natura e gli scopi dell'ergonomia
William T. Singleton
Analisi delle attività, dei compiti e dei sistemi di lavoro
Veronica De Keyser
Ergonomia e standardizzazione
Friedhelm Nachreiner
Liste di controllo
Pranab Kumar Nag
Antropometria
Melchiorre Masali
Lavoro muscolare
Juhani Smolander e Veikko Louhevaara
Posture sul lavoro
Ilkka Kuorinka
Biomeccanica
Franco Darby
Fatica Generale
Etienne Grandjean
Fatica e recupero
Rolf Helbig e Walter Rohmert
Carico di lavoro mentale
Winfried Hacker
vigilanza
Herbert Heuer
Affaticamento mentale
Pietro Richter
Organizzazione del lavoro
Eberhard Ulich e Gudela Grote
Privazione del sonno
Kazutaka Kogi
workstation
Roland Kadefors
Strumenti
TM Fraser
Comandi, indicatori e pannelli
Karl SE Kroemer
Elaborazione e progettazione delle informazioni
Andries F. Sanders
Progettare per gruppi specifici
Scherzo H. Grady-van den Nieuwboer
Caso di studio: la classificazione internazionale della limitazione funzionale nelle persone
Differenze culturali
Hushang Shahnavaz
Lavoratori anziani
Antoine Laville e Serge Volkoff
Lavoratori con Bisogni Speciali
Scherzo H. Grady-van den Nieuwboer
Progettazione di sistemi nella produzione di diamanti
Issacar Gilad
Ignorando i principi di progettazione ergonomica: Chernobyl
Vladimir M. Munipov
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1. Elenco dei nuclei antropometrici di base
2. Fatica e recupero dipendono dai livelli di attività
3. Regole di combinazione degli effetti di due fattori di stress sulla deformazione
4. Differenza tra diverse conseguenze negative della tensione mentale
5. Principi orientati al lavoro per la strutturazione della produzione
6. Partecipazione al contesto organizzativo
7. Partecipazione degli utenti al processo tecnologico
8. Orario di lavoro irregolare e privazione del sonno
9. Aspetti dell'anticipo, dell'ancora e del sonno ritardato
10 Controlla i movimenti e gli effetti attesi
11 Relazioni controllo-effetto dei comandi manuali comuni
12 Regole per la disposizione dei controlli
13 Linee guida per le etichette
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30. Igiene del lavoro
Editor del capitolo: Robert F.Herrick
Sommario
Obiettivi, definizioni e informazioni generali
Berenice I. Ferrari Goelzer
Riconoscimento dei pericoli
Linnea Lillienberg
Valutazione dell'ambiente di lavoro
Lori A.Todd
Igiene del lavoro: controllo delle esposizioni attraverso l'intervento
James Stewart
La base biologica per la valutazione dell'esposizione
Dick Heederik
Limiti di esposizione professionale
Dennis J. Paustenbach
1. Rischi chimici; agenti biologici e fisici
2. Limiti di esposizione professionale (OEL) - vari paesi
31. Protezione personale
Editor del capitolo: Robert F.Herrick
Sommario
Panoramica e filosofia della protezione personale
Robert F.Herrick
Protettori per occhi e viso
Kikuzi Kimura
Protezione del piede e della gamba
Toohiko Miura
Protezione della testa
Isabelle Balty e Alain Mayer
Protezione dell'udito
John R. Franchi e Elliott H. Berger
Abbigliamento protettivo
S. Zack Mansdorf
Protezione respiratoria
Thomas J. Nelson
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1. Requisiti di trasmittanza (ISO 4850-1979)
2. Bilance di protezione - saldatura a gas e saldobrasatura
3. Scale di protezione - taglio dell'ossigeno
4. Scale di protezione - taglio ad arco plasma
5. Scale di protezione - saldatura ad arco elettrico o scriccatura
6. Scale di protezione - saldatura ad arco diretto al plasma
7. Elmetto di sicurezza: norma ISO 3873-1977
8. Classificazione di riduzione del rumore di una protezione acustica
9. Calcolo della riduzione del rumore ponderata A
10 Esempi di categorie di rischio dermico
11 Requisiti di prestazione fisica, chimica e biologica
12 Pericoli materiali associati a particolari attività
13 Fattori di protezione assegnati da ANSI Z88 2 (1992)
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32. Sistemi di registrazione e sorveglianza
Editor del capitolo: Steven D. Stellmann
Sommario
Sistemi di sorveglianza e segnalazione delle malattie professionali
Steven B. Markowitz
Sorveglianza sui rischi professionali
David H. Wegman e Steven D. Stellman
Sorveglianza nei paesi in via di sviluppo
David Koh e Kee-Seng Chia
Sviluppo e applicazione di un sistema di classificazione degli infortuni e delle malattie professionali
Elyce Biddle
Analisi del rischio di lesioni e malattie non mortali sul posto di lavoro
John W. Ruser
Caso di studio: protezione dei lavoratori e statistiche sugli infortuni e le malattie professionali - HVBG, Germania
Martin Butz e Burkhard Hoffmann
Caso di studio: Wismut - Un'esposizione all'uranio rivisitata
Heinz Otten e Horst Schulz
Strategie e tecniche di misurazione per la valutazione dell'esposizione professionale in epidemiologia
Frank Bochmann e Helmut Blomé
Caso di studio: Indagini sulla salute sul lavoro in Cina
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1. Angiosarcoma del fegato - registro mondiale
2. Malattia professionale, Stati Uniti, 1986 contro 1992
3. Morti negli Stati Uniti per pneumoconiosi e mesotelioma pleurico
4. Esempio di elenco delle malattie professionali soggette a denuncia
5. Struttura del codice di segnalazione di malattie e infortuni, Stati Uniti
6. Infortuni e malattie professionali non mortali, Stati Uniti 1993
7. Rischio di infortuni e malattie professionali
8. Rischio relativo per condizioni di movimento ripetitivo
9. Infortuni sul lavoro, Germania, 1981-93
10 Rettificatrici in incidenti di lavorazione dei metalli, Germania, 1984-93
11 Malattia professionale, Germania, 1980-93
12 Malattie infettive, Germania, 1980-93
13 Esposizione alle radiazioni nelle miniere di Wismut
14 Malattie professionali nelle miniere di uranio di Wismut 1952-90
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33. Tossicologia
Redattore del capitolo: Ellen K. Silbergeld
Introduzione
Ellen K. Silbergeld, caporedattore
Definizioni e Concetti
Bo Holmberg, Johan Hogberg e Gunnar Johanson
Tossicocinetica
Dušan Djuric
Organo bersaglio ed effetti critici
Marek Jakubowski
Effetti dell'età, del sesso e di altri fattori
Spomenka Telisman
Determinanti genetici della risposta tossica
Daniel W. Nebert e Ross A. McKinnon
Introduzione e concetti
Philip G. Watanabe
Danno cellulare e morte cellulare
Benjamin F. Trump e Irene K. Berezesky
Tossicologia genetica
R. Rita Misra e Michael P. Waalkes
Immunotossicologia
Joseph G. Vos e Henk van Loveren
Tossicologia dell'organo bersaglio
Ellen K. Silbergeld
biomarkers
Filippo Grandjean
Valutazione della tossicità genetica
David M. De Marini e James Huff
Test di tossicità in vitro
Giovanna Zurlo
Relazioni struttura attività
Ellen K. Silbergeld
Tossicologia nel regolamento sulla salute e la sicurezza
Ellen K. Silbergeld
Principi di identificazione dei pericoli - L'approccio giapponese
Masayuki Ikeda
L'approccio degli Stati Uniti alla valutazione del rischio di sostanze tossiche per la riproduzione e agenti neurotossici
Ellen K. Silbergeld
Approcci all'identificazione dei pericoli - IARC
Harri Vainio e Julian Wilbourn
Appendice - Valutazioni complessive di cancerogenicità per l'uomo: Monografie IARC Volumi 1-69 (836)
Valutazione del rischio cancerogeno: altri approcci
Cees A. van der Heijden
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L'identificazione dei rischi cancerogeni per l'uomo è stato l'obiettivo del Monografie IARC sulla valutazione dei rischi cancerogeni per l'uomo dal 1971. Ad oggi sono stati pubblicati o sono in corso di stampa 69 volumi di monografie, con valutazioni di cancerogenicità di 836 agenti o circostanze di esposizione (vedi Appendice).
Queste valutazioni qualitative del rischio cancerogeno per l'uomo sono equivalenti alla fase di identificazione del pericolo nello schema ormai generalmente accettato di valutazione del rischio, che comprende l'identificazione del pericolo, la valutazione dose-risposta (compresa l'estrapolazione al di fuori dei limiti delle osservazioni), la valutazione dell'esposizione e la caratterizzazione del rischio .
Scopo della Monografie IARC programma è stato quello di pubblicare valutazioni qualitative critiche sulla cancerogenicità per l'uomo di agenti (sostanze chimiche, gruppi di sostanze chimiche, miscele complesse, fattori fisici o biologici) o circostanze di esposizione (esposizioni professionali, abitudini culturali) attraverso la cooperazione internazionale sotto forma di gruppi di lavoro di esperti . I gruppi di lavoro preparano monografie su una serie di singoli agenti o esposizioni e ogni volume viene pubblicato e ampiamente distribuito. Ogni monografia consiste in una breve descrizione delle proprietà fisiche e chimiche dell'agente; metodi per la sua analisi; una descrizione di come viene prodotto, quanto viene prodotto e come viene utilizzato; dati sull'occorrenza e sull'esposizione umana; sintesi di case report e studi epidemiologici sul cancro nell'uomo; sommari di test sperimentali di cancerogenicità; una breve descrizione di altri dati biologici rilevanti, come la tossicità e gli effetti genetici, che possono indicare il suo possibile meccanismo d'azione; e una valutazione della sua cancerogenicità. La prima parte di questo schema generale è opportunamente adattata quando si tratta di agenti diversi dalle sostanze chimiche o dalle miscele chimiche.
I principi guida per la valutazione degli agenti cancerogeni sono stati elaborati da diversi gruppi ad hoc di esperti e sono definiti nel Preambolo al Monografie ค้นหารายชื่อโรงเรียนอนุบาล สถานรับเลี้ยงเด็ก และการเล่นชั้นนำและดีที่สุดใกล้กับ New Sama Bhadran Nagar, Vadodara สำหรับการเข้าศึกษาในปีการศึกษา 1994-XNUMX สำรวจรายละเอียดการรับเข้าเรียน ค่าธรรมเนียม รีวิว อันดับ สิ่งอำนวยความสะดวกด้านกีฬา สิ่งอำนวยความสะดวกในหอพัก คณะกรรมการ หมายเลขติดต่อ รายละเอียดทางวิชาการ โครงสร้างพื้นฐาน ที่อยู่ และหลักสูตร
Strumenti per l'identificazione qualitativa del rischio cancerogeno (pericolo).
Le associazioni vengono stabilite esaminando i dati disponibili dagli studi sugli esseri umani esposti, i risultati dei test biologici sugli animali da esperimento e gli studi sull'esposizione, il metabolismo, la tossicità e gli effetti genetici sia sugli esseri umani che sugli animali.
Studi sul cancro nell'uomo
Tre tipi di studi epidemiologici contribuiscono alla valutazione della cancerogenicità: studi di coorte, studi caso-controllo e studi di correlazione (o ecologici). Possono anche essere esaminate le segnalazioni di casi di cancro.
Gli studi di coorte e caso-controllo mettono in relazione le esposizioni individuali in studio con l'insorgenza di tumori negli individui e forniscono una stima del rischio relativo (rapporto tra l'incidenza negli esposti e l'incidenza nei non esposti) come principale misura di associazione.
Negli studi di correlazione, l'unità di indagine è solitamente l'intera popolazione (ad esempio, particolari aree geografiche) e la frequenza del cancro è correlata a una misura sommaria dell'esposizione della popolazione all'agente. Poiché l'esposizione individuale non è documentata, una relazione causale è meno facile da dedurre da tali studi che da studi di coorte e caso-controllo. Le segnalazioni di casi generalmente nascono dal sospetto, basato sull'esperienza clinica, che la concomitanza di due eventi, cioè una particolare esposizione e insorgenza di un cancro, si sia verificata più frequentemente di quanto ci si aspetterebbe per caso. Le incertezze che circondano l'interpretazione dei casi clinici e degli studi di correlazione li rendono inadeguati, tranne in rari casi, a costituire l'unica base per inferire una relazione causale.
Nell'interpretazione degli studi epidemiologici, è necessario tener conto dei possibili ruoli di bias e confondimento. Per pregiudizio si intende l'azione di fattori nel disegno o nell'esecuzione dello studio che portano erroneamente a un'associazione più forte o più debole di quella effettivamente esistente tra la malattia e un agente. Per confusione si intende una situazione in cui la relazione con la malattia viene fatta apparire più forte o più debole di quanto non sia in realtà come risultato di un'associazione tra il fattore causale apparente e un altro fattore che è associato con un aumento o una diminuzione dell'incidenza di la malattia.
Nella valutazione degli studi epidemiologici, è più probabile che un'associazione forte (vale a dire un elevato rischio relativo) indichi causalità rispetto a un'associazione debole, sebbene sia riconosciuto che i rischi relativi di piccola entità non implicano mancanza di causalità e possono essere importanti se la malattia è comune. È più probabile che le associazioni replicate in diversi studi dello stesso disegno o che utilizzano approcci epidemiologici diversi o in diverse circostanze di esposizione rappresentino una relazione causale rispetto alle osservazioni isolate da singoli studi. Un aumento del rischio di cancro con quantità crescenti di esposizione è considerato una forte indicazione di causalità, sebbene l'assenza di una risposta graduale non sia necessariamente una prova contro una relazione causale. Anche la dimostrazione di una diminuzione del rischio dopo la cessazione o la riduzione dell'esposizione negli individui o in intere popolazioni supporta un'interpretazione causale dei risultati.
Quando diversi studi epidemiologici mostrano poche o nessuna indicazione di un'associazione tra un'esposizione e il cancro, si può giudicare che, nel complesso, mostrano prove che suggeriscono la mancanza di cancerogenicità. La possibilità che bias, confusione o errata classificazione dell'esposizione o dell'esito possano spiegare i risultati osservati deve essere considerata ed esclusa con ragionevole certezza. Le prove che suggeriscono la mancanza di cancerogenicità ottenute da diversi studi epidemiologici possono applicarsi solo a quei tipi di cancro, livelli di dose e intervalli tra la prima esposizione e l'osservazione della malattia che sono stati studiati. Per alcuni tumori umani, il periodo tra la prima esposizione e lo sviluppo della malattia clinica raramente è inferiore a 20 anni; periodi di latenza sostanzialmente inferiori a 30 anni non possono fornire prove che suggeriscano la mancanza di cancerogenicità.
Le prove relative alla cancerogenicità derivanti da studi sull'uomo sono classificate in una delle seguenti categorie:
Prove sufficienti di cancerogenicità. È stata stabilita una relazione causale tra l'esposizione all'agente, alla miscela o alla circostanza di esposizione e il cancro umano. Cioè, è stata osservata una relazione positiva tra l'esposizione e il cancro in studi in cui possibilità, pregiudizi e confusione potevano essere esclusi con ragionevole sicurezza.
Prove limitate di cancerogenicità. È stata osservata un'associazione positiva tra l'esposizione all'agente, alla miscela o alla circostanza di esposizione e il cancro per cui un'interpretazione causale è ritenuta credibile, ma non è possibile escludere con ragionevole sicurezza il caso, la distorsione o il confondimento.
Prove inadeguate di cancerogenicità. Gli studi disponibili sono di qualità, coerenza o potere statistico insufficienti per consentire una conclusione in merito alla presenza o all'assenza di un'associazione causale, oppure non sono disponibili dati sul cancro nell'uomo.
Prove che suggeriscono la mancanza di cancerogenicità. Esistono diversi studi adeguati che coprono l'intera gamma di livelli di esposizione che gli esseri umani sono noti per incontrare, che sono reciprocamente coerenti nel non mostrare un'associazione positiva tra l'esposizione all'agente e il cancro studiato a qualsiasi livello di esposizione osservato. Una conclusione di "prove che suggeriscono la mancanza di cancerogenicità" è inevitabilmente limitata ai siti del cancro, alle condizioni e ai livelli di esposizione e alla durata dell'osservazione coperti dagli studi disponibili.
L'applicabilità di una valutazione della cancerogenicità di una miscela, di un processo, di un'occupazione o di un'industria sulla base dell'evidenza di studi epidemiologici dipende dal tempo e dal luogo. Dovrebbe essere ricercata l'esposizione, il processo o l'attività specifici ritenuti più probabilmente responsabili di qualsiasi eccesso di rischio e la valutazione dovrebbe essere focalizzata il più strettamente possibile. Il lungo periodo di latenza del cancro umano complica l'interpretazione degli studi epidemiologici. Un'ulteriore complicazione è il fatto che gli esseri umani sono esposti contemporaneamente a una varietà di sostanze chimiche, che possono interagire per aumentare o diminuire il rischio di neoplasia.
Studi sulla cancerogenicità negli animali da esperimento
Circa 50 anni fa sono stati introdotti studi in cui animali da esperimento (solitamente topi e ratti) sono esposti a potenziali agenti cancerogeni ed esaminati per la presenza di cancro, con l'obiettivo di introdurre un approccio scientifico allo studio della carcinogenesi chimica e di evitare alcuni degli svantaggi di utilizzando solo dati epidemiologici negli esseri umani. Nel Monografie IARC vengono riassunti tutti gli studi disponibili e pubblicati sulla cancerogenicità negli animali e il grado di evidenza di cancerogenicità viene quindi classificato in una delle seguenti categorie:
Prove sufficienti di cancerogenicità. È stata stabilita una relazione causale tra l'agente o la miscela e un'aumentata incidenza di neoplasie maligne o di un'appropriata combinazione di neoplasie benigne e maligne in due o più specie di animali o in due o più studi indipendenti su una specie condotti in tempi diversi o in laboratori diversi o con protocolli diversi. Eccezionalmente, si potrebbe ritenere che un singolo studio su una specie fornisca prove sufficienti di cancerogenicità quando le neoplasie maligne si presentano a un grado insolito rispetto all'incidenza, alla sede, al tipo di tumore o all'età di insorgenza.
Prove limitate di cancerogenicità. I dati suggeriscono un effetto cancerogeno ma sono limitati per effettuare una valutazione definitiva perché, ad esempio, (a) l'evidenza di cancerogenicità è limitata a un singolo esperimento; oppure (b) vi sono alcune questioni irrisolte riguardanti l'adeguatezza del disegno, della conduzione o dell'interpretazione dello studio; o (c) l'agente o la miscela aumenta solo l'incidenza di neoplasie benigne o lesioni di potenziale neoplastico incerto, o di certe neoplasie che possono manifestarsi spontaneamente con un'incidenza elevata in alcuni ceppi.
Prove inadeguate di cancerogenicità. Gli studi non possono essere interpretati nel senso che dimostrino la presenza o l'assenza di un effetto cancerogeno a causa di importanti limiti qualitativi o quantitativi, oppure non sono disponibili dati sul cancro negli animali da esperimento.
Prove che suggeriscono la mancanza di cancerogenicità. Sono disponibili studi adeguati su almeno due specie che dimostrano che, nei limiti dei test utilizzati, l'agente o la miscela non è cancerogena. Una conclusione di prove che suggeriscono la mancanza di cancerogenicità è inevitabilmente limitata alle specie, ai siti tumorali e ai livelli di esposizione studiati.
Altri dati rilevanti per una valutazione di cancerogenicità
I dati sugli effetti biologici negli esseri umani che sono di particolare rilevanza includono considerazioni tossicologiche, cinetiche e metaboliche e prove di legame al DNA, persistenza di lesioni al DNA o danni genetici negli esseri umani esposti. Le informazioni tossicologiche, come quelle sulla citotossicità e rigenerazione, sul legame recettoriale e sugli effetti ormonali e immunologici, ei dati sulla cinetica e sul metabolismo negli animali da esperimento sono riassunti quando ritenuti pertinenti al possibile meccanismo dell'azione cancerogena dell'agente. I risultati dei test per gli effetti genetici e correlati sono riassunti per interi mammiferi compreso l'uomo, cellule di mammiferi in coltura e sistemi non di mammiferi. Le relazioni struttura-attività sono menzionate quando rilevanti.
Per l'agente, la miscela o la circostanza di esposizione in corso di valutazione, i dati disponibili sugli end-point o altri fenomeni relativi ai meccanismi di cancerogenesi provenienti da studi sull'uomo, animali da esperimento e sistemi di test su cellule e tessuti sono riassunti in una o più delle seguenti dimensioni descrittive :
Queste dimensioni non si escludono a vicenda e un agente può rientrare in più di una. Così, ad esempio, l'azione di un agente sull'espressione di geni rilevanti potrebbe essere riassunta sia nella prima che nella seconda dimensione, anche se fosse noto con ragionevole certezza che tali effetti derivano dalla genotossicità.
Valutazioni complessive
Infine, il corpus di prove viene considerato nel suo insieme, al fine di giungere ad una valutazione complessiva della cancerogenicità per l'uomo di un agente, miscela o circostanza di esposizione. È possibile effettuare una valutazione per un gruppo di sostanze chimiche quando i dati a sostegno indicano che anche altri composti correlati per i quali non vi è alcuna prova diretta della capacità di indurre il cancro nell'uomo o negli animali possono essere cancerogeni, una dichiarazione che descrive la motivazione di questa conclusione è aggiunto al racconto di valutazione.
L'agente, la miscela o la circostanza d'esposizione sono descritti secondo la formulazione di una delle seguenti categorie e viene fornito il gruppo designato. La categorizzazione di un agente, miscela o circostanza di esposizione è una questione di giudizio scientifico, che riflette la forza delle prove derivate da studi sull'uomo e su animali da esperimento e da altri dati pertinenti.
Gruppo 1
L'agente (miscela) è cancerogeno per l'uomo. La circostanza di esposizione comporta esposizioni cancerogene per l'uomo.
Questa categoria viene utilizzata quando vi sono prove sufficienti di cancerogenicità nell'uomo. Eccezionalmente, un agente (miscela) può essere inserito in questa categoria quando le prove nell'uomo sono meno che sufficienti ma vi sono prove sufficienti di cancerogenicità negli animali da esperimento e forti prove negli esseri umani esposti che l'agente (miscela) agisce attraverso un meccanismo rilevante di cancerogenicità .
Gruppo 2
Questa categoria include agenti, miscele e circostanze di esposizione per i quali, a un estremo, il grado di evidenza di cancerogenicità nell'uomo è quasi sufficiente, nonché quelli per i quali, all'altro estremo, non ci sono dati sull'uomo ma per i quali esiste prove di cancerogenicità negli animali da esperimento. Gli agenti, le miscele e le circostanze di esposizione sono assegnati al gruppo 2A (probabilmente cancerogeno per l'uomo) o al gruppo 2B (possibilmente cancerogeno per l'uomo) sulla base di prove epidemiologiche e sperimentali di cancerogenicità e altri dati pertinenti.
Gruppo 2A. L'agente (miscela) è probabilmente cancerogeno per l'uomo. La circostanza di esposizione comporta esposizioni che sono probabilmente cancerogene per l'uomo. Questa categoria viene utilizzata quando vi sono prove limitate di cancerogenicità nell'uomo e prove sufficienti di cancerogenicità negli animali da esperimento. In alcuni casi, un agente (miscela) può essere classificato in questa categoria quando vi sono prove inadeguate di cancerogenicità nell'uomo e prove sufficienti di cancerogenicità negli animali da esperimento e forti prove che la cancerogenesi è mediata da un meccanismo che opera anche nell'uomo. Eccezionalmente, un agente, una miscela o una circostanza di esposizione possono essere classificati in questa categoria esclusivamente sulla base di prove limitate di cancerogenicità per l'uomo.
Gruppo 2B. L'agente (miscela) è probabilmente cancerogeno per l'uomo. La circostanza di esposizione comporta esposizioni che possono essere cancerogene per l'uomo. Questa categoria è utilizzata per agenti, miscele e circostanze di esposizione per i quali vi sono prove limitate di cancerogenicità nell'uomo e prove di cancerogenicità meno che sufficienti negli animali da esperimento. Può anche essere utilizzato quando vi sono prove inadeguate di cancerogenicità nell'uomo ma vi sono prove sufficienti di cancerogenicità negli animali da esperimento. In alcuni casi, un agente, una miscela o una circostanza di esposizione per i quali vi sono prove inadeguate di cancerogenicità nell'uomo ma prove limitate di cancerogenicità negli animali da esperimento insieme a prove a sostegno di altri dati pertinenti possono essere inseriti in questo gruppo.
Gruppo 3
L'agente (miscela o circostanza di esposizione) non è classificabile per quanto riguarda la cancerogenicità per l'uomo. Questa categoria è utilizzata più comunemente per agenti, miscele e circostanze di esposizione per le quali le prove di cancerogenicità sono inadeguate nell'uomo e inadeguate o limitate negli animali da esperimento.
Eccezionalmente, gli agenti (miscele) per i quali l'evidenza di cancerogenicità è inadeguata nell'uomo ma sufficiente negli animali da esperimento possono essere inseriti in questa categoria quando vi è una forte evidenza che il meccanismo di cancerogenicità negli animali da esperimento non funziona nell'uomo.
Gruppo 4
L'agente (miscela) probabilmente non è cancerogeno per l'uomo. Questa categoria è utilizzata per agenti o miscele per i quali vi sono prove che suggeriscono la mancanza di cancerogenicità nell'uomo e negli animali da esperimento. In alcuni casi, agenti o miscele per i quali vi sono prove inadeguate di cancerogenicità nell'uomo ma prove che suggeriscono la mancanza di cancerogenicità negli animali da esperimento, coerentemente e fortemente supportate da un'ampia gamma di altri dati pertinenti, possono essere classificate in questo gruppo.
I sistemi di classificazione creati dagli esseri umani non sono sufficientemente perfetti per comprendere tutte le complesse entità della biologia. Sono, tuttavia, utili come principi guida e possono essere modificati man mano che le nuove conoscenze sulla cancerogenesi diventano più solide. Nella categorizzazione di un agente, di una miscela o di una circostanza di esposizione, è essenziale fare affidamento sui giudizi scientifici formulati dal gruppo di esperti.
Risultati fino ad oggi
Ad oggi, 69 volumi di Monografie IARC sono stati pubblicati o sono in corso di stampa, in cui sono state effettuate valutazioni di cancerogenicità per l'uomo per 836 agenti o circostanze di esposizione. Settantaquattro agenti o esposizioni sono stati valutati come cancerogeni per l'uomo (Gruppo 1), 56 come probabilmente cancerogeni per l'uomo (Gruppo 2A), 225 come possibilmente cancerogeni per l'uomo (Gruppo 2B) e uno come probabilmente non cancerogeno per l'uomo (Gruppo 4 ). Per 480 agenti o esposizioni, i dati epidemiologici e sperimentali disponibili non hanno consentito una valutazione della loro cancerogenicità per l'uomo (Gruppo 3).
Importanza dei dati meccanicistici
Il preambolo rivisto, apparso per la prima volta nel volume 54 del Monografie IARC, consente la possibilità che un agente per il quale l'evidenza epidemiologica di cancro è inferiore a sufficiente possa essere inserito nel gruppo 1 quando vi sono prove sufficienti di cancerogenicità negli animali da esperimento e prove evidenti negli esseri umani esposti che l'agente agisce attraverso un meccanismo rilevante di cancerogenicità. Al contrario, un agente per il quale vi sono prove inadeguate di cancerogenicità nell'uomo insieme a prove sufficienti negli animali da esperimento e forti prove che il meccanismo della cancerogenesi non opera negli esseri umani può essere inserito nel Gruppo 3 invece del Gruppo 2B normalmente assegnato - possibilmente cancerogeno per gli umani: categoria.
L'uso di tali dati sui meccanismi è stato discusso in tre recenti occasioni:
Sebbene sia generalmente accettato che la radiazione solare sia cancerogena per l'uomo (Gruppo 1), gli studi epidemiologici sul cancro nell'uomo per le radiazioni UVA e UVB delle lampade solari forniscono solo prove limitate di cancerogenicità. Speciali sostituzioni di base in tandem (GCTTT) sono state osservate nei geni di soppressione del tumore p53 nei tumori a cellule squamose nei siti esposti al sole negli esseri umani. Sebbene i raggi UV possano indurre transizioni simili in alcuni sistemi sperimentali e i raggi UVB, UVA e UVC siano cancerogeni negli animali da esperimento, i dati meccanicistici disponibili non sono stati considerati abbastanza forti da consentire al gruppo di lavoro di classificare i raggi UVB, UVA e UVC superiori al gruppo 2A (IARC 1992 ). In uno studio pubblicato dopo l'incontro (Kress et al. 1992), le transizioni CCTTT in p53 sono state dimostrate nei tumori cutanei indotti da UVB nei topi, il che potrebbe suggerire che anche gli UVB dovrebbero essere classificati come cancerogeni per l'uomo (Gruppo 1).
Il secondo caso in cui è stata presa in considerazione la possibilità di collocare un agente nel Gruppo 1 in assenza di sufficienti evidenze epidemiologiche è stato il 4,4´-metilene-bis(2-cloroanilina) (MOCA). MOCA è cancerogeno nei cani e nei roditori ed è completamente genotossico. Si lega al DNA attraverso la reazione con N-idrossi MOCA e gli stessi addotti che si formano nei tessuti bersaglio per la cancerogenicità negli animali sono stati trovati nelle cellule uroteliali di un piccolo numero di esseri umani esposti. Dopo lunghe discussioni sulla possibilità di un miglioramento, il gruppo di lavoro ha infine effettuato una valutazione complessiva del gruppo 2A, probabilmente cancerogeno per l'uomo (IARC 1993).
Durante una recente valutazione dell'ossido di etilene (IARC 1994b), gli studi epidemiologici disponibili hanno fornito prove limitate di cancerogenicità nell'uomo e studi su animali da esperimento hanno fornito prove sufficienti di cancerogenicità. Tenendo conto degli altri dati rilevanti che (1) l'ossido di etilene induce un aumento sensibile, persistente e correlato alla dose della frequenza delle aberrazioni cromosomiche e degli scambi di cromatidi fratelli nei linfociti periferici e nei micronuclei nelle cellule del midollo osseo dei lavoratori esposti; (2) è stato associato a tumori maligni del sistema linfatico ed ematopoietico sia nell'uomo che negli animali da esperimento; (3) induce un aumento dose-dipendente della frequenza degli addotti dell'emoglobina negli esseri umani esposti e un aumento dose-correlato del numero di addotti sia nel DNA che nell'emoglobina nei roditori esposti; (4) induce mutazioni genetiche e traslocazioni ereditabili nelle cellule germinali di roditori esposti; e (5) è un potente mutageno e clastogeno a tutti i livelli filogenetici; l'ossido di etilene è stato classificato come cancerogeno per l'uomo (Gruppo 1).
Nel caso in cui il preambolo consenta la possibilità che un agente per il quale vi siano prove sufficienti di cancerogenicità negli animali possa essere inserito nel gruppo 3 (invece del gruppo 2B, in cui sarebbe normalmente classificato) quando vi è una forte evidenza che il meccanismo di cancerogenicità negli animali non funziona nell'uomo, questa possibilità non è stata ancora utilizzata da alcun gruppo di lavoro. Tale possibilità avrebbe potuto essere prevista nel caso di d-limonene se vi fossero prove sufficienti della sua cancerogenicità negli animali, poiché vi sono dati che suggeriscono che α2-la produzione di microglobuline nel rene di ratto maschio è collegata ai tumori renali osservati.
Tra le molte sostanze chimiche nominate come prioritarie da un gruppo di lavoro ad hoc nel dicembre 1993, sono comparsi alcuni meccanismi intrinseci d'azione postulati comuni o sono state identificate determinate classi di agenti in base alle loro proprietà biologiche. Il gruppo di lavoro ha raccomandato che prima di effettuare valutazioni su agenti quali proliferatori di perossisomi, fibre, polveri e agenti tireostatici all'interno del Monografie programma, dovrebbero essere convocati speciali gruppi ad hoc per discutere l'ultimo stato dell'arte sui loro particolari meccanismi di azione.
La valutazione dell'esposizione sul luogo di lavoro riguarda l'identificazione e la valutazione degli agenti con cui un lavoratore può entrare in contatto e gli indici di esposizione possono essere costruiti per riflettere la quantità di un agente presente nell'ambiente generale o nell'aria inalata, nonché per riflettere la quantità di agente che viene effettivamente inalato, ingerito o altrimenti assorbito (l'assunzione). Altri indici includono la quantità di agente che viene riassorbito (l'assorbimento) e l'esposizione all'organo bersaglio. Dose è un termine farmacologico o tossicologico utilizzato per indicare la quantità di una sostanza somministrata a un soggetto. Il tasso di dose è la quantità somministrata per unità di tempo. La dose di un'esposizione sul luogo di lavoro è difficile da determinare in una situazione pratica, poiché i processi fisici e biologici, come l'inalazione, l'assorbimento e la distribuzione di un agente nel corpo umano, fanno sì che l'esposizione e la dose abbiano relazioni complesse e non lineari. L'incertezza sull'effettivo livello di esposizione agli agenti rende inoltre difficile quantificare le relazioni tra esposizione ed effetti sulla salute.
Per molte esposizioni professionali esiste a finestra temporale durante il quale l'esposizione o la dose è più rilevante per lo sviluppo di un particolare problema o sintomo correlato alla salute. Pertanto, l'esposizione, o dose, biologicamente rilevante sarebbe quella che si verifica durante la finestra temporale pertinente. Si ritiene che alcune esposizioni ad agenti cancerogeni professionali abbiano una finestra temporale di esposizione così rilevante. Il cancro è una malattia con un lungo periodo di latenza, e quindi potrebbe essere che l'esposizione correlata allo sviluppo finale della malattia sia avvenuta molti anni prima che il cancro si manifestasse effettivamente. Questo fenomeno è controintuitivo, poiché ci si sarebbe aspettati che l'esposizione cumulativa nel corso di una vita lavorativa sarebbe stata il parametro rilevante. L'esposizione al momento della manifestazione della malattia può non essere di particolare importanza.
Anche il modello di esposizione - esposizione continua, esposizione intermittente ed esposizione con o senza picchi acuti - può essere rilevante. Tenere conto dei modelli di esposizione è importante sia per gli studi epidemiologici sia per le misurazioni ambientali che possono essere utilizzate per monitorare il rispetto delle norme sanitarie o per il controllo ambientale nell'ambito dei programmi di controllo e prevenzione. Ad esempio, se un effetto sulla salute è causato da esposizioni di picco, tali livelli di picco devono essere monitorabili per poter essere controllati. Il monitoraggio che fornisce dati solo sulle esposizioni medie a lungo termine non è utile in quanto i valori di escursione di picco possono essere mascherati dalla media e certamente non possono essere controllati nel momento in cui si verificano.
L'esposizione o la dose biologicamente rilevante per un determinato endpoint spesso non è nota perché i modelli di assunzione, assorbimento, distribuzione ed eliminazione, oi meccanismi di biotrasformazione, non sono compresi in modo sufficientemente dettagliato. Sia la velocità con cui un agente entra ed esce dal corpo (la cinetica) sia i processi biochimici per la manipolazione della sostanza (biotrasformazione) contribuiranno a determinare le relazioni tra esposizione, dose ed effetto.
Il monitoraggio ambientale è la misurazione e la valutazione degli agenti sul posto di lavoro per valutare l'esposizione ambientale e i relativi rischi per la salute. Il monitoraggio biologico è la misurazione e la valutazione degli agenti sul posto di lavoro o dei loro metaboliti nei tessuti, nelle secrezioni o negli escrementi per valutare l'esposizione e valutare i rischi per la salute. Qualche volta biomarcatori, come gli addotti del DNA, sono usati come misure di esposizione. I biomarcatori possono anche essere indicativi dei meccanismi del processo patologico stesso, ma si tratta di un argomento complesso, trattato più ampiamente nel capitolo Monitoraggio biologico e più avanti nella discussione qui.
Una semplificazione del modello di base nella modellazione esposizione-risposta è la seguente:
esposizione comprensione distribuzione,
eliminazione, trasformazionedose targetfisiopatologiaeffetto
A seconda dell'agente, le relazioni esposizione-assorbimento ed esposizione-assunzione possono essere complesse. Per molti gas si possono fare semplici approssimazioni, basate sulla concentrazione dell'agente nell'aria durante l'arco di una giornata lavorativa e sulla quantità di aria inalata. Per il campionamento della polvere, i modelli di deposizione sono anche correlati alla dimensione delle particelle. Considerazioni sulle dimensioni possono anche portare a una relazione più complessa. Il capitolo Apparato respiratorio fornisce maggiori dettagli sull'aspetto della tossicità respiratoria.
L'esposizione e la valutazione della dose sono elementi della valutazione quantitativa del rischio. I metodi di valutazione del rischio per la salute costituiscono spesso la base su cui vengono stabiliti i limiti di esposizione per i livelli di emissione di agenti tossici nell'aria per gli standard ambientali e professionali. L'analisi del rischio per la salute fornisce una stima della probabilità (rischio) di accadimento di specifici effetti sulla salute o una stima del numero di casi con tali effetti sulla salute. Mediante l'analisi dei rischi per la salute può essere fornita una concentrazione accettabile di una sostanza tossica nell'aria, nell'acqua o negli alimenti, dato an a priori grandezza di rischio accettabile scelta. L'analisi quantitativa del rischio ha trovato un'applicazione nell'epidemiologia del cancro, il che spiega la forte enfasi posta sulla valutazione retrospettiva dell'esposizione. Ma le applicazioni di strategie di valutazione dell'esposizione più elaborate possono essere trovate sia nella valutazione retrospettiva che in quella prospettica dell'esposizione, e i principi di valutazione dell'esposizione hanno trovato applicazione anche in studi incentrati su altri endpoint, come le malattie respiratorie benigne (Wegman et al. 1992; Post et al.1994). In questo momento predominano due direzioni di ricerca. Uno utilizza le stime della dose ottenute dalle informazioni sul monitoraggio dell'esposizione e l'altro si basa sui biomarcatori come misure dell'esposizione.
Monitoraggio dell'esposizione e previsione della dose
Sfortunatamente, per molte esposizioni sono disponibili pochi dati quantitativi per prevedere il rischio per lo sviluppo di un determinato endpoint. Già nel 1924 Haber ipotizzava che la gravità dell'effetto sulla salute (H) fosse proporzionale al prodotto della concentrazione di esposizione (X) e del tempo di esposizione (T):
H=XxP
La legge di Haber, come viene chiamata, ha costituito la base per lo sviluppo del concetto secondo cui le misurazioni dell'esposizione media ponderata nel tempo (TWA), ovvero le misurazioni effettuate e calcolate in media su un certo periodo di tempo, sarebbero state una misura utile per l'esposizione. Questa ipotesi sull'adeguatezza della media ponderata nel tempo è stata messa in discussione per molti anni. Nel 1952, Adams e collaboratori affermarono che "non vi è alcuna base scientifica per l'uso della media ponderata nel tempo per integrare le diverse esposizioni..." (in Atherly 1985). Il problema è che molte relazioni sono più complesse della relazione rappresentata dalla legge di Haber. Esistono molti esempi di agenti in cui l'effetto è determinato più fortemente dalla concentrazione che dalla durata. Ad esempio, prove interessanti provenienti da studi di laboratorio hanno dimostrato che nei ratti esposti al tetracloruro di carbonio, il modello di esposizione (continua contro intermittente e con o senza picchi) così come la dose possono modificare il rischio osservato che i ratti sviluppino alterazioni del livello degli enzimi epatici (Bogers et al. 1987). Un altro esempio sono i bio-aerosol, come l'enzima α-amilasi, un miglioratore dell'impasto, che può causare malattie allergiche nelle persone che lavorano nell'industria della panificazione (Houba et al. 1996). Non è noto se il rischio di sviluppare una tale malattia sia determinato principalmente dal picco di esposizione, dall'esposizione media o dal livello cumulativo di esposizione. (Wong 1987; Checkoway e Rice 1992). Le informazioni sui modelli temporali non sono disponibili per la maggior parte degli agenti, specialmente per gli agenti che hanno effetti cronici.
I primi tentativi di modellare i modelli di esposizione e stimare la dose furono pubblicati negli anni '1960 e '1970 da Roach (1966; 1977). Ha mostrato che la concentrazione di un agente raggiunge un valore di equilibrio al recettore dopo un'esposizione di durata infinita perché l'eliminazione controbilancia l'assorbimento dell'agente. In un'esposizione di otto ore, un valore del 90% di questo livello di equilibrio può essere raggiunto se l'emivita dell'agente sull'organo bersaglio è inferiore a circa due ore e mezza. Questo dimostra che per gli agenti con una breve emivita, la dose all'organo bersaglio è determinata da un'esposizione più breve di un periodo di otto ore. La dose all'organo bersaglio è una funzione del prodotto del tempo di esposizione e della concentrazione per gli agenti con una lunga emivita. Un approccio simile ma più elaborato è stato applicato da Rappaport (1985). Ha dimostrato che la variabilità intra-giornaliera dell'esposizione ha un'influenza limitata quando si ha a che fare con agenti con emivite lunghe. Ha introdotto il termine smorzamento al recettore.
Le informazioni presentate in precedenza sono state utilizzate principalmente per trarre conclusioni sui tempi medi appropriati per le misurazioni dell'esposizione ai fini della conformità. Dai documenti di Roach è risaputo che per gli irritanti devono essere prelevati campioni con tempi di media brevi, mentre per agenti con emivite lunghe, come l'amianto, la media a lungo termine dell'esposizione cumulativa deve essere approssimata. Si dovrebbe tuttavia rendersi conto che la dicotomizzazione in strategie di prelievo di campioni e strategie di esposizione media di otto ore, adottata in molti paesi ai fini della conformità, è una traduzione estremamente rozza dei principi biologici discussi sopra.
Un esempio di miglioramento di una strategia di valutazione dell'esposizione basata sui principi farmacocinetici in epidemiologia può essere trovato in un articolo di Wegman et al. (1992). Hanno applicato un'interessante strategia di valutazione dell'esposizione utilizzando dispositivi di monitoraggio continuo per misurare i livelli di picco dell'esposizione personale alla polvere e correlandoli a sintomi respiratori acuti reversibili che si verificano ogni 15 minuti. Un problema concettuale in questo tipo di studio, ampiamente discusso nel loro articolo, è la definizione di un picco di esposizione rilevante per la salute. La definizione di un picco dipenderà, ancora una volta, da considerazioni biologiche. Rappaport (1991) fornisce due requisiti affinché le esposizioni di picco siano di rilevanza eziologica nel processo patologico: (1) l'agente viene eliminato rapidamente dal corpo e (2) vi è un tasso non lineare di danno biologico durante un'esposizione di picco. I tassi non lineari di danno biologico possono essere correlati a cambiamenti nell'assorbimento, che a loro volta sono correlati a livelli di esposizione, suscettibilità dell'ospite, sinergia con altre esposizioni, coinvolgimento di altri meccanismi patologici a esposizioni più elevate o livelli soglia per i processi patologici.
Questi esempi mostrano anche che gli approcci farmacocinetici possono portare altrove rispetto alle stime della dose. I risultati della modellazione farmacocinetica possono anche essere utilizzati per esplorare la rilevanza biologica degli indici di esposizione esistenti e per progettare nuove strategie di valutazione dell'esposizione rilevanti per la salute.
La modellazione farmacocinetica dell'esposizione può anche generare stime della dose effettiva all'organo bersaglio. Ad esempio nel caso dell'ozono, un gas irritante acuto, sono stati sviluppati modelli che prevedono la concentrazione tissutale nelle vie aeree in funzione della concentrazione media di ozono nello spazio aereo del polmone ad una certa distanza dalla trachea, il raggio di le vie aeree, la velocità media dell'aria, la dispersione effettiva e il flusso di ozono dall'aria alla superficie polmonare (Menzel 1987; Miller e Overton 1989). Tali modelli possono essere utilizzati per prevedere la dose di ozono in una particolare regione delle vie aeree, a seconda delle concentrazioni ambientali di ozono e dei modelli respiratori.
Nella maggior parte dei casi le stime della dose target si basano su informazioni sull'andamento dell'esposizione nel tempo, sulla storia lavorativa e su informazioni farmacocinetiche sull'assorbimento, la distribuzione, l'eliminazione e la trasformazione dell'agente. L'intero processo può essere descritto da un insieme di equazioni che possono essere risolte matematicamente. Spesso le informazioni sui parametri farmacocinetici non sono disponibili per l'uomo e devono essere utilizzate stime dei parametri basate su esperimenti su animali. Ci sono ormai diversi esempi dell'uso della modellazione farmacocinetica dell'esposizione al fine di generare stime di dose. I primi riferimenti alla modellizzazione dei dati di esposizione nelle stime di dose in letteratura risalgono all'articolo di Jahr (1974).
Sebbene le stime di dose generalmente non siano state convalidate e abbiano trovato un'applicazione limitata negli studi epidemiologici, si prevede che la nuova generazione di indici di esposizione o di dose si tradurrà in analisi esposizione-risposta ottimali negli studi epidemiologici (Smith 1985, 1987). Un problema non ancora affrontato nella modellazione farmacocinetica è che esistono grandi differenze interspecie nella cinetica degli agenti tossici, e quindi gli effetti della variazione intra-individuale nei parametri farmacocinetici sono di interesse (Droz 1992).
Biomonitoraggio e biomarcatori di esposizione
Il monitoraggio biologico offre una stima della dose e quindi è spesso considerato superiore al monitoraggio ambientale. Tuttavia, la variabilità intra-individuale degli indici di biomonitoraggio può essere considerevole. Per ricavare una stima accettabile della dose di un lavoratore, è necessario effettuare misurazioni ripetute e talvolta lo sforzo di misurazione può diventare maggiore rispetto al monitoraggio ambientale.
Lo illustra un interessante studio sui lavoratori che producono imbarcazioni in plastica rinforzata con fibra di vetro (Rappaport et al. 1995). La variabilità dell'esposizione allo stirene è stata valutata misurando ripetutamente lo stirene nell'aria. È stato monitorato lo stirene nell'aria espirata dei lavoratori esposti, così come gli scambi di cromatidi fratelli (SCE). Hanno dimostrato che uno studio epidemiologico che utilizza lo stirene nell'aria come misura dell'esposizione sarebbe più efficiente, in termini di numero di misurazioni richieste, rispetto a uno studio che utilizza gli altri indici di esposizione. Per lo stirene in aria sono state necessarie tre ripetizioni per stimare l'esposizione media a lungo termine con una data precisione. Per lo stirene in aria espirata sono state necessarie quattro ripetizioni per lavoratore, mentre per le SCE sono state necessarie 20 ripetizioni. La spiegazione di questa osservazione è il rapporto segnale-rumore, determinato dalla variabilità dell'esposizione giorno per giorno e tra i lavoratori, che era più favorevole per lo stirene nell'aria che per i due biomarcatori dell'esposizione. Pertanto, sebbene la rilevanza biologica di un determinato surrogato dell'esposizione possa essere ottimale, le prestazioni in un'analisi esposizione-risposta possono ancora essere scarse a causa di un rapporto segnale-rumore limitato, che porta a un errore di classificazione errata.
Droz (1991) ha applicato la modellazione farmacocinetica per studiare i vantaggi delle strategie di valutazione dell'esposizione basate sul campionamento dell'aria rispetto alle strategie di biomonitoraggio dipendenti dall'emivita dell'agente. Ha dimostrato che il monitoraggio biologico è fortemente influenzato anche dalla variabilità biologica, che non è correlata alla variabilità del test tossicologico. Ha suggerito che non esiste alcun vantaggio statistico nell'utilizzo di indicatori biologici quando l'emivita dell'agente considerato è inferiore a circa dieci ore.
Sebbene si possa tendere a decidere di misurare l'esposizione ambientale invece di un indicatore biologico di un effetto a causa della variabilità della variabile misurata, si possono trovare argomenti aggiuntivi per la scelta di un biomarcatore, anche quando ciò comporterebbe uno sforzo di misurazione maggiore, come ad esempio quando è presente una notevole esposizione cutanea. Per agenti come i pesticidi e alcuni solventi organici, l'esposizione cutanea può essere di maggiore rilevanza rispetto all'esposizione attraverso l'aria. Un biomarcatore di esposizione includerebbe questa via di esposizione, mentre la misurazione dell'esposizione cutanea è complessa ei risultati non sono facilmente interpretabili (Boleij et al. 1995). I primi studi tra i lavoratori agricoli che utilizzavano "assorbenti" per valutare l'esposizione cutanea hanno mostrato notevoli distribuzioni di pesticidi sulla superficie corporea, a seconda dei compiti del lavoratore. Tuttavia, poiché sono disponibili poche informazioni sull'assorbimento cutaneo, i profili di esposizione non possono ancora essere utilizzati per stimare una dose interna.
I biomarcatori possono anche avere notevoli vantaggi nell'epidemiologia del cancro. Quando un biomarcatore è un marcatore precoce dell'effetto, il suo utilizzo potrebbe comportare una riduzione del periodo di follow-up. Sebbene siano necessari studi di convalida, i biomarcatori di esposizione o suscettibilità individuale potrebbero portare a studi epidemiologici più potenti e stime di rischio più precise.
Analisi della finestra temporale
Parallelamente allo sviluppo della modellazione farmacocinetica, gli epidemiologi hanno esplorato nuovi approcci nella fase di analisi dei dati come "l'analisi del periodo di tempo" per correlare i periodi di esposizione rilevanti agli endpoint e per implementare gli effetti dei modelli temporali nell'esposizione o nelle esposizioni di picco nell'epidemiologia del cancro professionale (Checkoway e Rice 1992). Concettualmente questa tecnica è correlata alla modellazione farmacocinetica poiché la relazione tra esposizione ed esito è ottimizzata assegnando pesi a diversi periodi di esposizione, modelli di esposizione e livelli di esposizione. Nella modellazione farmacocinetica si ritiene che questi pesi abbiano un significato fisiologico e siano stimati in anticipo. Nell'analisi time frame i pesi sono stimati dai dati sulla base di criteri statistici. Esempi di questo approccio sono forniti da Hodgson e Jones (1990), che hanno analizzato la relazione tra esposizione al gas radon e cancro ai polmoni in una coorte di minatori di stagno del Regno Unito, e da Seixas, Robins e Becker (1993), che hanno analizzato la relazione tra polvere esposizione e salute respiratoria in una coorte di minatori di carbone statunitensi. Uno studio molto interessante che sottolinea la rilevanza dell'analisi della finestra temporale è quello di Peto et al. (1982).
Hanno dimostrato che i tassi di mortalità per mesotelioma sembravano essere proporzionali a una certa funzione del tempo dalla prima esposizione e dall'esposizione cumulativa in una coorte di lavoratori dell'isolamento. Il tempo dalla prima esposizione era di particolare rilevanza perché questa variabile era un'approssimazione del tempo necessario a una fibra per migrare dal suo luogo di deposizione nei polmoni alla pleura. Questo esempio mostra come la cinetica di deposizione e migrazione determini in larga misura la funzione di rischio. Un potenziale problema con l'analisi dei tempi è che richiede informazioni dettagliate sui periodi di esposizione e sui livelli di esposizione, il che ne ostacola l'applicazione in molti studi sugli esiti delle malattie croniche.
Osservazioni conclusive
In conclusione, i principi alla base della modellazione farmacocinetica e dell'analisi dei tempi o delle finestre temporali sono ampiamente riconosciuti. Le conoscenze in questo settore sono state principalmente utilizzate per sviluppare strategie di valutazione dell'esposizione. Un uso più elaborato di questi approcci, tuttavia, richiede un notevole sforzo di ricerca e deve essere sviluppato. Il numero di domande è quindi ancora limitato. Applicazioni relativamente semplici, come lo sviluppo di strategie di valutazione dell'esposizione più ottimali dipendenti dall'endpoint, hanno trovato un uso più ampio. Una questione importante nello sviluppo di biomarcatori di esposizione o effetto è la convalida di questi indici. Si presume spesso che un biomarcatore misurabile possa prevedere il rischio per la salute meglio dei metodi tradizionali. Tuttavia, sfortunatamente, pochissimi studi di convalida confermano questa ipotesi.
Gruppo 1: cancerogeni per l'uomo (74)
Agenti e gruppi di agenti
Aflatossine [1402-68-2] (1993)
4-amminobifenile [92-67-1]
Arsenico [7440-38-2] e composti dell'arsenico2
Amianto [1332-21-4]
Azatioprina [446-86-6]
Benzene [71-43-2]
Benzidina [92-87-5]
Berillio [7440-41-7] e composti di berillio (1993)3
Bis(2-chloroethyl)-2-naphthylamine (Chlornaphazine)[494-03-1]
Bis(clorometil)etere [542-88-1] e clorometil metil etere [107-30-2] (grado tecnico)
1,4-Butandiolo dimetansolfonato (Myleran) [55-98-1]
Cadmio [7440-43-9] e composti di cadmio (1993)3
Clorambucile [305-03-3]
1-(2-Chloroethyl)-3-(4-methylcyclohexyl)-1-nitrosourea (Methyl-CCNU; Semustine) [13909-09-6]
Composti di cromo[VI] (1990)3
Ciclosporina [79217-60-0] (1990)
Cyclophosphamide [50-18-0] [6055-19-2]
Dietilstilbestrolo [56-53-1]
Erionite [66733-21-9]
Ossido di etilene4 [75-21-8] (1994)
Helicobacter pylori (infezione da) (1994)
Virus dell'epatite B (infezione cronica da) (1993)
Virus dell'epatite C (infezione cronica da) (1993)
Papilloma virus umano tipo 16 (1995)
Papilloma virus umano tipo 18 (1995)
Virus linfotropico delle cellule T umane di tipo I (1996)
Melfalan [148-82-3]
8-metossipsoralene (Methoxsalen) [298-81-7] più radiazione ultravioletta A
MOPP e altra chemioterapia combinata inclusi agenti alchilanti
Gas mostarda (mostarda di zolfo) [505-60-2]
2-naftilammina [91-59-8]
Composti di nichel (1990)3
Terapia sostitutiva con estrogeni
Estrogeni, non steroidei2
Estrogeni, steroidei2
Opisthorchis viverrini (infezione da) (1994)
Contraccettivi orali, combinati5
Contraccettivi orali, sequenziale
Radon [10043-92-2] e i suoi prodotti di decadimento (1988)
Schistosoma ematobio (infezione da) (1994)
Silice [14808-60-7] cristallina (inalata sotto forma di quarzo o cristobalite da fonti occupazionali)
Radiazione solare (1992)
Talco contenente fibre asbestiformi
Tamoxifene [10540-29-1]6
Tiotepa [52-24-4] (1990)
Treosulfan [299-75-2]
Cloruro di vinile [75-01-4]
miscele
Bevande alcoliche (1988)
Miscele analgesiche contenenti fenacetina
Quid di betel con tabacco
Piazzole di catrame di carbone [65996-93-2]
Catrami di carbone [8007-45-2]
Oli minerali, non trattati e leggermente trattati
Pesce salato (alla cinese) (1993)
Oli di scisto [68308-34-9]
Fuliggine
Prodotti del tabacco, senza fumo
Fumo di tabacco
Polvere di legno
Circostanze di esposizione
Produzione di alluminio
Auramina, fabbricazione di
Fabbricazione e riparazione di stivali e scarpe
Gassificazione del carbone
Produzione di coke
Mobili ed ebanisteria
Estrazione di ematite (sotterranea) con esposizione al radon
Fondazioni siderurgiche
Produzione di isopropanolo (processo con acido forte)
Magenta, manifattura di (1993)
Pittore (esposizione professionale come a) (1989)
Industria della gomma
Nebbie di acidi forti inorganici contenenti acido solforico (esposizione professionale a) (1992)
Gruppo 2A: probabilmente cancerogeno per l'uomo (56)
Agenti e gruppi di agenti
Acrilammide [79-06-1] (1994)8
Acrilonitrile [107-13-1]
adriamicina8 [23214-92-8]
Steroidi androgeni (anabolizzanti).
azacitidina8 [320-67-2] (1990)
Benz[a] antracene8 [56-55-3]
Coloranti a base di benzidina8
benzo[a]pirene8 [50-32-8]
Biscloroetil nitrosourea (BCNU) [154-93-8]
1,3-Butadiene [106-99-0] (1992)
Captafol [2425-06-1] (1991)
Cloramfenicolo [56-75-7] (1990)
1-(2-Cloroetil)-3-cicloesil-1-nitrosourea8 (CCNU)[13010-47-4]
p-cloro-o-toluidina [95-69-2] e suoi sali di acidi forti (1990)3
Clorozotocina8 [54749-90-5] (1990)
cisplatino8 [15663-27-1]
Clonorchis sinensis (infezione da)8 (1994)
Dibenz[a, h] antracene8 [53-70-3]
Solfato di dietile [64-67-5] (1992)
Cloruro di dimetilcarbamoile8 [79-44-7]
Dimetil solfato8 [77-78-1]
epicloridrina8 [106-89-8]
Dibromuro di etilene8 [106-93-4]
N-Etil-N-nitrosourea8 [759-73-9]
Formaldeide [50-00-0])
IQ8 (2-ammino-3-metilimidazo[4,5-f]chinolina) [76180-96-6] (1993)
5-psoralene8 [484-20-8]
4,4´-Metilene bis(2-cloroanilina) (MOCA)8 [101-14-4] (1993)
N-Metil-N'-nitro-N-nitrosoguanidina8 (MNNG) [70-25-7]
N-metil-N-nitrosourea8 [684-93-5]
Senape azotata [51-75-2]
N-Nitrosodiethylamine8 [55-18-5]
N-nitrosodimetilammina 8 [62-75-9]
Fenacetina [62-44-2]
Procarbazina cloridrato8 [366-70-1]
Tetracloroetilene [127-18-4]
Tricloroetilene [79-01-6]
Stirene-7,8-ossido8 [96-09-3] (1994)
Tris(2,3-dibromopropil)fosfato8 [126-72-7]
Radiazione ultravioletta A8 (1992)
Radiazione ultravioletta B8 (1992)
Radiazioni ultraviolette C8 (1992)
Bromuro di vinile6 [593-60-2]
Fluoruro di vinile [75-02-5]
miscele
Creosoti [8001-58-9]
Scarico del motore diesel (1989)
Amico caldo (1991)
Insetticidi non arsenicali (esposizioni professionali nell'irrorazione e applicazione di) (1991)
Bifenili policlorurati [1336-36-3]
Circostanze di esposizione
Vetro artistico, contenitori in vetro e articoli pressati (produzione di) (1993)
Parrucchiere o barbiere (esposizione professionale come a) (1993)
Raffinazione del petrolio (esposizioni professionali in) (1989)
Lampade solari e lettini (uso di) (1992)
Gruppo 2B: possibilmente cancerogeno per l'uomo (225)
Agenti e gruppi di agenti
A–α–C (2-ammino-9H-pirido[2,3-b]indolo) [26148-68-5]
Acetaldeide [75-07-0]
Acetammide [60-35-5]
AF-2 [2-(2-Furyl)-3-(5-nitro-2-furyl)acrylamide] [3688-53-7]
Aflatossina M1 [6795-23-9] (1993)
p-Amminoazobenzene [60-09-3]
o-Amminoazotoluene [97-56-3]
2-Amino-5-(5-nitro-2-furyl)-1,3,4-thiadiazole [712-68-5]
Amitrolo [61-82-5]
o-Anisidina [90-04-0]
Triossido di antimonio [1309-64-4] (1989)
Aramita [140-57-8]
atrazina9 [1912-24-9] (1991)
Auramina [492-80-8] (grado tecnico)
Azaserina [115-02-6]
benzo[b]fluorantene [205-99-2]
benzo[j]fluorantene [205-82-3]
benzo[k]fluorantene [207-08-9]
Violetto benzilico 4B [1694-09-3]
Bleomicine [11056-06-7]
Felce felce
Bromodiclorometano [75-27-4] (1991)
Butilidrossianisolo (BHA) [25013-16-5]
β-butirrolattone [3068-88-0]
Acido caffeico [331-39-5] (1993)
Estratti di nerofumo
Tetracloruro di carbonio [56-23-5]
Fibre ceramiche
Clordano [57-74-9] (1991)
Clordecone (Kepone) [143-50-0]
Acido clorendico [115-28-6] (1990)
α-tolueni clorurati (benzil cloruro, benzal cloruro, benzotricloruro)
p-Cloroanilina [106-47-8] (1993)
Cloroformio [67-66-3]
1-Chloro-2-methylpropene [513-37-1]
Clorofenoli
Erbicidi clorofenossi
4-cloroo-fenilendiammina [95-83-0]
CI rosso acido 114 [6459-94-5] (1993)
CI Base Rosso 9 [569-61-9] (1993)
CI diretto blu 15 [2429-74-5] (1993)
Rosso agrumi n. 2 [6358-53-8]
Cobalto [7440-48-4] e composti di cobalto3 (1991)
p-Cresidina [120-71-8]
Cicasina [14901-08-7]
Dacarbazina [4342-03-4]
Dantron (crisazina; 1,8-diidrossiantrachinone) [117-10-2] (1990)
Daunomicina [20830-81-3]
DDT'-DDT, 50-29-3] (1991)
N,N´-Diacetilbenzidina [613-35-4]
2,4-diamminoanisolo [615-05-4]
4,4´-diamminodifenil etere [101-80-4]
2,4-diamminotoluene [95-80-7]
Dibenz[a, h]acridina [226-36-8]
Dibenz[a, j]acridina [224-42-0]
7H-Dibenzo[c, g]carbazolo [194-59-2]
Dibenzo[a, e]pirene [192-65-4]
Dibenzo[a, h]pirene [189-64-0]
Dibenzo[un, io]pirene [189-55-9]
Dibenzo[al]pirene [191-30-0]
1,2-Dibromo-3-chloropropane [96-12-8]
p-Diclorobenzene [106-46-7]
3,3´-diclorobenzidina [91-94-1]
3,3´-Dichloro-4,4´-diaminodiphenyl ether [28434-86-8]
1,2-dicloroetano [107-06-2]
Diclorometano (cloruro di metilene) [75-09-2]
1,3-Dicloropropene [542-75-6] (grado tecnico)
Diclorvos [62-73-7] (1991)
Diepossibutano [1464-53-5]
Di(2-etilesil)ftalato [117-81-7]
1,2-dietilidrazina [1615-80-1]
Diglicidil resorcinol etere [101-90-6]
Diidrosafrolo [94-58-6]
Diisopropil solfato [2973-10-6] (1992)
3,3´-Dimetossibenzidina (o-Dianisidina) [119-90-4]
p-Dimetilamminoazobenzene [60-11-7]
trans-2-[(Dimethylamino)methylimino]-5-[2-(5-nitro-2-furyl)-vinyl]-1,3,4-oxadiazole [25962-77-0]
2,6-dimetilanilina (2,6-xilidina) [87-62-7] (1993)
3,3´-dimetilbenzidina (o-tolidina) [119-93-7]
Dimetilformammide [68-12-2] (1989)
1,1-dimetilidrazina [57-14-7]
1,2-dimetilidrazina [540-73-8]
3,7-dinitrofluorantene [105735-71-5]
3,9-dinitrofluorantene [22506-53-2]
1,6-Dinitropyrene [42397-64-8] (1989)
1,8-Dinitropyrene [42397-65-9] (1989)
2,4-dinitrotoluene [121-14-2]
2,6-dinitrotoluene [606-20-2]
1,4-diossano [123-91-1]
Blu Disperso 1 [2475-45-8] (1990)
Etilacrilato [140-88-5]
Etilene tiourea [96-45-7]
Etilmetansolfonato [62-50-0]
2-(2-Formylhydrazino)-4-(5-nitro-2-furyl)thiazole [3570-75-0]
Lana di vetro (1988)
Glu-P-1 (2-ammino-6-metildipirido[1,2-a:3´,2´-d]imidazolo)[67730-11-4]
Glu-P-2 (2-amminodipirido[1,2-a:3´,2´-d]imidazolo) [67730-10-3]
Glicidaldeide [765-34-4]
Griseofulvino [126-07-8]
HC blu n. 1 [2784-94-3] (1993)
Eptacloro [76-44-8] (1991)
Esaclorobenzene [118-74-1]
Esaclorocicloesani
Esametilfosforammide [680-31-9]
Virus dell'immunodeficienza umana di tipo 2 (infezione da) (1996)
Papillomavirus umani: alcuni tipi diversi da 16, 18, 31 e 33 (1995)
Idrazina [302-01-2]
Indeno[1,2,3-cd]pirene [193-39-5]
Complesso ferro-destrano [9004-66-4]
Isoprene [78-79-5] (1994)
Lasiocarpina [303-34-4]
Piombo [7439-92-1] e composti di piombo, inorganici3
Magenta [632-99-5] (contenente CI Basic Red 9) (1993)
MeA-α-C (2-ammino-3-metil-9H-pirido[2,3-b]indolo)[68006-83-7]
Medrossiprogesterone acetato [71-58-9]
MeIQ (2-ammino-3,4-dimetilimidazo[4,5-f]chinolina)[77094-11-2] (1993)
MeIQx (2-Amino-3,8-dimethylimidazo[4,5-f]quinoxaline) [77500-04-0] (1993)
Merfalan [531-76-0]
2-Metilaziridina (propilenimmina) [75-55-8]
Acetato di metilazossimetanolo [592-62-1]
5-metilcrisene [3697-24-3]
4,4´-Methylene bis(2-methylaniline) [838-88-0]
4,4´-Metilendianilina [101-77-9]
Composti di metilmercurio (1993)3
Metil metansolfonato [66-27-3]
2-metil-1-nitroantrachinone [129-15-7] (purezza incerta)
N-metil-N-nitrosouretano [615-53-2]
Metiltiouracile [56-04-2]
Metronidazolo [443-48-1]
Mirex [2385-85-5]
Mitomicina C [50-07-7]
Monocrotalina [315-22-0]
5-(Morpholinomethyl)-3-[(5-nitrofurfurylidene)amino]-2-oxazolidinone [3795-88-8]
Nafenopina [3771-19-5]
Nichel, metallico [7440-02-0] (1990)
Niridazolo [61-57-4]
Acido nitrilotriacetico [139-13-9] e suoi sali (1990)3
5-nitroacenaftene [602-87-9]
2-Nitroanisole [91-23-6] (1996)
Nitrobenzene [98-95-3] (1996)
6-Nitrochrysene [7496-02-8] (1989)
Nitrofen [1836-75-5], grado tecnico
2-Nitrofluorene [607-57-8] (1989)
1-[(5-Nitrofurfurylidene)amino]-2-imidazolidinone [555-84-0]
N-[4-(5-Nitro-2-furyl)-2-thiazolyl]acetamide [531-82-8]
Mostarda di azoto N-ossido [126-85-2]
2-nitropropano [79-46-9]
1-Nitropyrene [5522-43-0] (1989)
4-Nitropyrene [57835-92-4] (1989)
N-nitrosodi-n-butilammina [924-16-3]
N-nitrosodietanolammina [1116-54-7]
N-nitrosodi-n-propilammina [621-64-7]
3-(N-nitrosometilammino)propionitrile [60153-49-3]
4-(N-Nitrosomethylamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone (NNK) [64091-91-4]
N-nitrosometiletilammina [10595-95-6]
N-nitrosometilvinilammina [4549-40-0]
N-nitrosomorfolina [59-89-2]
N'-nitrosonornicotina [16543-55-8]
N-nitrosopiperidina [100-75-4]
N-nitrosopirrolidina [930-55-2]
N-nitrososarcosina [13256-22-9]
Ocratossina A [303-47-9] (1993)
Olio Arancio SS [2646-17-5]
Oxazepam [604-75-1] (1996)
Palygorskite (attapulgite) [12174-11-7] (fibre lunghe, >>5 micrometri) (1997)
Panfuran S (contenente diidrossimetilfuratrizina [794-93-4])
Pentaclorofenolo [87-86-5] (1991)
Fenazopiridina cloridrato [136-40-3]
Fenobarbitale [50-06-6]
Fenossibenzamina cloridrato [63-92-3]
Fenil glicidil etere [122-60-1] (1989)
Fenitoina [57-41-0]
PhIP (2-ammino-1-metil-6-fenilimmidazo[4,5-b]piridina) [105650-23-5] (1993)
Ponceau MX [3761-53-3]
Ponceau 3R [3564-09-8]
Bromato di potassio [7758-01-2]
Progestinici
1,3-propano sultone [1120-71-4]
β-propiolattone [57-57-8]
Ossido di propilene [75-56-9] (1994)
Propiltiouracile [51-52-5]
Lana di roccia (1988)
Saccarina [81-07-2]
Safrolo [94-59-7]
Schistosoma giapponese (infezione da) (1994)
Lana di scoria (1988)
Sodio o-fenilfenato [132-27-4]
Sterigmatocistina [10048-13-2]
Streptozotocina [18883-66-4]
Stirene [100-42-5] (1994)
Sulfallato [95-06-7]
Tetranitrometano [509-14-8] (1996)
Tioacetammide [62-55-5]
4,4´-tiodianilina [139-65-1]
Tiourea [62-56-6]
Toluene diisocianati [26471-62-5]
o-Toluidina [95-53-4]
Triclormetina (trimustina cloridrato) [817-09-4] (1990)
Trp-P-1 (3-ammino-1,4-dimetil-5H-pyrido [4,3-b]indolo) [62450-06-0]
Trp-P-2 (3-Amino-1-methyl-5H-pyrido[4,3-b]indole) [62450-07-1]
Tripan blu [72-57-1]
Senape uracile [66-75-1]
Uretano [51-79-6]
Acetato di vinile [108-05-4] (1995)
4-Vinylcyclohexene [100-40-3] (1994)
4-vinilcicloesene diepossido [107-87-6] (1994)
miscele
Bitumi [8052-42-4], estratti di raffinazione a vapore e raffinazione ad aria
Carragenina [9000-07-1], degradata
Paraffine clorurate con lunghezza media della catena di carbonio C12 e grado medio di clorurazione di circa il 60% (1990)
Caffè (vescica urinaria)9 (1991)
Gasolio, marino (1989)
Scarico del motore, benzina (1989)
Oli combustibili residui (pesanti) (1989)
Benzina (1989)
Verdure in salamoia (tradizionali in Asia) (1993)
Bifenili polibromurati [Firemaster BP-6, 59536-65-1]
Toxafene (canfeni policlorurati) [8001-35-2]
Tossine derivate da Fusarium moniliforme (1993)
Fumi di saldatura (1990)
Circostanze di esposizione
Carpenteria e falegnameria
Lavaggio a secco (esposizioni professionali in) (1995)
Processi di stampa (esposizioni professionali in) (1996)
Industria manifatturiera tessile (lavorare in) (1990)
Gruppo 3—Non classificabile per quanto riguarda la cancerogenicità per l'uomo (480)
Agenti e gruppi di agenti
Arancio di acridina [494-38-2]
Cloruro di acriflavinio [8018-07-3]
Acroleina [107-02-8]
Acido acrilico [79-10-7]
Fibre acriliche
Copolimeri acrilonitrile-butadiene-stirene
Actinomicina D [50-76-0]
Aldicarbo [116-06-3] (1991)
Aldrin [309-00-2]
Cloruro di allile [107-05-1]
Isotiocianato di allile [57-06-7]
Isovalerato di allile [2835-39-4]
Amaranto [915-67-3]
5-amminoacenaftene [4657-93-6]
2-amminoantrachinone [117-79-3]
p-Acido amminobenzoico [150-13-0]
1-Amino-2-methylanthraquinone [82-28-0]
2-Amino-4-nitrophenol [99-57-0] (1993)
2-Amino-5-nitrophenol [121-88-0] (1993)
4-Amino-2-nitrophenol [119-34-6]
2-Amino-5-nitrothiazole [121-66-4]
Acido 11-amminoundecanoico [2432-99-7]
Ampicillina [69-53-4] (1990)
Anestetici, volatili
Angelicina [523-50-2] più radiazione ultravioletta A
Anilina [62-53-3]
p-Anisidina [104-94-9]
Antrene [191-26-4]
Antracene [120-12-7]
Acido antranilico [118-92-3]
Trisolfuro di antimonio [1345-04-6] (1989)
Afolato [52-46-0]
p-Fibrille di aramide [24938-64-5] (1997)
Aurotioglucosio [12192-57-3]
Aziridina [151-56-4]
2-(1-Aziridinyl)ethanol [1072-52-2]
Aziridil benzochinone [800-24-8]
Azobenzene [103-33-3]
Benz[a]acridina [225-11-6]
Benz[c]acridina [225-51-4]
benzo[ghi]fluorantene [203-12-3]
benzo[a]fluorene [238-84-6]
benzo[b]fluorene [243-17-4]
benzo[c]fluorene [205-12-9]
benzo[ghi]perilene [191-24-2]
benzo[c]fenantrene [195-19-7]
benzo[e]pirene [192-97-2]
p-benzochinone diossima [105-11-3]
Cloruro di benzoile [98-88-4]
Perossido di benzoile [94-36-0]
Acetato di benzile [140-11-4]
Solfuro di bis(1-aziridinil)morfolinofosfina [2168-68-5]
Bis(2-cloroetil)etere [111-44-4]
1,2-bis(clorometossi)etano [13483-18-6]
1,4-bis(clorometossimetil)benzene [56894-91-8]
Bis(2-chloro-1-methylethyl)ether [108-60-1]
Bis(2,3-epoxycyclopentyl)ether [2386-90-5] (1989)
Bisfenolo A diglicidil etere [1675-54-3] (1989)
Bisolfiti (1992)
Blu VRS [129-17-9]
Blu brillante FCF, sale bisodico [3844-45-9]
Bromocloroacetonitrile [83463-62-1] (1991)
Bromoetano [74-96-4] (1991)
Bromoformio [75-25-2] (1991)
n-Butil acrilato [141-32-2]
Idrossitoluene butilato (BHT) [128-37-0]
Butilbenzilftalato [85-68-7]
γ-butirrolattone [96-48-0]
Caffeina [58-08-2] (1991)
Cantaridina [56-25-7]
Capitano [133-06-2]
Carbarile [63-25-2]
Carbazolo [86-74-8]
3-carbetossipsoralene [20073-24-9]
Carmoisina [3567-69-9]
Carragenina [9000-07-1], nativa
Catecolo [120-80-9]
Cloralio [75-87-6] (1995)
Cloralio idrato [302-17-0] (1995)
Clordimeforme [6164-98-3]
Dibenzodiossine clorurate (diverse da TCDD)
Acqua potabile clorata (1991)
Cloroacetonitrile [107-14-2] (1991)
Clorobenzilato [510-15-6]
Clorodibromometano [124-48-1] (1991)
Clorodifluorometano [75-45-6]
Cloroetano [75-00-3] (1991)
Clorofluorometano [593-70-4]
3-Chloro-2-methylpropene [563-47-3] (1995)
4-clorom-fenilendiammina [5131-60-2]
Chloronitrobenzenes [88-73-3; 121-73-3; 100-00-5] (1996)
Cloroprene [126-99-8]
Cloroprofam [101-21-3]
Clorochina [54-05-7]
Clorotalonil [1897-45-6]
2-Chloro-1,1,1-trifluoroethane [75-88-7]
Colesterolo [57-88-5]
Composti di cromo[III] (1990)
Cromo [7440-47-3], metallico (1990)
Crisene [218-01-9]
Crisoidina [532-82-1]
CI Arancio acido 3 [6373-74-6] (1993)
Cimetidina [51481-61-9] (1990)
Cinnamil antranilato [87-29-6]
CI pigmento rosso 3 [2425-85-6] (1993)
Citrinina [518-75-2]
Clofibrato [637-07-0]
Clomifene citrato [50-41-9]
Polvere di carbone (1997)
Rame 8-idrossichinolina [10380-28-6]
Coronene [191-07-1]
Cumarina [91-64-5]
m-Cresidina [102-50-1]
Crotonaldeide [4170-30-3] (1995)
Ciclamati [ciclamato di sodio, 139-05-9]
Cicloclorotina [12663-46-6]
Cicloesanone [108-94-1] (1989)
Ciclopenta[cd]pirene [27208-37-3]
D & C rosso n. 9 [5160-02-1] (1993)
Dapsone [80-08-0]
Ossido di decabromodifenile [1163-19-5] (1990)
Deltametrina [52918-63-5] (1991)
Diacetilamminoazotoluene [83-63-6]
Dialato [2303-16-4]
1,2-Diamino-4-nitrobenzene [99-56-9]
1,4-Diamino-2-nitrobenzene [5307-14-2] (1993)
2,5-diamminotoluene [95-70-5]
Diazepam [439-14-5]
Diazometano [334-88-3]
Dibenz[corrente alternata]antracene [215-58-7]
Dibenz[a, j]antracene [224-41-9]
Dibenzo-p-diossina (1997)
Dibenzo[a, e]fluorantene [5385-75-1]
Dibenzo[h, primo]pentafene [192-47-2]
Dibromoacetonitrile [3252-43-5] (1991)
Acido dicloroacetico [79-43-6] (1995)
Dicloroacetonitrile [3018-12-0] (1991)
Dicloroacetilene [7572-29-4]
o-Diclorobenzene [95-50-1]
trans-1,4-diclorobutene [110-57-6]
2,6-dicloro-para-fenilendiammina [609-20-1]
1,2-dicloropropano [78-87-5]
Dicofol [115-32-2]
Dieldrina [60-57-1]
Di(2-etilesil)adipato [103-23-1]
Diidrossimetilfuratrizina [794-93-4]
Dimetossano [828-00-2]
3,3´-Dimethoxybenzidine-4,4´-diisocyanate [91-93-0]
p-Dimetilamminoazobenzenediazo solfonato di sodio[140-56-7]
4,4´-dimetilangelicina [22975-76-4] più irradiazione ultravioletta
4,5´-dimetilangelicina [4063-41-6] più ultravioletto A
N,N-dimetilanilina [121-69-7] (1993)
Dimetil idrogeno fosfito [868-85-9] (1990)
1,4-dimetilfenantrene [22349-59-3]
1,3-Dinitropyrene [75321-20-9] (1989)
Dinitrosopentametilentetrammina [101-25-7]
2,4´-difenildiammina [492-17-1]
Giallo Disperso 3 [2832-40-8] (1990)
Disulfiram [97-77-8]
Ditranolo [1143-38-0]
Doxefazepam [40762-15-0] (1996)
Droloxifene [82413-20-5] (1996)
Dulcino [150-69-6]
Endrin [72-20-8]
Eosina [15086-94-9]
1,2-Epoxybutane [106-88-7] (1989)
3,4-Epoxy-6-methylcyclohexylmethyl-3,4-epoxy-6-methylcyclohexane carboxylate [141-37-7]
cisAcido -9,10-epossistearico [2443-39-2]
Estazolam [29975-16-4] (1996)
Etionammide [536-33-4]
Etilene [74-85-1] (1994)
Solfuro di etilene [420-12-2]
2-etilesil acrilato [103-11-7] (1994)
Etil selenac [5456-28-0]
Telluracco etile [20941-65-5]
Eugenolo [97-53-0]
Blu Evans [314-13-6]
Verde veloce FCF [2353-45-9]
Fenvalerato [51630-58-1] (1991)
Ferbam [14484-64-1]
Ossido ferrico [1309-37-1]
Fluometurone [2164-17-2]
Fluorantene [206-44-0]
Fluorone [86-73-7]
Illuminazione fluorescente (1992)
Fluoruri (inorganici, usati nell'acqua potabile)
5-Fluorouracile [51-21-8]
Furazolidone [67-45-8]
Furfurolo [98-01-1] (1995)
Furosemide (Frusemide) [54-31-9] (1990)
Gemfibrozil [25812-30-0] (1996)
Filamenti di vetro (1988)
Oleato di glicidile [5431-33-4]
Stearato di glicidile [7460-84-6]
Verde Guinea B [4680-78-8]
Giromitrina [16568-02-8]
Ematite [1317-60-8]
HC blu n. 2 [33229-34-4] (1993)
HC rosso n. 3 [2871-01-4] (1993)
HC giallo n. 4 [59820-43-8] (1993)
Virus dell'epatite D (1993)
Esaclorobutadiene [87-68-3]
Esacloroetano [67-72-1]
Esaclorofene [70-30-4]
Virus linfotropico delle cellule T umane di tipo II (1996)
Icantone mesilato [23255-93-8]
Idralazina [86-54-4]
Acido cloridrico [7647-01-0] (1992)
Idroclorotiazide [58-93-5] (1990)
Perossido di idrogeno [7722-84-1]
Idrochinone [123-31-9]
4-idrossiazobenzene [1689-82-3]
8-idrossichinolina [148-24-3]
Idrossisenkirkine [26782-43-4]
Sali di ipoclorito (1991)
Complesso ferro-destrina [9004-51-7]
Complesso ferro sorbitolo-acido citrico [1338-16-5]
Isatidina [15503-86-3]
Idrazide dell'acido isonicotinico (isoniazide) [54-85-3]
Isofosfamide [3778-73-2]
Isopropanolo [67-63-0]
Oli isopropilici
Isafrolo [120-58-1]
Giacobino [6870-67-3]
Kaempferolo [520-18-3]
Lauroil perossido [105-74-8]
Piombo, organo [75-74-1], [78-00-2]
Verde chiaro SF [5141-20-8]
d-Limonene [5989-27-5] (1993)
Luteoskyrin [21884-44-6]
Malation [121-75-5]
Idrazide maleica [123-33-1]
Malonaldeide [542-78-9]
Maneb [12427-38-2]
Mannomustina dicloridrato [551-74-6]
Medfalan [13045-94-8]
Melamina [108-78-1]
6-mercaptopurina [50-44-2]
Mercurio [7439-97-6] e composti inorganici del mercurio (1993)
Metabisolfiti (1992)
Metotrexato [59-05-2]
Metossicloro [72-43-5]
Metile acrilato [96-33-3]
5-Metilangelicina [73459-03-7] più radiazione ultravioletta A
Bromuro di metile [74-83-9]
Carbammato di metile [598-55-0]
Cloruro di metile [74-87-3]
1-metilcrisene [3351-28-8]
2-metilcrisene [3351-32-4]
3-metilcrisene [3351-31-3]
4-metilcrisene [3351-30-2]
6-metilcrisene [1705-85-7]
N-metil-N,4-dinitrosoanilina [99-80-9]
4,4´-Metilenebis(N,N-dimetil)benzenammina [101-61-1]
4,4´-metilendifenil diisocianato [101-68-8]
2-metilfluorantene [33543-31-6]
3-metilfluorantene [1706-01-0]
Metilgliossale [78-98-8] (1991)
Ioduro di metile [74-88-4]
Metacrilato di metile [80-62-6] (1994)
N-metilolacrilammide [90456-67-0] (1994)
Metil parathion [298-00-0]
1-metilfenantrene [832-69-9]
7-metilpirido[3,4-c]psoralene [85878-62-2]
Rosso metile [493-52-7]
Metil selenac [144-34-3]
Fibre modacriliche
Monurón [150-68-5] (1991)
Morfolina [110-91-8] (1989)
Muschio d'ambretta [83-66-9] (1996)
Muschio xilene [81-15-2] (1996)
1,5-naftalendiammina [2243-62-1]
1,5-naftalene diisocianato [3173-72-6]
1-naftilammina [134-32-7]
1-naftiltiourea (ANTU) [86-88-4]
Nitiazide [139-94-6]
5-nitro-o-anisidina [99-59-2]
9-nitroantracene [602-60-8]
7-nitrobenz[a]antracene [20268-51-3] (1989
6-nitrobenzo[a]pirene [63041-90-7] (1989)
4-nitrobifenile [92-93-3]
3-nitrofluorantene [892-21-7]
Nitrofurale (nitrofurazone) [59-87-0] (1990)
Nitrofurantoina [67-20-9] (1990)
1-Nitronaphthalene [86-57-7] (1989)
2-Nitronaphthalene [581-89-5] (1989)
3-Nitroperylene [20589-63-3] (1989)
2-Nitropyrene [789-07-1] (1989)
N´-nitrosoanabasina [37620-20-5]
N-nitrosoanatabina [71267-22-6]
N-nitrosodifenilammina [86-30-6]
p-Nitrosodifenilammina [156-10-5]
Acido N-nitrosofolico [29291-35-8]
N-nitrosoguvacina [55557-01-2]
N-nitrosoguvacolina [55557-02-3]
N-nitrosoidrossiprolina [30310-80-6]
3-(N-nitrosometilammino)propionaldeide [85502-23-4]
4-(N-Nitrosomethylamino)-4-(3-pyridyl)-1-butanal (NNA) [64091-90-3]
N-nitrosoprolina [7519-36-0]
5-nitro-o-toluidina [99-55-8] (1990)
Nitrovina [804-36-4]
Nylon 6 [25038-54-4]
Mostarda di estradiolo [22966-79-6]
Terapia sostitutiva estro-progestinica
Opisthorchis felineus (infezione da) (1994)
Arancio I [523-44-4]
Arancio G [1936-15-8]
Ossifenbutazone [129-20-4]
Palygorskite (attapulgite) [12174-11-7] (fibre corte, <<5 micrometri) (1997)
Paracetamolo (paracetamolo) [103-90-2] (1990)
Acido parasorbico [10048-32-5]
Paration [56-38-2]
Patulina [149-29-1]
Acido penicillico [90-65-3]
Pentacloroetano [76-01-7]
Permetrina [52645-53-1] (1991)
Perilene [198-55-0]
Petasitenina [60102-37-6]
Fenantrene [85-01-8]
Fenelzina solfato [156-51-4]
Fenicarbazide [103-03-7]
Fenolo [108-95-2] (1989)
Fenilbutazone [50-33-9]
m-Fenilendiammina [108-45-2]
p-fenilendiammina [106-50-3]
N-fenil-2-naftilammina [135-88-6]
o-Fenilfenolo [90-43-7]
Picloram [1918/02/1] (1991)
Piperonil butossido [51-03-6]
Acido poliacrilico [9003-01-4]
Dibenzo policloruratip-diossine (diverse da 2,3,7,8-tetra-clorodibenzo-p-diossina) (1997)
Dibenzofurani policlorurati (1997)
Policloroprene [9010-98-4]
Polietilene [9002-88-4]
Isocianato di polimetilene polifenile [9016-87-9]
Polimetilmetacrilato [9011-14-7]
Polipropilene [9003-07-0]
Polistirene [9003-53-6]
Politetrafluoroetilene [9002-84-0]
Schiume poliuretaniche [9009-54-5]
Acetato di polivinile [9003-20-7]
Alcool polivinilico [9002-89-5]
Cloruro di polivinile [9002-86-2]
Polivinilpirrolidone [9003-39-8]
Ponceau SX [4548-53-2]
Bis(2-idrossietil)ditiocarbammato di potassio[23746-34-1]
Prazepam [2955-38-6] (1996)
Prednimustina [29069-24-7] (1990)
Prednisone [53-03-2]
Sali proflavina
Pronetalolo cloridrato [51-02-5]
Profam [122-42-9]
n-Propilcarbammato [627-12-3]
Propilene [115-07-1] (1994)
Ptaquiloside [87625-62-5]
Pirene [129-00-0]
Pirido[3,4-c]psoralene [85878-62-2]
Pirimetamina [58-14-0]
Quercetina [117-39-5]
p-Chinone [106-51-4]
Quintozene (pentacloronitrobenzene) [82-68-8]
Reserpina [50-55-5]
Resorcina [108-46-3]
Retrorsino [480-54-6]
Rodamina B [81-88-9]
Rodamina 6G [989-38-8]
Riddelliina [23246-96-0]
Rifampicina [13292-46-1]
Ripazepam [26308-28-1] (1996)
Rugulosina [23537-16-8]
Ossido di ferro saccarato [8047-67-4]
Rosso scarlatto [85-83-6]
Schistosoma mansoni (infezione da) (1994)
Selenio [7782-49-2] e composti del selenio
Semicarbazide cloridrato [563-41-7]
Senecifillina [480-81-9]
Senkirkine [2318-18-5]
Sepiolite [15501-74-3]
Acido shichimico [138-59-0]
Silice [7631-86-9], amorfo
Simazina [122-34-9] (1991)
Clorito di sodio [7758-19-2] (1991)
Dietilditiocarbammato di sodio [148-18-5]
Spironolattone [52-01-7]
Copolimeri stirene-acrilonitrile [9003-54-7]
Copolimeri stirene-butadiene [9003-55-8]
Anidride succinica [108-30-5]
Sudan I [842-07-9]
Sudan II [3118-97-6]
Sudan III [85-86-9]
Marrone Sudan RR [6416-57-5]
Rosso Sudan 7B [6368-72-5]
Sulfafurazolo (Sulfisossazolo) [127-69-5]
Sulfametossazolo [723-46-6]
Solfiti (1992)
Biossido di zolfo [7446-09-5] (1992)
Giallo tramonto FCF [2783-94-0]
Sinfitina [22571-95-5]
Talco [14807-96-6], non contenente fibre asbestiformi
Acido tannico [1401-55-4] e tannini
Temazepam [846-50-4] (1996)
2,2´,5,5´-Tetrachlorobenzidine [15721-02-5]
1,1,1,2-tetracloroetano [630-20-6]
1,1,2,2-tetracloroetano [79-34-5]
Tetraclorvinfos [22248-79-9]
Tetrafluoroetilene [116-14-3]
Sali di tetrakis(idrossimetil)fosfonio (1990)
Teobromina [83-67-0] (1991)
Teofillina [58-55-9] (1991)
Tiouracile [141-90-2]
Thiram [137-26-8] (1991)
Biossido di titanio [13463-67-7] (1989)
Toluene [108-88-3] (1989)
Toremifene [89778-26-7] (1996)
Tossine derivate da Fusarium di erbe, F.culmorum edF.crookwellense (1993)
Tossine derivate da Fusarium sporotrichioides (1993)
Triclorfone [52-68-6]
Acido tricloroacetico [76-03-9] (1995)
Tricloroacetonitrile [545-06-2] (1991)
1,1,1-Tricloroetano [71-55-6]
1,1,2-Trichloroethane [79-00-5] (1991)
Trietilene glicole diglidicil etere [1954-28-5]
Trifluralin [1582-09-8] (1991)
4,4´,6-trimetilangelicina [90370-29-9] più radiazione ultravioletta
2,4,5-trimetilanilina [137-17-7]
2,4,6-trimetilanilina [88-05-1]
4,5´,8-Trimethylpsoralen [3902-71-4]
2,4,6-Trinitrotoluene [118-96-7] (1996)
Trifenilene [217-59-4]
Tris(aziridinile)-p-benzochinone (Triaziquone) [68-76-8]
Ossido di tris(1-aziridinil)fosfina [545-55-1]
2,4,6-Tris(1-aziridinyl)-s-triazine [51-18-3]
Tris(2-chloroethyl)phosphate [115-96-8] (1990)
1,2,3-Tris(clorometossi)propano [38571-73-2]
Tris(2-methyl-1-aziridinyl)phosphine oxide [57-39-6]
Iva gialla 4 [128-66-5] (1990)
Vinblastina solfato [143-67-9]
Vincristina solfato [2068-78-2]
Acetato di vinile [108-05-4]
Copolimeri cloruro di vinile-acetato di vinile [9003-22-9]
Cloruro di vinilidene [75-35-4]
Copolimeri cloruro di vinilidene-cloruro di vinile [9011-06-7]
Fluoruro di vinilidene [75-38-7]
N-vinil-2-pirrolidone [88-12-0]
Viniltoluene [25013-15-4] (1994)
Wollastonite [13983-17-0]
Xilene [1330-20-7] (1989)
2,4-xilidina [95-68-1]
2,5-xilidina [95-78-3]
Giallo AB [85-84-7]
OB giallo [131-79-3]
Zectran [315-18-4]
Zeoliti [1318-02-1] diverse dall'erionite (clinoptilolite, phillipsite, mordenite, zeolite giapponese non fibrosa, zeoliti sintetiche) (1997)
Zineb [12122-67-7]
Ziram [137-30-4] (1991)
miscele
Betel quid, senza tabacco
Bitumi [8052-42-4], raffinati a vapore, residui di cracking e raffinati all'aria
Petrolio greggio [8002-05-9] (1989)
Combustibili diesel, distillati (leggeri) (1989)
Oli combustibili, distillati (leggeri) (1989)
Carburante per aerei (1989)
Compagno (1990)
Oli minerali, altamente raffinati
Solventi petroliferi (1989)
Inchiostri da stampa (1996)
Tè (1991)
Policlorurati di terpeni (StrobaneR) [8001-50-1]
Circostanze di esposizione
Vetro piano e vetro speciale (produzione di) (1993)
Prodotti per la colorazione dei capelli (uso personale di) (1993)
Produzione pelletteria
Concia e lavorazione della pelle
Industrie del legname e delle segherie (compreso il disboscamento)
Produzione di vernici (esposizione professionale in) (1989)
Produzione di cellulosa e carta
Gruppo 4: probabilmente non cancerogeno per l'uomo (1)
Caprolattame [105-60-2]
La storia dei limiti di esposizione professionale
Negli ultimi 40 anni, molte organizzazioni in numerosi paesi hanno proposto limiti di esposizione professionale (OEL) per i contaminanti presenti nell'aria. I limiti o le linee guida che sono gradualmente diventati i più ampiamente accettati sia negli Stati Uniti che nella maggior parte degli altri paesi sono quelli emessi annualmente dalla Conferenza americana degli igienisti industriali governativi (ACGIH), che sono definiti valori limite di soglia (TLV) (LaNier 1984 ; Cook 1986; ACGIH 1994).
L'utilità di stabilire OEL per agenti potenzialmente dannosi nell'ambiente di lavoro è stata dimostrata ripetutamente sin dal loro inizio (Stokinger 1970; Cook 1986; Doull 1994). Il contributo degli OEL alla prevenzione o alla minimizzazione delle malattie è ora ampiamente accettato, ma per molti anni tali limiti non esistevano e, anche quando esistevano, spesso non venivano osservati (Cook 1945; Smyth 1956; Stokinger 1981; LaNier 1984; Cook 1986).
Già nel quindicesimo secolo era ben noto che le polveri e le sostanze chimiche trasportate dall'aria potevano causare malattie e lesioni, ma le concentrazioni e le durate dell'esposizione alle quali ci si poteva aspettare che ciò avvenisse non erano chiare (Ramazinni 1700).
Come riportato da Baetjer (1980), “all'inizio di questo secolo, quando la dottoressa Alice Hamilton iniziò la sua illustre carriera nelle malattie professionali, non aveva a disposizione campioni d'aria e standard, né tanto meno erano necessari. La semplice osservazione delle condizioni di lavoro e della malattia e della morte dei lavoratori ha dimostrato prontamente che esistevano esposizioni dannose. Ben presto, tuttavia, divenne evidente la necessità di determinare gli standard per un'esposizione sicura".
I primi sforzi per stabilire un OEL sono stati diretti al monossido di carbonio, il gas tossico a cui sono esposte più persone rispetto a qualsiasi altro (per una cronologia dello sviluppo di OEL, vedere la figura 1. Il lavoro di Max Gruber presso l'Istituto di Igiene a Monaco di Baviera fu pubblicato nel 1883. L'articolo descriveva l'esposizione di due galline e dodici conigli a concentrazioni note di monossido di carbonio per un massimo di 47 ore nell'arco di tre giorni, affermando che "il confine dell'azione dannosa del monossido di carbonio si trova a una concentrazione con ogni probabilità di 500 parti per milione, ma certamente (non meno di) 200 parti per milione". Per arrivare a questa conclusione, Gruber aveva anche lui stesso inalato monossido di carbonio. Non ha riferito sintomi o sensazioni spiacevoli dopo tre ore in ciascuno dei due giorni consecutivi a concentrazioni di 210 parti per milione e 240 parti per milione (Cook 1986).
Figura 1. Cronologia dei livelli di esposizione professionale (OELS).
La prima e più ampia serie di esperimenti sugli animali sui limiti di esposizione è stata quella condotta da KB Lehmann e altri sotto la sua direzione. In una serie di pubblicazioni che coprono 50 anni hanno riportato studi su ammoniaca e gas di acido cloridrico, idrocarburi clorurati e un gran numero di altre sostanze chimiche (Lehmann 1886; Lehmann e Schmidt-Kehl 1936).
Kobert (1912) pubblicò una delle prime tabelle dei limiti di esposizione acuta. Le concentrazioni per 20 sostanze sono state elencate sotto i titoli: (1) rapidamente fatali per l'uomo e gli animali, (2) pericolose in 0.5-3 ora, (0.5) 4-1947 ora senza gravi disturbi e (1986) osservati solo sintomi minimi. Nel suo articolo "Interpretazioni dei limiti ammissibili", Schrenk (XNUMX) osserva che i "valori per acido cloridrico, acido cianidrico, ammoniaca, cloro e bromo come riportati sotto il titolo 'solo sintomi minimi dopo diverse ore' nel precedente articolo di Kobert concordano con i valori abitualmente accettati nelle attuali tabelle dei MAC per le esposizioni segnalate”. Tuttavia, i valori per alcuni dei solventi organici più tossici, come il benzene, il tetracloruro di carbonio e il disolfuro di carbonio, superavano di gran lunga quelli attualmente in uso (Cook XNUMX).
Una delle prime tabelle dei limiti di esposizione ad avere origine negli Stati Uniti fu quella pubblicata dall'US Bureau of Mines (Fieldner, Katz e Kenney 1921). Sebbene il titolo non lo indichi, le 33 sostanze elencate sono quelle che si incontrano nei luoghi di lavoro. Cook (1986) ha anche osservato che la maggior parte dei limiti di esposizione fino agli anni '1930, ad eccezione delle polveri, erano basati su esperimenti su animali piuttosto brevi. Un'eccezione degna di nota fu lo studio sull'esposizione cronica al benzene di Leonard Greenburg del Servizio Sanitario Pubblico degli Stati Uniti, condotto sotto la direzione di un comitato del Consiglio di Sicurezza Nazionale (NSC 1926). Da questo lavoro è stata ricavata un'esposizione accettabile per gli esseri umani basata su esperimenti sugli animali a lungo termine.
Secondo Cook (1986), per le esposizioni alla polvere, i limiti consentiti stabiliti prima del 1920 erano basati sulle esposizioni dei lavoratori nelle miniere d'oro sudafricane, dove la polvere delle operazioni di perforazione era ricca di silice libera cristallina. Nel 1916 fu fissato un limite di esposizione di 8.5 milioni di particelle per piede cubo d'aria (mppcf) per la polvere con un contenuto di quarzo dall'80 al 90% (Phthisis Prevention Committee 1916). Successivamente, il livello è stato abbassato a 5 mppcf. Cook ha anche riferito che, negli Stati Uniti, gli standard per la polvere, anch'essi basati sull'esposizione dei lavoratori, sono stati raccomandati da Higgins e collaboratori a seguito di uno studio presso le miniere di zinco e piombo del Missouri sudoccidentale nel 1917. Il livello iniziale stabilito per le polveri di quarzo alte erano dieci mppcf, sensibilmente superiori a quanto stabilito da successivi studi sulla polvere condotti dal servizio sanitario pubblico degli Stati Uniti. Nel 1930, il Ministero del Lavoro dell'URSS emanò un decreto che includeva le concentrazioni massime consentite per 12 sostanze tossiche industriali.
L'elenco più completo dei limiti di esposizione professionale fino al 1926 era per 27 sostanze (Sayers 1927). Nel 1935 Sayers e Dalle Valle pubblicarono risposte fisiologiche a cinque concentrazioni di 37 sostanze, la quinta essendo la concentrazione massima consentita per l'esposizione prolungata. Lehmann e Flury (1938) e Bowditch et al. (1940) pubblicarono articoli che presentavano tabelle con un unico valore per esposizioni ripetute a ciascuna sostanza.
Molti dei limiti di esposizione sviluppati da Lehmann furono inclusi in una monografia pubblicata inizialmente nel 1927 da Henderson e Haggard (1943), e poco dopo in Flury e Zernik's Schadliche Gase (1931). Secondo Cook (1986), questo libro è stato considerato il riferimento autorevole sugli effetti di gas nocivi, vapori e polveri sul posto di lavoro fino al Volume II di Igiene industriale e tossicologia di Patty (1949) è stato pubblicato.
I primi elenchi di standard per le esposizioni chimiche nell'industria, chiamati concentrazioni massime ammissibili (MAC), furono preparati nel 1939 e nel 1940 (Baetjer 1980). Rappresentavano un consenso di opinione dell'American Standard Association e di un certo numero di igienisti industriali che avevano formato l'ACGIH nel 1938. Questi "standard suggeriti" furono pubblicati nel 1943 da James Sterner. Un comitato dell'ACGIH si riunì all'inizio del 1940 per iniziare il compito di identificare i livelli sicuri di esposizione alle sostanze chimiche sul posto di lavoro, assemblando tutti i dati che mettessero in relazione il grado di esposizione a una sostanza tossica con la probabilità di produrre un effetto avverso (Stokinger 1981; Lanier 1984). La prima serie di valori fu pubblicata nel 1941 da questo comitato, composto da Warren Cook, Manfred Boditch (secondo quanto riferito il primo igienista assunto dall'industria negli Stati Uniti), William Fredrick, Philip Drinker, Lawrence Fairhall e Alan Dooley (Stokinger 1981 ).
Nel 1941, un comitato (designato come Z-37) dell'American Standards Association, che in seguito divenne l'American National Standards Institute, sviluppò il suo primo standard di 100 ppm per il monossido di carbonio. Nel 1974 il comitato aveva emesso bollettini separati per 33 standard di esposizione per polveri e gas tossici.
Alla riunione annuale dell'ACGIH del 1942, la Sottocommissione sui Limiti di Soglia, appena nominata, presentò nella sua relazione una tabella di 63 sostanze tossiche con le “concentrazioni massime ammissibili di contaminanti atmosferici” tratte da liste fornite dalle varie unità statali di igiene industriale. Il rapporto contiene la dichiarazione: “La tabella non deve essere interpretata come concentrazioni sicure raccomandate. Il materiale è presentato senza commenti” (Cook 1986).
Nel 1945 Cook pubblicò un elenco di 132 contaminanti atmosferici industriali con concentrazioni massime consentite, inclusi i valori allora attuali per sei stati, nonché i valori presentati come guida per il controllo delle malattie professionali dalle agenzie federali e le concentrazioni massime consentite che sembravano meglio supportate dai riferimenti alle indagini originali (Cook 1986).
Alla riunione annuale dell'ACGIH del 1946, il Sottocomitato sui limiti di soglia presentò il suo secondo rapporto con i valori di 131 gas, vapori, polveri, fumi e nebbie e 13 polveri minerali. I valori sono stati compilati dall'elenco riportato dal sottocomitato nel 1942, dall'elenco pubblicato da Warren Cook in Medicina industriale (1945) e dai valori pubblicati del Z-37 Committee of the American Standards Association. Il comitato ha sottolineato che "l'elenco dei valori MAC è presentato ... con la precisa consapevolezza che sarà soggetto a revisione annuale".
Uso previsto degli OEL
I TLV ACGIH e la maggior parte degli altri OEL utilizzati negli Stati Uniti e in alcuni altri paesi sono limiti che si riferiscono alle concentrazioni aeree di sostanze e rappresentano le condizioni in cui "si ritiene che quasi tutti i lavoratori possano essere esposti ripetutamente giorno dopo giorno senza effetti negativi sulla salute". (ACGIH 1994). (Vedi tabella 1). In alcuni paesi l'OEL è fissato a una concentrazione che proteggerà virtualmente tutti. È importante riconoscere che, a differenza di alcuni limiti di esposizione per inquinanti dell'aria ambiente, acqua contaminata o additivi alimentari fissati da altri gruppi professionali o agenzie di regolamentazione, l'esposizione al TLV non preverrà necessariamente disagio o lesioni per tutti coloro che sono esposti (Adkins et al. 1990). L'ACGIH ha riconosciuto molto tempo fa che a causa dell'ampia gamma di suscettibilità individuale, una piccola percentuale di lavoratori può provare disagio da alcune sostanze a concentrazioni pari o inferiori al limite di soglia e che una percentuale minore può essere colpita più gravemente dall'aggravamento di un pre- condizione esistente o per sviluppo di una malattia professionale (Cooper 1973; ACGIH 1994). Questo è chiaramente affermato nell'introduzione al libretto annuale dell'ACGIH Valori Limite di Soglia per Sostanze Chimiche e Agenti Fisici e Indici di Esposizione Biologica (ACGIH 1994).
Tabella 1. Limiti di esposizione professionale (OEL) in vari paesi (a partire dal 1986)
Paese/Provincia |
Tipo di norma |
Argentina |
Gli OEL sono essenzialmente gli stessi dei TLV ACGIH del 1978. La principale differenza rispetto all'elenco ACGIH è che, per le 144 sostanze (sul totale di 630) per le quali non sono elencati STEL da ACGIH, i valori utilizzati per i TWA Argentina sono inseriti anche in questa intestazione. |
Australia |
Il National Health and Medical Research Council (NHMRC) ha adottato nel 1990 un'edizione riveduta della Occupational Health Guide Threshold Limit Values (91-1992). Gli ACGIHTLV sono pubblicati in Australia come appendice alle guide sulla salute sul lavoro, riviste con le revisioni ACGIH negli anni dispari. |
Austria |
I valori raccomandati dal Comitato di esperti della Commissione per la protezione dei lavoratori per la valutazione dei valori MAC (concentrazione massima accettabile) in collaborazione con l'Istituto generale per la prevenzione degli infortuni del sindacato dei lavoratori chimici, sono considerati obbligatori dal Ministero federale dell'amministrazione sociale. Sono applicati dall'Ispettorato del lavoro ai sensi della legge sulla protezione del lavoro. |
Belgio |
L'Amministrazione dell'Igiene e della Medicina del Lavoro del Ministero del Lavoro e del Lavoro utilizza come linea guida i TLV dell'ACGIH. |
Brasil |
I TLV dell'ACGIH sono stati utilizzati come base per la legislazione sulla salute sul lavoro del Brasile dal 1978. Poiché la settimana lavorativa brasiliana è solitamente di 48 ore, i valori dell'ACGIH sono stati adeguati in conformità con una formula sviluppata a tale scopo. L'elenco ACGIH è stato adottato solo per quei contaminanti dell'aria che all'epoca avevano applicazione a livello nazionale. Il Ministero del Lavoro ha aggiornato i limiti con l'istituzione di valori per ulteriori contaminanti in conformità con le raccomandazioni della Fondazione Fundacentro per la sicurezza e la medicina del lavoro. |
Canada (e province) |
Ogni provincia ha il proprio regolamento: |
Roma 187 |
Gli OEL sono soggetti alla legge sulla salute e sicurezza sul lavoro, regolamento sui rischi chimici, che richiede al datore di lavoro di garantire che i lavoratori non siano esposti oltre i limiti. |
British Columbia |
I regolamenti sulla salute e la sicurezza industriale stabiliscono i requisiti legali per la maggior parte dell'industria della Columbia Britannica, che fanno riferimento all'attuale programma dei TLV per i contaminanti atmosferici pubblicato dall'ACGIH. |
Manitoba |
Il Dipartimento dell'Ambiente e della Sicurezza e Salute sul Lavoro è responsabile della legislazione e della sua amministrazione in materia di OEL. Le linee guida attualmente utilizzate per interpretare il rischio per la salute sono i TLV ACGIH con l'eccezione che agli agenti cancerogeni viene assegnato un livello di esposizione pari a zero “per quanto ragionevolmente praticabile”. |
new Brunswick |
Le norme applicabili sono quelle pubblicate nell'ultimo numero dell'ACGIH e, in caso di infrazione, è l'emissione pubblicata al momento dell'infrazione a dettarne la conformità. |
Territori del Nordovest |
La Divisione Sicurezza dei Territori del Nordovest del Dipartimento Giustizia e Servizi regola la sicurezza sul posto di lavoro per i dipendenti non federali ai sensi dell'ultima edizione dei TLV ACGIH. |
Nuova Scozia |
L'elenco degli OEL è lo stesso di quello dell'ACGIH pubblicato nel 1976 e dei suoi successivi emendamenti e revisioni. |
Ontario |
I regolamenti per una serie di sostanze pericolose sono applicati ai sensi della legge sulla salute e sicurezza sul lavoro, pubblicati ciascuno in un opuscolo separato che include il livello di esposizione consentito e i codici per le apparecchiature respiratorie, le tecniche per misurare le concentrazioni nell'aria e gli approcci di sorveglianza medica. |
Quebec |
I livelli di esposizione consentiti sono simili ai TLV ACGIH ed è richiesta la conformità ai livelli di esposizione consentiti per i contaminanti dell'aria sul posto di lavoro. |
Cile |
La concentrazione massima di undici sostanze aventi la capacità di provocare effetti acuti, gravi o mortali non può essere superata neanche per un istante. I valori dello standard Cile sono quelli dei TLV ACGIH ai quali viene applicato un fattore 0.8 in considerazione della settimana di 48 ore. |
Danmark |
Gli OEL includono valori per 542 sostanze chimiche e 20 particolati. È legalmente richiesto che questi non vengano superati come medie ponderate nel tempo. I dati dell'ACGIH sono utilizzati nella preparazione degli standard danesi. Circa il 25% dei valori è diverso da quelli dell'ACGIH e quasi tutti sono un po' più rigorosi. |
Ecuador |
L'Ecuador non ha un elenco di livelli di esposizione consentiti incorporati nella sua legislazione. I TLV dell'ACGIH sono utilizzati come guida per una buona pratica di igiene industriale. |
Finlandia |
Gli OEL sono definiti come concentrazioni ritenute pericolose per almeno alcuni lavoratori esposti a lungo termine. Mentre l'ACGIH ha come filosofia che quasi tutti i lavoratori possono essere esposti a sostanze al di sotto del TLV senza effetti negativi, il punto di vista in Finlandia è che dove le esposizioni sono al di sopra del valore limite, possono verificarsi effetti deleteri sulla salute. |
Germania |
Il valore MAC è “la concentrazione massima ammissibile di un composto chimico presente nell'aria all'interno di un'area di lavoro (come gas, vapore, particolato) che, secondo le attuali conoscenze, generalmente non nuoce alla salute del lavoratore né provoca indebiti fastidi . In queste condizioni, l'esposizione può essere ripetuta e di lunga durata per un periodo giornaliero di otto ore, costituendo una settimana lavorativa media di 40 ore (42 ore settimanali come media su quattro settimane consecutive per le aziende che hanno quattro turni di lavoro).- Basato su basi scientifiche vengono impiegati criteri per la tutela della salute, piuttosto che la loro fattibilità tecnica o economica”. |
Irlanda |
Normalmente vengono utilizzati gli ultimi TLV dell'ACGIH. Tuttavia, l'elenco ACGIH non è incorporato nelle leggi o nei regolamenti nazionali. |
Olanda |
I valori MAC sono presi in gran parte dall'elenco dell'ACGIH, nonché dalla Repubblica federale di Germania e dal NIOSH. Il MAC è definito come “quella concentrazione nell'aria del luogo di lavoro che, secondo le attuali conoscenze, dopo un'esposizione ripetuta a lungo termine anche fino a tutta la vita lavorativa, in generale non nuoce alla salute dei lavoratori o della loro prole”. |
Philippines |
Vengono utilizzati i TLV 1970 dell'ACGIH, ad eccezione di 50 ppm per il cloruro di vinile e 0.15 mg/m(3) per piombo, composti inorganici, fumi e polvere. |
Federazione Russa |
L'ex URSS ha stabilito molti dei suoi limiti con l'obiettivo di eliminare ogni possibilità di effetti anche reversibili. Tali risposte subcliniche e completamente reversibili alle esposizioni sul posto di lavoro sono state finora considerate troppo restrittive per essere utili negli Stati Uniti e nella maggior parte degli altri paesi. Infatti, a causa delle difficoltà economiche e ingegneristiche nel raggiungere livelli così bassi di contaminanti dell'aria sul posto di lavoro, vi sono poche indicazioni che questi limiti siano stati effettivamente raggiunti nei paesi che li hanno adottati. Invece, i limiti sembrano servire più come obiettivi idealizzati piuttosto che limiti che i produttori sono legalmente vincolati o moralmente impegnati a raggiungere. |
Stati Uniti |
Almeno sei gruppi raccomandano i limiti di esposizione per il luogo di lavoro: i TLV dell'ACGIH, i Recommended Exposure Limits (RELs) suggeriti dal National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH), i Workplace Environment Exposure Limits (WEEL) sviluppati dall'ente americano Industrial Hygiene Association (AIHA), gli standard per i contaminanti dell'aria sul posto di lavoro suggeriti dal Comitato Z-37 dell'American National Standards Institute (EAL), le proposte di guide sul posto di lavoro dell'American Public Health Association (APHA 1991) e le raccomandazioni di autorità locali, statali o governi regionali. Inoltre, i limiti di esposizione ammissibili (PEL), che sono regolamenti che devono essere rispettati sul posto di lavoro perché sono leggi, sono stati promulgati dal Dipartimento del lavoro e sono applicati dall'Occupational Safety and Health Administration (OSHA). |
Fonte: Cook 1986.
Questa limitazione, sebbene forse meno che ideale, è stata considerata pratica poiché le concentrazioni nell'aria così basse da proteggere gli ipersuscettibili sono state tradizionalmente giudicate irrealizzabili a causa di limitazioni ingegneristiche o economiche. Fino al 1990 circa, questa lacuna nei TLV non era considerata grave. Alla luce dei notevoli miglioramenti dalla metà degli anni '1980 nelle nostre capacità analitiche, nei dispositivi di monitoraggio/campionamento personali, nelle tecniche di monitoraggio biologico e nell'uso di robot come controllo ingegneristico plausibile, siamo ora tecnologicamente in grado di considerare limiti di esposizione professionale più rigorosi.
Le informazioni di base e le motivazioni per ogni TLV sono pubblicate periodicamente nel Documentazione dei valori limite di soglia (ACGIH 1995). Alcuni tipi di documentazione sono occasionalmente disponibili per gli OEL stabiliti in altri paesi. La logica o la documentazione per un particolare OEL dovrebbe sempre essere consultata prima di interpretare o modificare un limite di esposizione, così come i dati specifici che sono stati presi in considerazione per stabilirlo (ACGIH 1994).
I TLV si basano sulle migliori informazioni disponibili dall'esperienza industriale e da studi sperimentali sull'uomo e sugli animali, quando possibile, da una combinazione di queste fonti (Smith e Olishifski 1988; ACGIH 1994). La motivazione per la scelta dei valori limite varia da sostanza a sostanza. Ad esempio, la protezione contro il deterioramento della salute può essere un fattore guida per alcuni, mentre una ragionevole libertà da irritazioni, narcosi, fastidi o altre forme di stress può costituire la base per altri. Anche l'età e la completezza delle informazioni disponibili per stabilire i limiti di esposizione professionale varia da sostanza a sostanza; di conseguenza, la precisione di ciascun TLV è diversa. Il TLV più recente e la sua documentazione (o il suo equivalente) dovrebbero essere sempre consultati per valutare la qualità dei dati su cui è stato impostato tale valore.
Anche se tutte le pubblicazioni che contengono OEL sottolineano che erano destinate all'uso solo per stabilire livelli di esposizione sicuri per le persone sul posto di lavoro, a volte sono state utilizzate in altre situazioni. È per questo motivo che tutti i limiti di esposizione dovrebbero essere interpretati e applicati solo da qualcuno esperto di igiene industriale e tossicologia. Il Comitato TLV (ACGIH 1994) non intendeva che fossero utilizzati o modificati per l'uso:
Il comitato TLV e altri gruppi che fissano gli OEL avvertono che questi valori non dovrebbero essere "usati direttamente" o estrapolati per prevedere livelli di esposizione sicuri per altre impostazioni di esposizione. Tuttavia, se si comprende la logica scientifica della linea guida e gli approcci appropriati per l'estrapolazione dei dati, questi possono essere utilizzati per prevedere livelli accettabili di esposizione per molti diversi tipi di scenari di esposizione e programmi di lavoro (ACGIH 1994; Hickey e Reist 1979).
Filosofia e approcci nella definizione dei limiti di esposizione
I TLV erano originariamente preparati per servire solo per l'uso di igienisti industriali, che potevano esercitare il proprio giudizio nell'applicare questi valori. Non dovevano essere usati per scopi legali (Baetjer 1980). Tuttavia, nel 1968 il Walsh-Healey Public Contract Act degli Stati Uniti incorporò l'elenco TLV del 1968, che copriva circa 400 sostanze chimiche. Negli Stati Uniti, quando è stato approvato l'Occupational Safety and Health Act (OSHA), è stato richiesto che tutti gli standard fossero standard di consenso nazionale o standard federali stabiliti.
I limiti di esposizione per i contaminanti dell'aria sul posto di lavoro si basano sul presupposto che, sebbene tutte le sostanze chimiche siano tossiche a una certa concentrazione se sperimentate per un periodo di tempo, esiste una concentrazione (ad es. dose) per tutte le sostanze alla quale non dovrebbe risultare alcun effetto dannoso importa quante volte l'esposizione viene ripetuta. Una premessa simile si applica alle sostanze i cui effetti sono limitati all'irritazione, alla narcosi, al fastidio o ad altre forme di stress (Stokinger 1981; ACGIH 1994).
Questa filosofia differisce quindi da quella applicata ad agenti fisici come le radiazioni ionizzanti e per alcuni cancerogeni chimici, poiché è possibile che non ci sia alcuna soglia o dose alla quale ci si aspetterebbe un rischio zero (Stokinger 1981). La questione degli effetti soglia è controversa, con stimabili scienziati che discutono sia a favore che contro le teorie soglia (Seiler 1977; Watanabe et al. 1980, Stott et al. 1981; Butterworth e Slaga 1987; Bailer et al. 1988; Wilkinson 1988; Bus e Gibson 1994). Con questo in mente, alcuni limiti di esposizione professionale proposti dalle agenzie di regolamentazione all'inizio degli anni '1980 sono stati fissati a livelli che, sebbene non completamente privi di rischio, presentavano rischi non superiori ai classici rischi professionali come elettrocuzione, cadute e così via. Anche in quegli ambienti che non utilizzano prodotti chimici industriali, i rischi complessivi sul posto di lavoro di lesioni mortali sono circa uno su mille. Questa è la logica che è stata utilizzata per giustificare la scelta di questo criterio teorico di rischio di cancro per stabilire i TLV per gli agenti cancerogeni chimici (Rodricks, Brett e Wrenn 1987; Travis et al. 1987).
I limiti di esposizione professionale stabiliti sia negli Stati Uniti che altrove derivano da un'ampia varietà di fonti. I TLV del 1968 (quelli adottati dall'OSHA nel 1970 come regolamenti federali) si basavano in gran parte sull'esperienza umana. Ciò può sorprendere molti igienisti che si sono avvicinati di recente alla professione, poiché indica che, nella maggior parte dei casi, l'impostazione di un limite di esposizione è avvenuta dopo che si è scoperto che una sostanza ha effetti tossici, irritanti o comunque indesiderabili per l'uomo . Come prevedibile, molti dei più recenti limiti di esposizione per le tossine sistemiche, in particolare quelli interni fissati dai produttori, si sono basati principalmente su test tossicologici condotti su animali, in contrasto con l'attesa di osservazioni di effetti avversi nei lavoratori esposti (Paustenbach e Langner 1986). Tuttavia, già nel 1945, i test sugli animali sono stati riconosciuti dal Comitato TLV come molto preziosi e, di fatto, costituiscono la seconda fonte di informazioni più comune su cui si basano queste linee guida (Stokinger 1970).
Negli ultimi 40 anni sono stati proposti e messi in pratica diversi approcci per derivare gli OEL dai dati sugli animali. L'approccio utilizzato dal comitato TLV e da altri non è significativamente diverso da quello utilizzato dalla Food and Drug Administration (FDA) statunitense per stabilire le dosi giornaliere accettabili (DGA) per gli additivi alimentari. Una comprensione dell'approccio della FDA alla definizione dei limiti di esposizione per additivi e contaminanti alimentari può fornire una buona visione agli igienisti industriali che sono coinvolti nell'interpretazione degli OEL (Dourson e Stara 1983).
Sono state anche presentate discussioni sugli approcci metodologici che possono essere utilizzati per stabilire limiti di esposizione sul posto di lavoro basati esclusivamente su dati animali (Weil 1972; WHO 1977; Zielhuis e van der Kreek 1979a, 1979b; Calabrese 1983; Dourson e Stara 1983; Leung e Paustenbach 1988a ; Finley et al. 1992; Paustenbach 1995). Sebbene questi approcci presentino un certo grado di incertezza, sembrano essere molto migliori di un'estrapolazione qualitativa dei risultati dei test sugli animali per l'uomo.
Circa il 50% dei TLV del 1968 è stato derivato da dati umani e circa il 30% è stato derivato da dati animali. Nel 1992, quasi il 50% derivava principalmente da dati sugli animali. I criteri utilizzati per sviluppare i TLV possono essere classificati in quattro gruppi: morfologici, funzionali, biochimici e vari (fastidiosi, cosmetici). Di questi TLV basati su dati umani, la maggior parte deriva da effetti osservati in lavoratori che sono stati esposti alla sostanza per molti anni. Di conseguenza, la maggior parte dei TLV esistenti si basava sui risultati del monitoraggio sul posto di lavoro, compilati con osservazioni qualitative e quantitative della risposta umana (Stokinger 1970; Park e Snee 1983). In tempi recenti, i TLV per le nuove sostanze chimiche si sono basati principalmente sui risultati di studi sugli animali piuttosto che sull'esperienza umana (Leung e Paustenbach 1988b; Leung et al. 1988).
È interessante notare che nel 1968 solo il 50% circa dei TLV era destinato principalmente a prevenire effetti tossici sistemici. Circa il 40% era basato sull'irritazione e circa il 1993% aveva lo scopo di prevenire il cancro. Nel 50, circa il 35% aveva lo scopo di prevenire effetti sistemici, il 2% di prevenire l'irritazione e il XNUMX% di prevenire il cancro. La figura XNUMX fornisce un riepilogo dei dati spesso utilizzati nello sviluppo degli OEL.
Figura 2. Dati spesso utilizzati nello sviluppo di un'esposizione professionale.
Limiti per sostanze irritanti
Prima del 1975, gli OEL progettati per prevenire l'irritazione erano in gran parte basati su esperimenti sull'uomo. Da allora sono stati sviluppati diversi modelli animali sperimentali (Kane e Alarie 1977; Alarie 1981; Abraham et al. 1990; Nielsen 1991). Un altro modello basato sulle proprietà chimiche è stato utilizzato per stabilire gli OEL preliminari per gli acidi e le basi organiche (Leung e Paustenbach 1988).
Limiti per agenti cancerogeni
Nel 1972, il Comitato ACGIH ha iniziato a distinguere tra cancerogeni umani e animali nella sua lista TLV. Secondo Stokinger (1977), uno dei motivi di questa distinzione era quello di aiutare le parti interessate nelle discussioni (rappresentanti sindacali, lavoratori e pubblico) a concentrarsi su quelle sostanze chimiche con esposizioni sul posto di lavoro più probabili.
I TLV proteggono abbastanza lavoratori?
A partire dal 1988, numerose persone hanno sollevato preoccupazioni in merito all'adeguatezza o alla protezione della salute dei TLV. La questione chiave sollevata era: quale percentuale della popolazione attiva è veramente protetta dagli effetti avversi sulla salute se esposta al TLV?
Castleman e Ziem (1988) e Ziem e Castleman (1989) hanno sostenuto sia che la base scientifica degli standard fosse inadeguata sia che fossero stati formulati da igienisti con interessi acquisiti nelle industrie oggetto di regolamentazione.
Questi documenti hanno generato un'enorme quantità di discussioni, sia a favore che contrarie al lavoro dell'ACGIH (Finklea 1988; Paustenbach 1990a, 1990b, 1990c; Tarlau 1990).
Uno studio di follow-up di Roach e Rappaport (1990) ha tentato di quantificare il margine di sicurezza e la validità scientifica dei TLV. Hanno concluso che c'erano gravi incongruenze tra i dati scientifici disponibili e l'interpretazione data nel 1976 Documentazione dal Comitato TLV. Notano inoltre che i TLV riflettevano probabilmente ciò che il Comitato percepiva come realistico e realizzabile in quel momento. Sia le analisi di Roach e Rappaport che quelle di Castleman e Ziem hanno ricevuto risposta dall'ACGIH, che ha insistito sull'inesattezza delle critiche.
Anche se il merito dell'analisi di Roach e Rappaport, o per quella materia, quella di Ziem e Castleman, sarà dibattuto per un certo numero di anni, è chiaro che il processo attraverso il quale i TLV e altri OEL saranno probabilmente mai fissati come era tra il 1945 e il 1990. È probabile che nei prossimi anni, la logica, così come il grado di rischio insito in un TLV, saranno descritti in modo più esplicito nella documentazione per ciascun TLV. Inoltre, è certo che la definizione di "praticamente sicuro" o "rischio insignificante" rispetto all'esposizione sul posto di lavoro cambierà con il cambiamento dei valori della società (Paustenbach 1995, 1997).
Il grado di riduzione dei TLV o di altri OEL che si verificherà senza dubbio nei prossimi anni varierà a seconda del tipo di effetto negativo sulla salute da prevenire (depressione del sistema nervoso centrale, tossicità acuta, odore, irritazione, effetti sullo sviluppo o altro). Non è chiaro fino a che punto il comitato TLV si affiderà a vari modelli di tossicità predittiva, o quali criteri di rischio adotterà, mentre entriamo nel prossimo secolo.
Standard e programmi di lavoro non tradizionali
Il grado in cui il lavoro a turni influisce sulle capacità, la longevità, la mortalità e il benessere generale di un lavoratore non è ancora ben compreso. I cosiddetti turni di lavoro e orari di lavoro non tradizionali sono stati implementati in un certo numero di industrie nel tentativo di eliminare, o almeno ridurre, alcuni dei problemi causati dal normale lavoro a turni, che consiste in tre turni di lavoro di otto ore al giorno. Un tipo di programma di lavoro classificato come non tradizionale è il tipo che prevede periodi di lavoro più lunghi di otto ore e che varia (comprimendo) il numero di giorni lavorati alla settimana (ad esempio, una settimana lavorativa di 12 ore al giorno, tre giorni). Un altro tipo di programma di lavoro non tradizionale prevede una serie di brevi esposizioni a un agente chimico o fisico durante un determinato programma di lavoro (p. es., un programma in cui una persona è esposta a una sostanza chimica per 30 minuti, cinque volte al giorno con un'ora tra le esposizioni) . L'ultima categoria di programma non tradizionale è quella che coinvolge il "caso critico" in cui le persone sono continuamente esposte a un contaminante dell'aria (ad esempio, veicolo spaziale, sottomarino).
Le settimane lavorative compresse sono un tipo di programma di lavoro non tradizionale che è stato utilizzato principalmente in contesti non produttivi. Si riferisce al lavoro a tempo pieno (praticamente 40 ore settimanali) che si realizza in meno di cinque giorni alla settimana. Attualmente sono in uso molti programmi compressi, ma i più comuni sono: (a) settimane lavorative di quattro giorni con giornate di dieci ore; (b) settimane lavorative di tre giorni con giornate di 12 ore; (c) settimane lavorative di 4 giorni e mezzo con quattro giorni di nove ore e un giorno di quattro ore (di solito il venerdì); e (d) il piano cinque/quattro, nove di alternanza di settimane lavorative di cinque e quattro giorni di nove ore al giorno (Nollen e Martin 1; Nollen 2).
Di tutti i lavoratori, quelli con orari non tradizionali rappresentano solo il 5% circa della popolazione attiva. Di questo numero, solo da 50,000 a 200,000 americani che lavorano con orari non tradizionali sono impiegati in industrie in cui vi è un'esposizione di routine a livelli significativi di sostanze chimiche nell'aria. In Canada, si ritiene che la percentuale di lavoratori chimici con orari non tradizionali sia maggiore (Paustenbach 1994).
Un approccio alla definizione degli OEL internazionali
Come notato da Lundberg (1994), una sfida che tutti i comitati nazionali devono affrontare è quella di identificare un approccio scientifico comune per la definizione degli OEL. Le joint venture internazionali sono vantaggiose per le parti coinvolte poiché la scrittura di documenti sui criteri è un processo che richiede tempo e denaro (Paustenbach 1995).
Questa era l'idea quando il Consiglio nordico dei ministri nel 1977 decise di istituire il Nordic Expert Group (NEG). Il compito del NEG era quello di sviluppare documenti di criteri scientificamente fondati da utilizzare come base scientifica comune degli OEL da parte delle autorità di regolamentazione dei cinque paesi nordici (Danimarca, Finlandia, Islanda, Norvegia e Svezia). I documenti sui criteri del NEG portano alla definizione di un effetto critico e delle relazioni dose-risposta/dose-effetto. L'effetto critico è l'effetto avverso che si verifica alla minima esposizione. Non si discute dei fattori di sicurezza e non si propone un OEL numerico. Dal 1987, i documenti sui criteri sono pubblicati dal NEG contemporaneamente in inglese su base annuale.
Lundberg (1994) ha suggerito un approccio standardizzato che ogni contea dovrebbe utilizzare. Suggerì di costruire un documento con le seguenti caratteristiche:
In pratica ci sono solo piccole differenze nel modo in cui gli OEL sono fissati nei vari paesi che li sviluppano. Dovrebbe quindi essere relativamente facile concordare il formato di un documento di criteri standardizzato contenente le informazioni chiave. Da questo punto, la decisione sull'entità del margine di sicurezza che è incorporato nel limite sarebbe quindi una questione di politica nazionale.
Mentre i principi ei metodi di valutazione del rischio per le sostanze chimiche non cancerogene sono simili in diverse parti del mondo, è sorprendente che gli approcci per la valutazione del rischio delle sostanze chimiche cancerogene varino notevolmente. Non ci sono solo marcate differenze tra i paesi, ma anche all'interno di un paese vengono applicati approcci diversi o sostenuti da varie agenzie di regolamentazione, comitati e scienziati nel campo della valutazione del rischio. La valutazione del rischio per gli agenti non cancerogeni è piuttosto coerente e piuttosto consolidata, in parte a causa della lunga storia e della migliore comprensione della natura degli effetti tossici rispetto agli agenti cancerogeni e dell'elevato grado di consenso e fiducia sia degli scienziati che del pubblico in generale sui metodi utilizzati e il loro esito.
Per le sostanze chimiche non cancerogene, sono stati introdotti fattori di sicurezza per compensare le incertezze nei dati tossicologici (derivati principalmente da esperimenti sugli animali) e nella loro applicabilità a popolazioni umane numerose ed eterogenee. In tal modo, i limiti raccomandati o richiesti per le esposizioni umane sicure sono stati solitamente fissati a una frazione (l'approccio del fattore di sicurezza o incertezza) dei livelli di esposizione negli animali che potevano essere chiaramente documentati come il livello senza effetti avversi osservati (NOAEL) o il livello più basso livello di effetti avversi osservati (LOAEL). Si è quindi ipotizzato che finché l'esposizione umana non avesse superato i limiti raccomandati, le proprietà pericolose delle sostanze chimiche non si sarebbero manifestate. Per molti tipi di sostanze chimiche, questa pratica, in una forma alquanto raffinata, continua ancora oggi nella valutazione del rischio tossicologico.
Durante la fine degli anni '1960 e l'inizio degli anni '1970 gli organismi di regolamentazione, a cominciare dagli Stati Uniti, si trovarono di fronte a un problema sempre più importante per il quale molti scienziati consideravano inappropriato e persino pericoloso l'approccio del fattore di sicurezza. Questo era il problema con le sostanze chimiche che in determinate condizioni avevano dimostrato di aumentare il rischio di cancro negli esseri umani o negli animali da esperimento. Queste sostanze sono state operativamente indicate come cancerogene. C'è ancora dibattito e controversia sulla definizione di cancerogeno, e c'è un'ampia gamma di opinioni sulle tecniche per identificare e classificare gli agenti cancerogeni e anche sul processo di induzione del cancro da parte di sostanze chimiche.
La discussione iniziale iniziò molto prima, quando gli scienziati negli anni '1940 scoprirono che i cancerogeni chimici provocavano danni con un meccanismo biologico di tipo totalmente diverso da quelli che producevano altre forme di tossicità. Questi scienziati, utilizzando i principi della biologia dei tumori indotti dalle radiazioni, hanno avanzato quella che viene definita l'ipotesi della "non soglia", che era considerata applicabile sia alle radiazioni che alle sostanze chimiche cancerogene. È stato ipotizzato che qualsiasi esposizione a un agente cancerogeno che raggiunga il suo bersaglio biologico critico, in particolare il materiale genetico, e interagisca con esso, possa aumentare la probabilità (il rischio) di sviluppo del cancro.
Parallelamente al dibattito scientifico in corso sulle soglie, c'era una crescente preoccupazione pubblica sul ruolo negativo degli agenti cancerogeni chimici e sull'urgente necessità di proteggere le persone da una serie di malattie chiamate collettivamente cancro. Il cancro, con il suo carattere insidioso e il lungo periodo di latenza insieme ai dati che mostrano che l'incidenza del cancro nella popolazione generale era in aumento, era considerato dall'opinione pubblica e dai politici un motivo di preoccupazione che giustificava una protezione ottimale. Le autorità di regolamentazione si trovavano di fronte al problema delle situazioni in cui un gran numero di persone, a volte quasi l'intera popolazione, era o poteva essere esposto a livelli relativamente bassi di sostanze chimiche (nei prodotti di consumo e nei medicinali, sul posto di lavoro così come nell'aria, nell'acqua , cibo e suolo) che erano stati identificati come cancerogeni nell'uomo o negli animali da esperimento in condizioni di esposizioni relativamente intense.
Quei funzionari regolatori si sono trovati di fronte a due domande fondamentali a cui, nella maggior parte dei casi, non è stato possibile rispondere completamente utilizzando i metodi scientifici disponibili:
I regolatori hanno riconosciuto la necessità di ipotesi, a volte fondate scientificamente ma spesso anche non supportate da prove sperimentali. Al fine di raggiungere la coerenza, sono state adattate definizioni e specifiche serie di ipotesi che sarebbero state applicate genericamente a tutti gli agenti cancerogeni.
La cancerogenesi è un processo a più stadi
Diverse linee di evidenza supportano la conclusione che la carcinogenesi chimica è un processo a più stadi guidato da danni genetici e cambiamenti epigenetici, e questa teoria è ampiamente accettata nella comunità scientifica di tutto il mondo (Barrett 1993). Anche se il processo di carcinogenesi chimica è spesso suddiviso in tre stadi - inizio, promozione e progressione - il numero di cambiamenti genetici rilevanti non è noto.
L'iniziazione comporta l'induzione di una cellula irreversibilmente alterata e per gli agenti cancerogeni genotossici è sempre equiparata a un evento mutazionale. La mutagenesi come meccanismo di carcinogenesi era già stata ipotizzata da Theodor Boveri nel 1914, e molte delle sue supposizioni e predizioni si sono successivamente dimostrate vere. Poiché gli effetti mutageni irreversibili e autoreplicanti possono essere causati dalla minima quantità di cancerogeno modificante il DNA, non si assume alcuna soglia. La promozione è il processo mediante il quale la cellula iniziata si espande (clonalmente) mediante una serie di divisioni e forma lesioni (pre)neoplastiche. C'è un considerevole dibattito sul fatto che durante questa fase di promozione le cellule avviate subiscano ulteriori cambiamenti genetici.
Infine nella fase di progressione si ottiene “l'immortalità” e possono svilupparsi tumori maligni completi influenzando l'angiogenesi, sfuggendo alla reazione dei sistemi di controllo dell'ospite. È caratterizzato da una crescita invasiva e da una diffusione spesso metastatica del tumore. La progressione è accompagnata da ulteriori cambiamenti genetici dovuti all'instabilità delle cellule proliferanti e alla selezione.
Pertanto, ci sono tre meccanismi generali attraverso i quali una sostanza può influenzare il processo cancerogeno a più fasi. Una sostanza chimica può indurre un'alterazione genetica rilevante, promuovere o facilitare l'espansione clonale di una cellula iniziata o stimolare la progressione verso la malignità mediante cambiamenti somatici e/o genetici.
Processo di valutazione del rischio
Rischio può essere definita come la frequenza prevista o effettiva di occorrenza di un effetto nocivo sull'uomo o sull'ambiente, a seguito di una data esposizione a un pericolo. La valutazione del rischio è un metodo di organizzazione sistematica delle informazioni scientifiche e delle relative incertezze per la descrizione e la qualificazione dei rischi per la salute associati a sostanze, processi, azioni o eventi pericolosi. Richiede la valutazione delle informazioni pertinenti e la selezione dei modelli da utilizzare per trarre conclusioni da tali informazioni. Inoltre, richiede il riconoscimento esplicito delle incertezze e l'appropriato riconoscimento che l'interpretazione alternativa dei dati disponibili può essere scientificamente plausibile. L'attuale terminologia utilizzata nella valutazione del rischio è stata proposta nel 1984 dalla US National Academy of Sciences. La valutazione qualitativa del rischio è stata trasformata in caratterizzazione/identificazione del pericolo e la valutazione quantitativa del rischio è stata suddivisa nelle componenti dose-risposta, valutazione dell'esposizione e caratterizzazione del rischio.
Nella sezione seguente questi componenti saranno brevemente discussi alla luce della nostra attuale conoscenza del processo di carcinogenesi (chimica). Diventerà chiaro che l'incertezza dominante nella valutazione del rischio degli agenti cancerogeni è il modello dose-risposta a bassi livelli di dose caratteristici dell'esposizione ambientale.
Identificazione dei pericoli
Questo processo identifica quali composti hanno il potenziale per causare il cancro negli esseri umani, in altre parole identifica le loro proprietà genotossiche intrinseche. La combinazione di informazioni provenienti da varie fonti e su diverse proprietà serve come base per la classificazione dei composti cancerogeni. In generale verranno utilizzate le seguenti informazioni:
La classificazione delle sostanze chimiche in gruppi basata sulla valutazione dell'adeguatezza delle prove di cancerogenesi negli animali o nell'uomo, se sono disponibili dati epidemiologici, è un processo chiave nell'identificazione dei pericoli. Gli schemi più noti per classificare le sostanze chimiche cancerogene sono quelli della IARC (1987), dell'UE (1991) e dell'EPA (1986). Una panoramica dei loro criteri di classificazione (ad esempio, metodi di estrapolazione a basse dosi) è fornita nella tabella 1.
Tabella 1. Confronto delle procedure di estrapolazione a basse dosi
Attuale US EPA | Danmark | CEE | UK | Olanda | Norvegia | |
Cancerogeno genotossico | Procedura multistadio linearizzata utilizzando il modello a basso dosaggio più appropriato | MLE da modelli a 1 e 2 colpi più giudizio sul miglior risultato | Nessuna procedura specificata | Nessun modello, competenza scientifica e giudizio da tutti i dati disponibili | Modello lineare utilizzando TD50 (Metodo Peto) o “Metodo Olandese Semplice” in assenza di TD50 | Nessuna procedura specificata |
Cancerogeno non genotossico | Come sopra | Modello biologico di Thorslund o modello multistadio o Mantel-Bryan, basato sull'origine del tumore e sulla risposta alla dose | Utilizzare NOAEL e fattori di sicurezza | Utilizzare NOEL e fattori di sicurezza per impostare l'ADI | Utilizzare NOEL e fattori di sicurezza per impostare l'ADI |
Una questione importante nella classificazione degli agenti cancerogeni, con conseguenze a volte di vasta portata per la loro regolamentazione, è la distinzione tra meccanismi d'azione genotossici e non genotossici. Il presupposto predefinito della US Environmental Protection Agency (EPA) per tutte le sostanze che mostrano attività cancerogene negli esperimenti sugli animali è che non esiste alcuna soglia (o almeno nessuna può essere dimostrata), quindi c'è qualche rischio con qualsiasi esposizione. Questo è comunemente indicato come il presupposto senza soglia per i composti genotossici (che danneggiano il DNA). L'UE e molti dei suoi membri, come il Regno Unito, i Paesi Bassi e la Danimarca, fanno una distinzione tra agenti cancerogeni genotossici e quelli che si ritiene producano tumori mediante meccanismi non genotossici. Per gli agenti cancerogeni genotossici vengono seguite procedure di stima quantitativa dose-risposta che non presuppongono alcuna soglia, sebbene le procedure possano differire da quelle utilizzate dall'EPA. Per le sostanze non genotossiche si presume che esista una soglia e vengono utilizzate procedure dose-risposta che presuppongono una soglia. In quest'ultimo caso, la valutazione del rischio si basa generalmente su un approccio basato sul fattore di sicurezza, simile all'approccio per i non cancerogeni.
È importante tenere presente che questi diversi schemi sono stati sviluppati per affrontare le valutazioni del rischio in diversi contesti e contesti. Lo schema IARC non è stato prodotto a fini normativi, sebbene sia stato utilizzato come base per lo sviluppo di linee guida normative. Lo schema EPA è stato concepito per fungere da punto di decisione per l'immissione di una valutazione quantitativa del rischio, mentre lo schema UE è attualmente utilizzato per assegnare un simbolo di pericolo (classificazione) e frasi di rischio all'etichetta della sostanza chimica. Una discussione più estesa su questo argomento è presentata in una recente revisione (Moolenaar 1994) che copre le procedure utilizzate da otto agenzie governative e due organizzazioni indipendenti spesso citate, l'Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC) e la Conferenza americana dei governi Igienisti Industriali (ACGIH).
Gli schemi di classificazione generalmente non tengono conto delle ampie prove negative che possono essere disponibili. Inoltre, negli ultimi anni è emersa una maggiore comprensione del meccanismo d'azione degli agenti cancerogeni. Si sono accumulate prove del fatto che alcuni meccanismi di cancerogenicità sono specie-specifici e non sono rilevanti per l'uomo. I seguenti esempi illustreranno questo importante fenomeno. In primo luogo, è stato recentemente dimostrato in studi sulla cancerogenicità delle particelle diesel, che i ratti rispondono con tumori polmonari a un carico pesante del polmone con particelle. Tuttavia, il cancro al polmone non si osserva nei minatori di carbone con carichi polmonari molto pesanti di particelle. In secondo luogo, si afferma la non rilevanza dei tumori renali nel ratto maschio sulla base del fatto che l'elemento chiave della risposta tumorigenica è l'accumulo nel rene di α-2 microglobulina, una proteina che non esiste nell'uomo (Borghoff, Breve e Swenberg 1990). A questo proposito vanno menzionati anche i disturbi della funzione tiroidea dei roditori e la proliferazione dei perossisomi o la mitogenesi nel fegato del topo.
Questa conoscenza consente un'interpretazione più sofisticata dei risultati di un test biologico di cancerogenicità. La ricerca per una migliore comprensione dei meccanismi di azione della cancerogenicità è incoraggiata perché può portare a una classificazione modificata e all'aggiunta di una categoria in cui le sostanze chimiche sono classificate come non cancerogene per l'uomo.
Valutazione dell'esposizione
Si ritiene spesso che la valutazione dell'esposizione sia la componente della valutazione del rischio con la minore incertezza intrinseca a causa della capacità di monitorare le esposizioni in alcuni casi e della disponibilità di modelli di esposizione relativamente ben convalidati. Ciò è vero solo in parte, tuttavia, poiché la maggior parte delle valutazioni dell'esposizione non viene condotta in modo da sfruttare appieno la gamma di informazioni disponibili. Per questo motivo c'è molto spazio per migliorare le stime di distribuzione dell'esposizione. Ciò vale sia per le valutazioni dell'esposizione esterna che per quelle interne. Soprattutto per gli agenti cancerogeni, l'uso di dosi di tessuto bersaglio piuttosto che di livelli di esposizione esterna nella modellizzazione delle relazioni dose-risposta porterebbe a previsioni di rischio più rilevanti, sebbene siano coinvolte molte ipotesi sui valori predefiniti. I modelli di farmacocinetica su base fisiologica (PBPK) per determinare la quantità di metaboliti reattivi che raggiunge il tessuto bersaglio sono potenzialmente di grande valore per stimare queste dosi tissutali.
Caratterizzazione del rischio
Approcci attuali
Il livello di dose o il livello di esposizione che provoca un effetto in uno studio sugli animali e la probabile dose che causa un effetto simile negli esseri umani è una considerazione chiave nella caratterizzazione del rischio. Ciò include sia la valutazione dose-risposta dalla dose alta a quella bassa sia l'estrapolazione interspecie. L'estrapolazione presenta un problema logico, vale a dire che i dati vengono estrapolati molti ordini di grandezza al di sotto dei livelli di esposizione sperimentali da modelli empirici che non riflettono i meccanismi alla base della cancerogenicità. Ciò viola un principio di base nell'adattamento di modelli empirici, vale a dire non estrapolare al di fuori della gamma dei dati osservabili. Pertanto, questa estrapolazione empirica comporta grandi incertezze, sia dal punto di vista statistico che biologico. Al momento nessuna singola procedura matematica è riconosciuta come la più appropriata per l'estrapolazione a basse dosi nella carcinogenesi. I modelli matematici che sono stati utilizzati per descrivere la relazione tra la dose esterna somministrata, il tempo e l'incidenza del tumore si basano su ipotesi di distribuzione della tolleranza o meccanicistiche, e talvolta su entrambi. Un riepilogo dei modelli più frequentemente citati (Kramer et al. 1995) è riportato nella tabella 2.
Tabella 2. Modelli frequentemente citati nella caratterizzazione del rischio cancerogeno
Modelli di distribuzione delle tolleranze | Modelli meccanicistici | |
Hit-modelli | Modelli a base biologica | |
Accedi | Un colpo | Moolgavkar (MVK)1 |
probit | Colpo multiplo | Cohen e Elwein |
Mantel-Bryan | Weibull (Luccio)1 | |
Weibull | Multistadio (Armitage-Doll)1 | |
Gamma multicolpo | Multistadio linearizzato, |
1 Modelli del tempo per il tumore.
Questi modelli dose-risposta sono solitamente applicati a dati di incidenza del tumore corrispondenti solo a un numero limitato di dosi sperimentali. Ciò è dovuto al design standard del saggio biologico applicato. Invece di determinare la curva dose-risposta completa, uno studio di cancerogenicità è generalmente limitato a tre (o due) dosi relativamente elevate, utilizzando la dose massima tollerata (MTD) come dose massima. Queste dosi elevate vengono utilizzate per superare la bassa sensibilità statistica intrinseca (dal 10 al 15% rispetto al fondo) di tali saggi biologici, dovuta al fatto che (per ragioni pratiche e di altro tipo) viene utilizzato un numero relativamente piccolo di animali. Poiché i dati per la regione a basso dosaggio non sono disponibili (vale a dire, non possono essere determinati sperimentalmente), è necessaria un'estrapolazione al di fuori dell'intervallo di osservazione. Per quasi tutti i set di dati, la maggior parte dei modelli sopra elencati si adatta ugualmente bene all'intervallo di dose osservato, a causa del numero limitato di dosi e di animali. Tuttavia, nella regione delle basse dosi questi modelli divergono di diversi ordini di grandezza, introducendo così grandi incertezze sul rischio stimato per questi bassi livelli di esposizione.
Poiché la forma effettiva della curva dose-risposta nell'intervallo a basse dosi non può essere generata sperimentalmente, la comprensione meccanicistica del processo di cancerogenicità è fondamentale per poter discriminare su questo aspetto tra i vari modelli. Rassegne complete che discutono i vari aspetti dei diversi modelli di estrapolazione matematica sono presentate in Kramer et al. (1995) e Parco e Hawkins (1993).
Altri approcci
Oltre all'attuale pratica della modellazione matematica, recentemente sono stati proposti diversi approcci alternativi.
Modelli biologicamente motivati
Attualmente, i modelli su base biologica come i modelli Moolgavkar-Venzon-Knudson (MVK) sono molto promettenti, ma al momento questi non sono sufficientemente avanzati per l'uso di routine e richiedono informazioni molto più specifiche di quelle attualmente ottenute nei biodosaggi. Grandi studi (4,000 ratti) come quelli condotti sulle N-nitrosoalchilammine indicano l'entità dello studio necessario per la raccolta di tali dati, sebbene non sia ancora possibile estrapolare a basse dosi. Fino a quando questi modelli non saranno ulteriormente sviluppati, potranno essere utilizzati solo caso per caso.
Approccio del fattore di valutazione
L'uso di modelli matematici per l'estrapolazione al di sotto dell'intervallo di dose sperimentale è in effetti equivalente a un approccio basato sul fattore di sicurezza con un fattore di incertezza ampio e mal definito. L'alternativa più semplice consisterebbe nell'applicare un fattore di valutazione all'apparente "livello senza effetto" o al "livello più basso testato". Il livello utilizzato per questo fattore di valutazione dovrebbe essere determinato caso per caso, considerando la natura della sostanza chimica e la popolazione esposta.
Dose di riferimento (BMD)
La base di questo approccio è un modello matematico adattato ai dati sperimentali all'interno dell'intervallo osservabile per stimare o interpolare una dose corrispondente a un livello definito di effetto, come un aumento dell'uno, cinque o dieci per cento dell'incidenza del tumore (ED01, ED05, ED10). Poiché un aumento del dieci per cento è circa il più piccolo cambiamento che statisticamente può essere determinato in un test biologico standard, l'ED10 è appropriato per i dati sul cancro. L'utilizzo di una BMD che rientra nell'intervallo osservabile dell'esperimento evita i problemi associati all'estrapolazione della dose. Le stime della BMD o del suo limite di confidenza inferiore riflettono le dosi alle quali si sono verificati i cambiamenti nell'incidenza del tumore, ma sono piuttosto insensibili al modello matematico utilizzato. Una dose di riferimento può essere utilizzata nella valutazione del rischio come misura della potenza del tumore e combinata con fattori di valutazione appropriati per stabilire livelli accettabili per l'esposizione umana.
Soglia di regolazione
Krewsky et al. (1990) hanno rivisto il concetto di "soglia di regolazione" per gli agenti cancerogeni chimici. Sulla base dei dati ottenuti dal database sulla potenza cancerogena (CPDB) per 585 esperimenti, la dose corrispondente a 10-6 il rischio era approssimativamente log-normalmente distribuito intorno a una mediana di 70-90 ng/kg/giorno. L'esposizione a livelli di dose superiori a questo intervallo sarebbe considerata inaccettabile. La dose è stata stimata mediante estrapolazione lineare dal TD50 (la tossicità che induce la dose è del 50% degli animali testati) e rientrava in un fattore da cinque a dieci della cifra ottenuta dal modello multistadio linearizzato. Sfortunatamente, il TD50 i valori saranno correlati all'MTD, che mette nuovamente in dubbio la validità della misurazione. Tuttavia il TD50 sarà spesso all'interno o molto vicino all'intervallo dei dati sperimentali.
Un approccio come l'utilizzo di una soglia di regolamentazione richiederebbe molta più considerazione delle questioni biologiche, analitiche e matematiche e un database molto più ampio prima di poter essere preso in considerazione. Ulteriori indagini sulle potenze di vari agenti cancerogeni potrebbero gettare ulteriore luce su quest'area.
Obiettivi e futuro della valutazione del rischio cancerogeno
Guardando indietro alle aspettative originarie sulla regolamentazione degli agenti cancerogeni (ambientali), vale a dire per ottenere una riduzione importante del cancro, sembra che i risultati attualmente siano deludenti. Nel corso degli anni è diventato evidente che il numero di casi di cancro che si stima fossero prodotti da agenti cancerogeni regolabili era sorprendentemente piccolo. Considerando le grandi aspettative che hanno avviato gli sforzi normativi negli anni '1970, non è stata raggiunta una significativa riduzione del tasso di mortalità per cancro in termini di effetti stimati degli agenti cancerogeni ambientali, nemmeno con procedure di valutazione quantitativa ultraconservative. La caratteristica principale delle procedure EPA è che le estrapolazioni a basse dosi vengono effettuate nello stesso modo per ogni sostanza chimica indipendentemente dal meccanismo di formazione del tumore negli studi sperimentali. Va notato, tuttavia, che questo approccio è in netto contrasto con gli approcci adottati da altre agenzie governative. Come indicato in precedenza, l'UE e diversi governi europei (Danimarca, Francia, Germania, Italia, Paesi Bassi, Svezia, Svizzera, Regno Unito) distinguono tra agenti cancerogeni genotossici e non genotossici e affrontano la stima del rischio in modo diverso per le due categorie. In generale, gli agenti cancerogeni non genotossici sono trattati come sostanze tossiche di soglia. Non vengono determinati livelli di effetto e vengono utilizzati fattori di incertezza per fornire un ampio margine di sicurezza. Determinare se una sostanza chimica debba o meno essere considerata non genotossica è oggetto di dibattito scientifico e richiede un chiaro giudizio di esperti.
La questione fondamentale è: qual è la causa del cancro negli esseri umani e qual è il ruolo degli agenti cancerogeni ambientali in tale causa? Gli aspetti ereditari del cancro negli esseri umani sono molto più importanti di quanto previsto in precedenza. La chiave per un progresso significativo nella valutazione del rischio degli agenti cancerogeni è una migliore comprensione delle cause e dei meccanismi del cancro. Il campo della ricerca sul cancro sta entrando in un'area molto eccitante. La ricerca molecolare può cambiare radicalmente il modo in cui vediamo l'impatto degli agenti cancerogeni ambientali e gli approcci per controllare e prevenire il cancro, sia per il pubblico in generale che per il posto di lavoro. La valutazione del rischio di agenti cancerogeni deve essere basata su concetti dei meccanismi d'azione che, di fatto, stanno appena emergendo. Uno degli aspetti importanti è il meccanismo del cancro ereditario e l'interazione degli agenti cancerogeni con questo processo. Questa conoscenza dovrà essere incorporata nella metodologia sistematica e coerente che già esiste per la valutazione del rischio degli agenti cancerogeni.
Un approccio integrato nella progettazione delle postazioni di lavoro
In ergonomia, la progettazione delle postazioni di lavoro è un compito critico. È opinione diffusa che in qualsiasi contesto lavorativo, sia operaio che impiegatizio, una postazione di lavoro ben progettata favorisca non solo la salute e il benessere dei lavoratori, ma anche la produttività e la qualità dei prodotti. Al contrario, la postazione di lavoro mal progettata può causare o contribuire allo sviluppo di disturbi di salute o malattie professionali croniche, nonché problemi nel mantenere la qualità del prodotto e la produttività a un livello prescritto.
Ad ogni ergonomista, l'affermazione di cui sopra può sembrare banale. È anche riconosciuto da ogni ergonomista che la vita lavorativa in tutto il mondo è piena non solo di carenze ergonomiche, ma anche di palesi violazioni dei principi ergonomici di base. È chiaramente evidente che esiste una diffusa inconsapevolezza rispetto all'importanza della progettazione delle postazioni di lavoro tra i responsabili: ingegneri di produzione, supervisori e dirigenti.
È interessante notare che esiste una tendenza internazionale rispetto al lavoro industriale che sembrerebbe sottolineare l'importanza dei fattori ergonomici: la crescente domanda di una migliore qualità del prodotto, flessibilità e precisione nella consegna del prodotto. Queste richieste non sono compatibili con una visione conservatrice riguardo alla progettazione del lavoro e dei luoghi di lavoro.
Sebbene nel presente contesto siano i fattori fisici della progettazione del posto di lavoro ad essere di primaria importanza, va tenuto presente che la progettazione fisica della postazione di lavoro non può in pratica essere separata dall'organizzazione del lavoro. Questo principio sarà reso evidente nel processo di progettazione descritto nel seguito. La qualità del risultato finale del processo si basa su tre supporti: la conoscenza ergonomica, l'integrazione con le esigenze di produttività e qualità e la partecipazione. Il processo di attuazione di una nuova workstation deve provvedere a questa integrazione, ed è l'obiettivo principale di questo articolo.
Considerazioni sul design
Le postazioni di lavoro sono pensate per il lavoro. Bisogna riconoscere che il punto di partenza nel processo di progettazione della postazione di lavoro è che deve essere raggiunto un certo obiettivo di produzione. Il designer, spesso un ingegnere di produzione o un'altra persona a livello di middle management, sviluppa internamente una visione del posto di lavoro e inizia a implementare quella visione attraverso i suoi mezzi di pianificazione. Il processo è iterativo: da un primo tentativo grezzo, le soluzioni diventano via via sempre più raffinate. È essenziale che gli aspetti ergonomici vengano presi in considerazione in ogni iterazione man mano che il lavoro procede.
Essendo un sito serio, design ergonomico delle postazioni di lavoro è strettamente correlato valutazione ergonomica di postazioni di lavoro. Infatti, la struttura da seguire qui si applica ugualmente ai casi in cui la postazione esiste già o quando è in fase di progettazione.
Nel processo di progettazione è necessaria una struttura che garantisca che tutti gli aspetti rilevanti siano considerati. Il modo tradizionale per gestire questo è utilizzare liste di controllo contenenti una serie di quelle variabili che dovrebbero essere prese in considerazione. Tuttavia, gli elenchi di controllo generici tendono ad essere voluminosi e difficili da utilizzare, poiché in una particolare situazione di progettazione può essere rilevante solo una frazione dell'elenco di controllo. Inoltre, in una situazione pratica di progettazione, alcune variabili si distinguono per essere più importanti di altre. È necessaria una metodologia per considerare questi fattori congiuntamente in una situazione di progettazione. Tale metodologia sarà proposta in questo articolo.
Le raccomandazioni per la progettazione delle postazioni di lavoro devono essere basate su una serie di requisiti pertinenti. Va notato che in generale non è sufficiente tenere conto dei valori limite di soglia per le singole variabili. Un obiettivo combinato riconosciuto di produttività e conservazione della salute rende necessario essere più ambiziosi rispetto a una situazione di progettazione tradizionale. In particolare, la questione dei disturbi muscolo-scheletrici è un aspetto importante in molte situazioni industriali, sebbene questa categoria di problemi non sia affatto limitata all'ambiente industriale.
Un processo di progettazione della stazione di lavoro
Passi del processo
Nel processo di progettazione e implementazione della postazione di lavoro, c'è sempre una necessità iniziale di informare gli utenti e di organizzare il progetto in modo da consentire la piena partecipazione degli utenti e aumentare le possibilità di piena accettazione da parte dei dipendenti del risultato finale. Una trattazione di questo obiettivo non rientra nell'ambito del presente trattato, che si concentra sul problema di arrivare ad una soluzione ottimale per la progettazione fisica della postazione di lavoro, ma il processo di progettazione consente comunque l'integrazione di tale obiettivo. In questo processo, dovrebbero sempre essere considerati i seguenti passaggi:
L'attenzione qui è sui passaggi da uno a cinque. Molte volte, solo un sottoinsieme di tutti questi passaggi è effettivamente incluso nella progettazione delle postazioni di lavoro. Ci possono essere varie ragioni per questo. Se la postazione di lavoro ha un design standard, come in alcune situazioni di lavoro al videoterminale, alcuni passaggi possono essere opportunamente esclusi. Tuttavia, nella maggior parte dei casi l'esclusione di alcuni dei passaggi elencati porterebbe ad una postazione di lavoro di qualità inferiore a quella che può essere considerata accettabile. Questo può accadere quando i vincoli economici o di tempo sono troppo severi, o quando c'è pura negligenza a causa della mancanza di conoscenza o intuizione a livello dirigenziale.
Raccolta di richieste specificate dall'utente
È essenziale identificare l'utente del posto di lavoro come qualsiasi membro dell'organizzazione di produzione che possa essere in grado di fornire opinioni qualificate sulla sua progettazione. Gli utenti possono includere, ad esempio, i lavoratori, i supervisori, i pianificatori e gli ingegneri di produzione, nonché il responsabile della sicurezza. L'esperienza mostra chiaramente che questi attori hanno tutti le loro conoscenze uniche che dovrebbero essere utilizzate nel processo.
La raccolta delle richieste specificate dall'utente deve soddisfare una serie di criteri:
La suddetta serie di criteri può essere soddisfatta utilizzando una metodologia basata su implementazione della funzione di qualità (QFD) secondo Sullivan (1986). Qui, le richieste dell'utente possono essere raccolte in una sessione in cui è presente un gruppo misto di attori (non più di otto-dieci persone). A tutti i partecipanti viene consegnato un blocco di note autoadesive rimovibili. Viene chiesto loro di annotare tutte le richieste sul posto di lavoro che ritengono pertinenti, ciascuna su un foglio di carta separato. Dovrebbero essere coperti gli aspetti relativi all'ambiente di lavoro e alla sicurezza, alla produttività e alla qualità. Questa attività può continuare per tutto il tempo ritenuto necessario, in genere da dieci a quindici minuti. Dopo questa sessione, uno dopo l'altro dei partecipanti viene chiesto di leggere le proprie richieste e di attaccare gli appunti su una lavagna nella stanza dove tutti nel gruppo possono vederli. Le richieste sono raggruppate in categorie naturali come illuminazione, ausili di sollevamento, attrezzature di produzione, requisiti di portata e requisiti di flessibilità. Dopo il completamento del round, al gruppo viene data l'opportunità di discutere e commentare l'insieme delle richieste, una categoria alla volta, rispetto alla pertinenza e alla priorità.
L'insieme delle domande specificate dall'utente raccolte in un processo come quello descritto sopra costituisce una delle basi per lo sviluppo della specifica della domanda. Ulteriori informazioni nel processo possono essere prodotte da altre categorie di attori, ad esempio progettisti di prodotti, ingegneri della qualità o economisti; tuttavia, è fondamentale rendersi conto del potenziale contributo che gli utenti possono dare in questo contesto.
Assegnazione delle priorità e specificazione della domanda
Per quanto riguarda il processo di specificazione, è essenziale che le diverse tipologie di richieste siano prese in considerazione in base alla loro rispettiva importanza; in caso contrario, tutti gli aspetti che sono stati presi in considerazione dovranno essere considerati in parallelo, il che può tendere a rendere la situazione progettuale complessa e difficile da gestire. Questo è il motivo per cui le liste di controllo, che devono essere elaborate se devono servire allo scopo, tendono ad essere difficili da gestire in una particolare situazione di progettazione.
Può essere difficile elaborare uno schema di priorità che serva allo stesso modo tutti i tipi di postazioni di lavoro. Tuttavia, partendo dal presupposto che la movimentazione manuale di materiali, strumenti o prodotti sia un aspetto essenziale del lavoro da svolgere nella postazione di lavoro, è molto probabile che gli aspetti associati al carico muscoloscheletrico siano in cima alla lista delle priorità. La validità di questa ipotesi può essere verificata nella fase di raccolta della domanda degli utenti del processo. Le richieste rilevanti dell'utente possono essere, ad esempio, associate a sforzo muscolare e affaticamento, raggiungere, vedere o facilità di manipolazione.
È essenziale rendersi conto che potrebbe non essere possibile trasformare tutte le richieste specificate dall'utente in specifiche tecniche della domanda. Sebbene tali richieste possano riguardare aspetti più sottili come il comfort, possono comunque essere di grande rilevanza e dovrebbero essere prese in considerazione nel processo.
Variabili di carico muscoloscheletrico
In linea con il ragionamento di cui sopra, applicheremo qui l'idea che esista un insieme di variabili ergonomiche di base relative al carico muscoloscheletrico che devono essere prese in considerazione come priorità nel processo di progettazione, al fine di eliminare il rischio di disturbi muscoloscheletrici correlati al lavoro (WRMD). Questo tipo di disturbo è una sindrome dolorosa, localizzata nel sistema muscolo-scheletrico, che si sviluppa per lunghi periodi di tempo a seguito di sollecitazioni ripetute su una particolare parte del corpo (Putz-Anderson 1988). Le variabili essenziali sono (ad esempio, Corlett 1988):
Per quanto riguarda il forza muscolare, la definizione dei criteri può basarsi su una combinazione di fattori biomeccanici, fisiologici e psicologici. Questa è una variabile che viene resa operativa attraverso la misurazione delle richieste di forza in uscita, in termini di massa movimentata o forza richiesta, ad esempio, per il funzionamento delle maniglie. Inoltre, potrebbe essere necessario tenere conto dei picchi di carico in relazione a lavori altamente dinamici.
Postura di lavoro le richieste possono essere valutate mappando (a) situazioni in cui le strutture articolari sono allungate oltre il naturale raggio di movimento, e (b) alcune situazioni particolarmente imbarazzanti, come inginocchiarsi, torcersi o posture curve, o lavorare con la mano tenuta sopra la spalla livello.
Il tempo richiede può essere valutato sulla base della mappatura di (a) lavoro a ciclo breve, ripetitivo e (b) lavoro statico. Va notato che la valutazione del lavoro statico può non riguardare esclusivamente il mantenimento di una postura di lavoro o la produzione di una forza in uscita costante per lunghi periodi di tempo; dal punto di vista dei muscoli stabilizzatori, in particolare dell'articolazione della spalla, un lavoro apparentemente dinamico può avere un carattere statico. Potrebbe quindi essere necessario considerare lunghi periodi di mobilitazione congiunta.
L'accettabilità di una situazione si basa ovviamente in pratica sulle esigenze della parte del corpo che è maggiormente sollecitata.
È importante notare che queste variabili non devono essere considerate una alla volta ma congiuntamente. Ad esempio, elevate richieste di forza possono essere accettabili se si verificano solo occasionalmente; sollevare il braccio sopra il livello della spalla di tanto in tanto non è normalmente un fattore di rischio. Ma le combinazioni tra tali variabili di base devono essere considerate. Ciò tende a rendere difficile e complessa la definizione dei criteri.
Nel Equazione NIOSH rivista per la progettazione e la valutazione delle attività di movimentazione manuale (Waters et al. 1993), questo problema viene affrontato ideando un'equazione per i limiti di peso raccomandati che tenga conto dei seguenti fattori di mediazione: distanza orizzontale, altezza di sollevamento verticale, asimmetria di sollevamento, aggancio della maniglia e frequenza di sollevamento. In questo modo, il limite di carico accettabile di 23 chilogrammi basato su criteri biomeccanici, fisiologici e psicologici in condizioni ideali, può essere sostanzialmente modificato tenendo conto delle specificità della situazione lavorativa. L'equazione NIOSH fornisce una base per la valutazione del lavoro e dei luoghi di lavoro che comportano attività di sollevamento. Tuttavia, ci sono gravi limitazioni per quanto riguarda l'usabilità dell'equazione NIOSH: ad esempio, possono essere analizzati solo i sollevamenti a due mani; le prove scientifiche per l'analisi dei sollevamenti con una sola mano sono ancora inconcludenti. Ciò illustra il problema dell'applicazione dell'evidenza scientifica esclusivamente come base per la progettazione del lavoro e del posto di lavoro: in pratica, l'evidenza scientifica deve essere unita a visioni colte di persone che hanno esperienza diretta o indiretta del tipo di lavoro considerato.
Il modello del cubo
La valutazione ergonomica dei luoghi di lavoro, tenendo conto del complesso insieme di variabili che devono essere considerate, è in larga misura un problema di comunicazione. Sulla base della discussione sulle priorità sopra descritta, è stato sviluppato un modello di cubo per la valutazione ergonomica dei posti di lavoro (Kadefors 1993). Qui l'obiettivo principale era quello di sviluppare uno strumento didattico per scopi di comunicazione, basato sul presupposto che la forza in uscita, la postura e le misurazioni del tempo nella grande maggioranza delle situazioni costituiscano variabili di base correlate e prioritarie.
Per ciascuna delle variabili di base, si riconosce che le richieste possono essere raggruppate rispetto alla gravità. Qui, si propone che tale raggruppamento possa essere effettuato in tre classi: (1) basse richieste(2) richieste medie o (3) richieste elevate. I livelli di domanda possono essere fissati utilizzando qualsiasi prova scientifica disponibile o adottando un approccio consensuale con un gruppo di utenti. Queste due alternative ovviamente non si escludono a vicenda e possono comportare risultati simili, ma probabilmente con diversi gradi di generalità.
Come notato sopra, le combinazioni delle variabili di base determinano in larga misura il livello di rischio rispetto allo sviluppo di disturbi muscoloscheletrici e disturbi traumatici cumulativi. Ad esempio, richieste di tempo elevate possono rendere inaccettabile una situazione lavorativa nei casi in cui vi siano anche richieste di livello almeno medio rispetto alla forza e alla postura. È essenziale nella progettazione e nella valutazione dei luoghi di lavoro che le variabili più importanti siano considerate congiuntamente. Qui un modello a cubo per tali scopi di valutazione è proposto. Le variabili fondamentali - forza, postura e tempo - costituiscono i tre assi del cubo. Per ogni combinazione di richieste può essere definito un sottocubo; in tutto, il modello incorpora 27 di questi sottocubi (vedi figura 1).
Figura 1. Il "modello cubo" per la valutazione dell'ergonomia. Ogni cubo rappresenta una combinazione di richieste relative a forza, postura e tempo. Luce: combinazione accettabile; grigio: condizionatamente accettabile; nero: inaccettabile
Un aspetto essenziale del modello è il grado di accettabilità delle combinazioni di domanda. Nel modello, viene proposto uno schema di classificazione a tre zone per l'accettabilità: (1) la situazione è accettabile, (2) la situazione è condizionatamente accettabile o (3) la situazione è inaccettabile. Per scopi didattici, a ciascun sottocubo può essere assegnata una certa consistenza o colore (ad esempio, verde-giallo-rosso). Ancora una volta, la valutazione può essere basata sull'utente o basata su prove scientifiche. La zona condizionatamente accettabile (gialla) significa che “esiste un rischio di malattia o infortunio che non può essere trascurato, per tutta o una parte della popolazione di operatori in questione” (CEN 1994).
Per sviluppare questo approccio è utile prendere in considerazione un caso: la valutazione del carico sulla spalla nella movimentazione di materiali con una mano a ritmo moderato. Questo è un buon esempio, poiché in questo tipo di situazione, normalmente sono le strutture della spalla a essere maggiormente sollecitate.
Per quanto riguarda la variabile forza, la classificazione può basarsi in questo caso sulla massa movimentata. Qui, bassa richiesta di forza è identificato come livelli inferiori al 10% della massima capacità di sollevamento volontario (MVLC), che ammonta a circa 1.6 kg in una zona di lavoro ottimale. Elevata richiesta di forza richiede più del 30% di MVLC, circa 4.8 kg. Richiesta di forza media rientra tra questi limiti. Basso sforzo posturale è quando la parte superiore del braccio è vicina al torace. Elevato sforzo posturale è quando l'abduzione o la flessione omerale supera i 45°. Sforzo posturale medio è quando l'angolo di abduzione/flessione è compreso tra 15° e 45°. Bassa richiesta di tempo è quando la movimentazione occupa meno di un'ora per giorno lavorativo a fasi alterne, o continuativamente per meno di 10 minuti al giorno. Alta richiesta di tempo è quando la movimentazione avviene per più di quattro ore per giorno lavorativo, o continuativamente per più di 30 minuti (sostenuta o ripetitivamente). Richiesta di tempo medio è quando l'esposizione rientra tra questi limiti.
Nella figura 1 sono stati assegnati gradi di accettabilità a combinazioni di domande. Ad esempio, si vede che elevate richieste di tempo possono essere combinate solo con basse richieste combinate di forza e postura. Il passaggio dall'inaccettabile all'accettabile può essere intrapreso riducendo le richieste in entrambe le dimensioni, ma la riduzione delle richieste di tempo è in molti casi il modo più efficiente. In altre parole, in alcuni casi il design del posto di lavoro dovrebbe essere modificato, in altri casi potrebbe essere più efficiente cambiare l'organizzazione del lavoro.
L'utilizzo di un gruppo di consenso con un gruppo di utenti per la definizione dei livelli di domanda e la classificazione del grado di accettabilità può migliorare considerevolmente il processo di progettazione della postazione di lavoro, come considerato di seguito.
Variabili aggiuntive
Oltre alle variabili fondamentali sopra considerate, occorre tenere conto di un insieme di variabili e di fattori che caratterizzano l'ambiente di lavoro dal punto di vista ergonomico, in funzione delle particolari condizioni della situazione da analizzare. Loro includono:
In larga misura questi fattori possono essere considerati uno alla volta; quindi l'approccio della lista di controllo può essere utile. Grandjean (1988) nel suo libro di testo copre gli aspetti essenziali che di solito devono essere presi in considerazione in questo contesto. Konz (1990) nelle sue linee guida prevede l'organizzazione della postazione di lavoro e la progettazione di una serie di questioni fondamentali incentrate sull'interfacciamento tra lavoratore e macchina nei sistemi di produzione.
Nel processo di progettazione qui seguito, la lista di controllo dovrebbe essere letta insieme alle richieste specificate dall'utente.
Esempio di progettazione di una postazione di lavoro: saldatura manuale
A titolo di esempio illustrativo (ipotetico), viene qui descritto il processo di progettazione che ha portato all'implementazione di una stazione di lavoro per la saldatura manuale (Sundin et al. 1994). La saldatura è un'attività che spesso combina elevate esigenze di forza muscolare con elevate esigenze di precisione manuale. L'opera ha un carattere statico. Il saldatore spesso esegue esclusivamente saldature. L'ambiente di lavoro di saldatura è generalmente ostile, con una combinazione di esposizione a livelli elevati di rumore, fumo di saldatura e radiazioni ottiche.
Il compito consisteva nell'ideare una postazione di lavoro per la saldatura manuale MIG (metal inert gas) di oggetti di medie dimensioni (fino a 300 kg) in un ambiente di officina. La postazione di lavoro doveva essere flessibile poiché c'era una varietà di oggetti da produrre. C'erano elevate esigenze di produttività e qualità.
È stato eseguito un processo QFD per fornire una serie di richieste di postazioni di lavoro in termini di utenti. Sono stati coinvolti saldatori, ingegneri di produzione e progettisti di prodotti. Le richieste degli utenti, qui non elencate, coprivano un'ampia gamma di aspetti tra cui ergonomia, sicurezza, produttività e qualità.
Utilizzando l'approccio del modello cubo, il panel ha identificato, per consenso, i limiti tra carico elevato, moderato e basso:
Era chiaro dalla valutazione utilizzando il modello del cubo (figura 1) che richieste di tempo elevate non potevano essere accettate se c'erano simultaneamente richieste elevate o moderate in termini di forza e tensione posturale. Per ridurre queste esigenze, la movimentazione meccanizzata degli oggetti e la sospensione degli utensili erano ritenute una necessità. C'è stato consenso sviluppato intorno a questa conclusione. Utilizzando un semplice programma di progettazione assistita da computer (CAD) (ROOMER), è stata creata una libreria di attrezzature. Vari layout delle postazioni di lavoro potrebbero essere sviluppati molto facilmente e modificati in stretta interazione con gli utenti. Questo approccio progettuale presenta vantaggi significativi rispetto alla semplice osservazione dei piani. Offre all'utente una visione immediata di come potrebbe essere il posto di lavoro previsto.
Figura 2. Una versione CAD di una stazione di lavoro per la saldatura manuale, ottenuta nel processo di progettazione
La figura 2 mostra la stazione di saldatura ottenuta utilizzando il sistema CAD. È un posto di lavoro che riduce le richieste di forza e postura e che soddisfa quasi tutte le esigenze residue degli utenti avanzate.
Figura 3. La postazione di saldatura implementata
Sulla base dei risultati delle prime fasi del processo di progettazione, è stata implementata una postazione di saldatura (figura 3). Le risorse di questo posto di lavoro includono:
In una situazione di progettazione reale, potrebbero essere necessari compromessi di vario genere, a causa di vincoli economici, di spazio e di altro tipo. Va notato, tuttavia, che i saldatori autorizzati sono difficili da trovare per l'industria della saldatura in tutto il mondo e rappresentano un investimento considerevole. Quasi nessun saldatore va in pensione normale come saldatore attivo. Mantenere il saldatore esperto sul posto di lavoro è vantaggioso per tutte le parti coinvolte: saldatore, azienda e società. Ad esempio, ci sono ottimi motivi per cui le attrezzature per la manipolazione e il posizionamento degli oggetti dovrebbero essere parte integrante di molti luoghi di lavoro di saldatura.
Dati per la progettazione della stazione di lavoro
Per essere in grado di progettare correttamente un posto di lavoro, potrebbero essere necessarie ampie serie di informazioni di base. Tali informazioni includono i dati antropometrici delle categorie di utenti, la forza di sollevamento e altri dati sulla capacità di forza in uscita delle popolazioni maschili e femminili, le specifiche di ciò che costituisce le zone di lavoro ottimali e così via. Nel presente articolo vengono forniti i riferimenti ad alcuni documenti chiave.
La trattazione più completa di virtualmente tutti gli aspetti della progettazione del lavoro e della postazione di lavoro è probabilmente ancora il libro di testo di Grandjean (1988). Le informazioni su un'ampia gamma di aspetti antropometrici rilevanti per la progettazione di postazioni di lavoro sono presentate da Pheasant (1986). Grandi quantità di dati biomeccanici e antropometrici sono forniti da Chaffin e Andersson (1984). Konz (1990) ha presentato una guida pratica alla progettazione di postazioni di lavoro, incluse molte utili regole empiriche. I criteri di valutazione per l'arto superiore, in particolare con riferimento ai disturbi da trauma cumulativo, sono stati presentati da Putz-Anderson (1988). Un modello di valutazione per il lavoro con strumenti manuali è stato fornito da Sperling et al. (1993). Per quanto riguarda il sollevamento manuale, Waters e collaboratori hanno sviluppato l'equazione NIOSH rivista, riassumendo le conoscenze scientifiche esistenti sull'argomento (Waters et al. 1993). Le specifiche dell'antropometria funzionale e delle zone di lavoro ottimali sono state presentate, ad esempio, da Rebiffé, Zayana e Tarrière (1969) e Das e Grady (1983a, 1983b). Mital e Karwowski (1991) hanno curato un utile libro che passa in rassegna vari aspetti relativi in particolare alla progettazione dei luoghi di lavoro industriali.
La grande quantità di dati necessari per progettare correttamente le postazioni di lavoro, tenendo conto di tutti gli aspetti rilevanti, renderà necessario l'uso delle moderne tecnologie informatiche da parte degli ingegneri di produzione e di altre persone responsabili. È probabile che nel prossimo futuro saranno resi disponibili vari tipi di sistemi di supporto alle decisioni, ad esempio sotto forma di sistemi basati sulla conoscenza o esperti. Rapporti su tali sviluppi sono stati forniti, ad esempio, da DeGreve e Ayoub (1987), Laurig e Rombach (1989) e Pham e Onder (1992). Tuttavia, è un compito estremamente difficile ideare un sistema che consenta all'utente finale di accedere facilmente a tutti i dati rilevanti necessari in una specifica situazione di progettazione.
L'intero tema della protezione personale deve essere considerato nell'ambito delle modalità di controllo per la prevenzione degli infortuni e delle malattie professionali. Questo articolo presenta una discussione tecnica dettagliata dei tipi di protezione individuale disponibili, dei pericoli per i quali può essere indicato il loro uso e dei criteri per la selezione di dispositivi di protezione adeguati. Laddove applicabili, vengono riassunte le approvazioni, le certificazioni e gli standard esistenti per i dispositivi e le apparecchiature di protezione. Nell'usare queste informazioni, è essenziale esserne costantemente consapevoli la protezione personale dovrebbe essere considerata il metodo di ultima istanza nella riduzione dei rischi presenti sul posto di lavoro. Nella gerarchia dei metodi che possono essere utilizzati per controllare i rischi sul posto di lavoro, la protezione personale non è il metodo di prima scelta. Infatti, deve essere utilizzato solo quando gli eventuali controlli tecnici che riducono il rischio (mediante metodi quali isolamento, chiusura, ventilazione, sostituzione o altri cambiamenti di processo) e amministrativi (come la riduzione del tempo di lavoro a rischio di esposizione ) sono state attuate nella misura del possibile. Ci sono casi, tuttavia, in cui la protezione personale è necessaria, sia come controllo a breve che a lungo termine, per ridurre i rischi di malattie professionali e infortuni. Quando tale uso è necessario, i dispositivi e i dispositivi di protezione individuale devono essere utilizzati come parte di un programma completo che include la valutazione completa dei pericoli, la corretta selezione e installazione dell'attrezzatura, la formazione e l'istruzione per le persone che utilizzano l'attrezzatura, la manutenzione e la riparazione mantenere l'attrezzatura in buone condizioni di funzionamento e l'impegno generale della direzione e dei lavoratori per il successo del programma di protezione.
Elementi di un programma di protezione personale
L'apparente semplicità di alcuni dispositivi di protezione individuale può comportare una grossolana sottostima della quantità di sforzi e spese necessari per utilizzare efficacemente tali dispositivi. Mentre alcuni dispositivi sono relativamente semplici, come guanti e calzature protettive, altri dispositivi come i respiratori possono essere in realtà molto complessi. I fattori che rendono difficile ottenere una protezione personale efficace sono inerenti a qualsiasi metodo che si basa sulla modifica del comportamento umano per ridurre il rischio, piuttosto che sulla protezione che è integrata nel processo alla fonte del pericolo. Indipendentemente dal particolare tipo di dispositivo di protezione preso in considerazione, esiste un insieme di elementi che devono essere inclusi in un programma di protezione individuale.
Valutazione del rischio
Se la protezione personale deve essere una risposta efficace a un problema di rischio professionale, la natura del rischio stesso e la sua relazione con l'ambiente di lavoro nel suo complesso devono essere pienamente comprese. Anche se questo può sembrare così ovvio da non aver quasi bisogno di essere menzionato, l'apparente semplicità di molti dispositivi di protezione può presentare una forte tentazione di abbreviare questa fase di valutazione. Le conseguenze della fornitura di dispositivi e attrezzature di protezione non adeguati ai pericoli e all'ambiente di lavoro in generale vanno dalla riluttanza o dal rifiuto di indossare attrezzature inadeguate, a prestazioni lavorative compromesse, al rischio di lesioni e morte del lavoratore. Per ottenere una corretta corrispondenza tra il rischio e la misura di protezione, è necessario conoscere la composizione e l'entità (concentrazione) dei pericoli (compresi gli agenti chimici, fisici o biologici), il periodo di tempo per il quale il dispositivo sarà dovrebbe funzionare a un livello noto di protezione e la natura dell'attività fisica che può essere svolta mentre l'attrezzatura è in uso. Questa valutazione preliminare dei pericoli è un passaggio diagnostico essenziale che deve essere compiuto prima di passare alla selezione della protezione appropriata.
Selezione
La fase di selezione è dettata in parte dalle informazioni ottenute nella valutazione dei pericoli, confrontate con i dati sulle prestazioni per la misura di protezione considerata per l'uso e il livello di esposizione che rimarrà dopo che la misura di protezione individuale è stata applicata. Oltre a questi fattori basati sulle prestazioni, esistono linee guida e standard di pratica nella selezione delle attrezzature, in particolare per la protezione delle vie respiratorie. I criteri di selezione per la protezione delle vie respiratorie sono stati formalizzati in pubblicazioni come Logica decisionale del respiratore dal National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) negli Stati Uniti. Lo stesso tipo di logica può essere applicato alla selezione di altri tipi di dispositivi e dispositivi di protezione, in base alla natura e all'entità del pericolo, al grado di protezione fornito dal dispositivo o dall'apparecchiatura e dalla quantità o concentrazione dell'agente pericoloso che rimangono e sono considerati accettabili durante l'uso dei dispositivi di protezione. Nella selezione dei dispositivi e delle attrezzature di protezione, è importante riconoscere che non sono destinati a ridurre a zero i rischi e le esposizioni. I produttori di dispositivi come respiratori e protezioni acustiche forniscono dati sulle prestazioni delle loro apparecchiature, come i fattori di protezione e attenuazione. Combinando tre informazioni essenziali, vale a dire la natura e l'entità del pericolo, il grado di protezione fornito e il livello accettabile di esposizione e rischio mentre la protezione è in uso, è possibile selezionare attrezzature e dispositivi per proteggere adeguatamente i lavoratori.
Attacco / Pedinatura
Qualsiasi dispositivo di protezione deve essere adeguatamente installato per fornire il grado di protezione per il quale è stato progettato. Oltre alle prestazioni di un dispositivo di protezione, anche la corretta vestibilità è un fattore importante per l'accettazione dell'attrezzatura e la motivazione delle persone a utilizzarla effettivamente. È improbabile che una protezione inadatta o scomoda venga utilizzata come previsto. Nel peggiore dei casi, attrezzature inadeguate come indumenti e guanti possono effettivamente creare un pericolo quando si lavora intorno ai macchinari. I produttori di attrezzature e dispositivi di protezione offrono una gamma di dimensioni e design di questi prodotti e ai lavoratori dovrebbe essere fornita una protezione che si adatti adeguatamente allo scopo previsto.
Nel caso della protezione respiratoria, i requisiti specifici per l'adattamento sono inclusi in standard come gli standard di protezione respiratoria dell'Amministrazione per la sicurezza e la salute sul lavoro degli Stati Uniti. I principi per garantire la corretta vestibilità si applicano all'intera gamma di dispositivi e dispositivi di protezione, indipendentemente dal fatto che siano richiesti da uno standard specifico.
Formazione e istruzione
Poiché la natura dei dispositivi di protezione richiede la modifica del comportamento umano per isolare il lavoratore dall'ambiente di lavoro (piuttosto che isolare la fonte di un pericolo dall'ambiente), è improbabile che i programmi di protezione personale abbiano successo a meno che non includano un'istruzione e una formazione complete del lavoratore. In confronto, un sistema (come la ventilazione di scarico locale) che controlla l'esposizione alla fonte può funzionare efficacemente senza il coinvolgimento diretto del lavoratore. La protezione personale, tuttavia, richiede la piena partecipazione e l'impegno delle persone che la utilizzano e della direzione che la fornisce.
I responsabili della gestione e del funzionamento di un programma di protezione personale devono essere formati nella selezione dell'attrezzatura adeguata, nell'assicurare che sia adattata correttamente alle persone che la utilizzano, nella natura dei pericoli contro i quali l'attrezzatura è destinata a proteggere e le conseguenze di scarse prestazioni o guasti alle apparecchiature. Devono inoltre sapere come riparare, mantenere e pulire l'attrezzatura, nonché riconoscere i danni e l'usura che si verificano durante il suo utilizzo.
Le persone che utilizzano dispositivi e dispositivi di protezione devono comprendere la necessità della protezione, i motivi per cui viene utilizzata al posto di (o in aggiunta ad) altri metodi di controllo e i benefici che ne deriveranno. Le conseguenze dell'esposizione non protetta dovrebbero essere chiaramente spiegate, così come i modi in cui gli utenti possono riconoscere che l'apparecchiatura non funziona correttamente. Gli utenti devono essere addestrati sui metodi di ispezione, adattamento, indossamento, manutenzione e pulizia dei dispositivi di protezione e devono anche essere consapevoli dei limiti dei dispositivi, in particolare in situazioni di emergenza.
Manutenzione e riparazione
I costi di manutenzione e riparazione delle attrezzature devono essere valutati in modo completo e realistico nella progettazione di qualsiasi programma di protezione personale. I dispositivi di protezione sono soggetti a un graduale degrado delle prestazioni durante il normale utilizzo, nonché a guasti catastrofici in condizioni estreme come le emergenze. Nel considerare i costi ei benefici dell'utilizzo della protezione personale come mezzo di controllo del rischio, è molto importante riconoscere che i costi di avvio di un programma rappresentano solo una frazione della spesa totale per il funzionamento del programma nel tempo. La manutenzione, la riparazione e la sostituzione delle apparecchiature devono essere considerate come costi fissi di funzionamento di un programma, poiché sono essenziali per mantenere l'efficacia della protezione. Queste considerazioni sul programma dovrebbero includere decisioni di base come l'utilizzo di dispositivi di protezione monouso (usa e getta) o riutilizzabili e, nel caso di dispositivi riutilizzabili, deve essere ragionevolmente stimata la durata del servizio che ci si può aspettare prima della sostituzione. Queste decisioni possono essere definite molto chiaramente, come nei casi in cui i guanti o i respiratori sono utilizzabili una sola volta e vengono gettati, ma in molti casi è necessario valutare attentamente l'efficacia del riutilizzo di tute protettive o guanti che sono stati contaminati dall'uso precedente . La decisione di scartare un costoso dispositivo di protezione piuttosto che rischiare l'esposizione del lavoratore a causa di una protezione degradata o della contaminazione del dispositivo di protezione stesso deve essere presa con molta attenzione. I programmi di manutenzione e riparazione delle attrezzature devono essere progettati per includere meccanismi per prendere decisioni come queste.
In breve
I dispositivi e i dispositivi di protezione sono parti essenziali di una strategia di controllo dei rischi. Possono essere utilizzati in modo efficace, a condizione che venga riconosciuto il loro posto appropriato nella gerarchia dei controlli. L'uso di dispositivi e dispositivi di protezione deve essere supportato da un programma di protezione personale, che assicuri che la protezione funzioni effettivamente come previsto nelle condizioni di utilizzo e che le persone che devono indossarla possano utilizzarla efficacemente nelle loro attività lavorative.
Comunemente un utensile comprende una testa e un manico, talvolta con un'asta, o, nel caso dell'utensile elettrico, un corpo. Poiché lo strumento deve soddisfare i requisiti di più utenti, possono sorgere conflitti di base che potrebbero dover essere affrontati con un compromesso. Alcuni di questi conflitti derivano da limitazioni nelle capacità dell'utente, altri sono intrinseci allo strumento stesso. Va ricordato, tuttavia, che i limiti umani sono intrinseci e in gran parte immutabili, mentre la forma e la funzione dello strumento sono soggette a una certa quantità di modifiche. Pertanto, al fine di effettuare un cambiamento desiderabile, l'attenzione deve essere rivolta principalmente alla forma dell'utensile e, in particolare, all'interfaccia tra l'utente e l'utensile, vale a dire l'impugnatura.
La natura della presa
Le caratteristiche di presa ampiamente accettate sono state definite in termini di a presa di potere, un presa di precisione e impugnatura a gancio, con cui praticamente tutte le attività manuali umane possono essere compiute.
In una presa di forza, come quella usata per martellare i chiodi, l'utensile è tenuto in un morsetto formato dalle dita parzialmente flesse e dal palmo, con contropressione applicata dal pollice. In una presa di precisione, come quella che si usa quando si regola una vite di fermo, lo strumento viene pizzicato tra gli aspetti flessori delle dita e il pollice opposto. Una modifica dell'impugnatura di precisione è l'impugnatura a matita, che si spiega da sé e viene utilizzata per lavori complessi. Una presa di precisione fornisce solo il 20% della forza di una presa di potenza.
Una presa a uncino viene utilizzata dove non è richiesto altro che tenere. Nella presa a uncino l'oggetto è sospeso dalle dita flesse, con o senza l'appoggio del pollice. Gli strumenti pesanti dovrebbero essere progettati in modo da poter essere trasportati con una presa a uncino.
Spessore dell'impugnatura
Per impugnature di precisione, gli spessori consigliati variano da 8 a 16 millimetri (mm) per i cacciaviti e da 13 a 30 mm per le penne. Per le prese di forza applicate attorno a un oggetto più o meno cilindrico, le dita dovrebbero circondare più della metà della circonferenza, ma le dita e il pollice non dovrebbero incontrarsi. I diametri consigliati vanno da un minimo di 25 mm a un massimo di 85 mm. L'ottimale, che varia con la dimensione della mano, è probabilmente di circa 55-65 mm per i maschi e di 50-60 mm per le femmine. Le persone con mani piccole non devono eseguire azioni ripetitive con prese elettriche di diametro superiore a 60 mm.
Forza di presa e apertura della mano
L'uso di uno strumento richiede forza. Oltre che per la presa, il più grande requisito per la forza della mano si trova nell'uso di strumenti di azione a leva incrociata come pinze e strumenti di frantumazione. La forza effettiva nello schiacciamento è una funzione della forza di presa e della portata richiesta dell'utensile. La distanza funzionale massima tra l'estremità del pollice e l'estremità delle dita di presa è in media di circa 145 mm per gli uomini e 125 mm per le donne, con variazioni etniche. Per un'apertura ottimale, che va da 45 a 55 mm sia per gli uomini che per le donne, la forza di presa disponibile per una singola azione di breve durata varia da circa 450 a 500 newton per gli uomini e da 250 a 300 newton per le donne, ma per azioni ripetitive il fabbisogno raccomandato è probabilmente più vicino a 90-100 newton per gli uomini e 50-60 newton per le donne. Molti morsetti o pinze di uso comune vanno oltre la capacità di utilizzo con una sola mano, in particolare nelle donne.
Quando un'impugnatura è quella di un cacciavite o di un utensile simile, la coppia disponibile è determinata dalla capacità dell'utilizzatore di trasmettere la forza all'impugnatura, e quindi è determinata sia dal coefficiente di attrito tra mano e impugnatura che dal diametro dell'impugnatura. Le irregolarità nella forma dell'impugnatura fanno poca o nessuna differenza sulla capacità di applicare la torsione, sebbene i bordi taglienti possano causare disagio ed eventuali danni ai tessuti. Il diametro di un'impugnatura cilindrica che consente la massima applicazione della coppia è da 50 a 65 mm, mentre quello per una sfera è da 65 a 75 mm.
Maniglie
Forma del manico
La forma di un manico dovrebbe massimizzare il contatto tra la pelle e il manico. Dovrebbe essere generalizzato e di base, comunemente di sezione cilindrica o ellittica appiattita, con lunghe curve e piani piatti, o un settore di una sfera, messo insieme in modo tale da conformarsi ai contorni generali della mano che afferra. A causa del suo attacco al corpo di un utensile, il manico può anche assumere la forma di una staffa, una forma a T o una forma a L, ma la porzione che entra in contatto con la mano sarà nella forma base.
Lo spazio racchiuso dalle dita è, ovviamente, complesso. L'uso di curve semplici è un compromesso destinato a soddisfare le variazioni rappresentate da mani diverse e diversi gradi di flessione. A questo proposito, è indesiderabile introdurre qualsiasi adattamento del contorno delle dita flesse nell'impugnatura sotto forma di creste e avvallamenti, scanalature e rientranze, poiché, in realtà, queste modifiche non si adatterebbero a un numero significativo di mani e potrebbero anzi, oltre un periodo prolungato, causare lesioni da pressione ai tessuti molli. In particolare sono sconsigliati incavi superiori a 3 mm.
Una modifica della sezione cilindrica è la sezione esagonale, che è di particolare pregio nella progettazione di utensili o strumenti di piccolo calibro. È più facile mantenere una presa stabile su una sezione esagonale di piccolo calibro che su un cilindro. Sono state utilizzate anche sezioni triangolari e quadrate con vari gradi di successo. In questi casi, i bordi devono essere arrotondati per evitare lesioni da pressione.
Superficie e consistenza della presa
Non è un caso che da millenni il legno sia il materiale d'elezione per manici di utensili diversi da quelli per la frantumazione di utensili come pinze o morsetti. Oltre al suo aspetto estetico, il legno è stato facilmente reperibile e facilmente lavorato da lavoratori non specializzati, e ha qualità di elasticità, conducibilità termica, resistenza all'attrito e relativa leggerezza rispetto alla massa che lo hanno reso molto accettabile per questo e altri usi.
Negli ultimi anni, le impugnature in metallo e plastica sono diventate più comuni per molti utensili, questi ultimi in particolare per l'uso con martelli leggeri o cacciaviti. Un manico in metallo, invece, trasmette più forza alla mano, e preferibilmente dovrebbe essere racchiuso in una guaina di gomma o plastica. La superficie di presa dovrebbe essere leggermente comprimibile, ove possibile, non conduttiva e liscia, e l'area della superficie dovrebbe essere massimizzata per garantire la distribuzione della pressione su un'area quanto più ampia possibile. È stata utilizzata un'impugnatura in gommapiuma per ridurre la percezione dell'affaticamento e della tenerezza della mano.
Le caratteristiche di attrito della superficie dell'utensile variano con la pressione esercitata dalla mano, con la natura della superficie e la contaminazione da olio o sudore. Una piccola quantità di sudore aumenta il coefficiente di attrito.
Lunghezza dell'impugnatura
La lunghezza del manico è determinata dalle dimensioni critiche della mano e dalla natura dello strumento. Per un martello da utilizzare con una sola mano in power grip, ad esempio, la lunghezza ideale va da un minimo di circa 100 mm ad un massimo di circa 125 mm. I manici corti non sono adatti per una presa elettrica, mentre un manico più corto di 19 mm non può essere afferrato correttamente tra pollice e indice e non è adatto a nessun attrezzo.
Idealmente, per un utensile elettrico o una sega a mano diversa da una sega da traforo o da traforo, l'impugnatura dovrebbe accogliere al livello del 97.5° percentile la larghezza della mano chiusa inserita in essa, vale a dire da 90 a 100 mm sull'asse lungo e 35 a 40 mm nel corto.
Peso ed equilibrio
Il peso non è un problema con gli strumenti di precisione. Per martelli pesanti e utensili elettrici è accettabile un peso compreso tra 0.9 kg e 1.5 kg, con un massimo di circa 2.3 kg. Per pesi superiori a quelli raccomandati, l'attrezzo deve essere sostenuto da mezzi meccanici.
Nel caso di uno strumento a percussione come un martello, è auspicabile ridurre il peso del manico al minimo compatibile con la resistenza strutturale e avere il maggior peso possibile nella testa. In altri strumenti, il saldo dovrebbe essere distribuito uniformemente ove possibile. Negli utensili con teste piccole e manici ingombranti questo potrebbe non essere possibile, ma il manico dovrebbe essere reso progressivamente più leggero man mano che l'ingombro aumenta rispetto alle dimensioni della testa e del manico.
Significato dei guanti
A volte viene trascurato dai progettisti di strumenti che gli strumenti non sono sempre tenuti e azionati a mani nude. I guanti sono comunemente indossati per sicurezza e comfort. I guanti di sicurezza sono raramente ingombranti, ma i guanti indossati in climi freddi possono essere molto pesanti, interferendo non solo con il feedback sensoriale ma anche con la capacità di afferrare e trattenere. L'uso di guanti di lana o di pelle può aggiungere 5 mm allo spessore della mano e 8 mm alla larghezza della mano al pollice, mentre i guanti pesanti possono aggiungere rispettivamente da 25 a 40 mm.
manualità
La maggioranza della popolazione dell'emisfero occidentale favorisce l'uso della mano destra. Alcuni sono funzionalmente ambidestri e tutte le persone possono imparare a operare con maggiore o minore efficienza con entrambe le mani.
Sebbene il numero di persone mancine sia ridotto, ove possibile, l'installazione di impugnature sugli utensili dovrebbe rendere l'utensile utilizzabile sia da mancini che da destrimani (gli esempi includono il posizionamento dell'impugnatura secondaria in un utensile elettrico o il passanti per le dita in forbici o morsetti) a meno che non sia chiaramente inefficiente farlo, come nel caso di dispositivi di fissaggio a vite che sono progettati per sfruttare i potenti muscoli supinatori dell'avambraccio in una persona destra mentre precludono la sinistra- impediscono di usarli con pari efficacia. Questo tipo di limitazione deve essere accettata poiché la fornitura di filettature sinistre non è una soluzione accettabile.
Significato del genere
In generale, le donne tendono ad avere mani più piccole, una presa più piccola e circa il 50-70% di forza in meno rispetto agli uomini, anche se ovviamente alcune donne all'estremità del percentile più alto hanno mani più grandi e una forza maggiore rispetto ad alcuni uomini all'estremità del percentile più basso. Di conseguenza esiste un numero significativo, anche se indeterminato, di persone, per lo più donne, che hanno difficoltà a manipolare vari utensili manuali progettati per l'uso maschile, inclusi in particolare martelli pesanti e pinze pesanti, oltre a tagliare metalli, crimpare e strumenti di serraggio e spelafili. L'uso di questi strumenti da parte delle donne può richiedere una funzione indesiderabile a due mani invece che con una sola mano. In un ambiente di lavoro misto è quindi essenziale garantire che siano disponibili strumenti di dimensioni adeguate non solo per soddisfare le esigenze delle donne, ma anche per soddisfare quelle degli uomini che si trovano nel percentile basso delle dimensioni dell'estremità della mano.
Considerazioni speciali
L'orientamento dell'impugnatura di uno strumento, ove possibile, dovrebbe consentire alla mano operante di conformarsi alla naturale posizione funzionale del braccio e della mano, vale a dire con il polso più della metà supinato, abdotto di circa 15° e leggermente dorsiflesso, con il mignolo in flessione quasi completa, le altre meno e il pollice addotto e leggermente flesso, postura talvolta erroneamente chiamata posizione della stretta di mano. (In una stretta di mano il polso non è più della metà supinato.) La combinazione di adduzione e dorsiflessione al polso con flessione variabile delle dita e del pollice genera un angolo di presa comprendente circa 80° tra l'asse lungo del braccio e un linea passante per il punto centrale dell'ansa creata dal pollice e dall'indice, cioè l'asse trasversale del pugno.
Forzare la mano in una posizione di deviazione ulnare, cioè con la mano piegata verso il mignolo, come si trova utilizzando una normale pinza, genera pressione sui tendini, nervi e vasi sanguigni all'interno della struttura del polso e può dare origine a le condizioni invalidanti di tenosinovite, sindrome del tunnel carpale e simili. Piegando l'impugnatura e mantenendo il polso dritto (cioè piegando lo strumento e non la mano) si può evitare la compressione di nervi, tessuti molli e vasi sanguigni. Sebbene questo principio sia stato a lungo riconosciuto, non è stato ampiamente accettato dai produttori di utensili o dal pubblico utilizzatore. Ha una particolare applicazione nella progettazione di strumenti ad azione a leva incrociata come pinze, coltelli e martelli.
Pinze e strumenti a leva incrociata
Particolare attenzione deve essere prestata alla forma dei manici di pinze e dispositivi simili. Tradizionalmente le pinze avevano manici ricurvi di uguale lunghezza, la curva superiore che approssimava la curva del palmo della mano e la curva inferiore che approssimava la curva delle dita flesse. Quando l'utensile è tenuto in mano, l'asse tra i manici è in linea con l'asse delle ganasce delle pinze. Di conseguenza, nell'operazione, è necessario tenere il polso in estrema deviazione ulnare, cioè piegato verso il mignolo, mentre viene ripetutamente ruotato. In questa posizione l'utilizzo del segmento mano-polso-braccio del corpo è estremamente inefficiente e molto stressante sui tendini e sulle strutture articolari. Se l'azione è ripetitiva, può dar luogo a varie manifestazioni di lesioni da uso eccessivo.
Per contrastare questo problema è apparsa negli ultimi anni una nuova versione di pinza ergonomicamente più idonea. In queste pinze l'asse dei manici è piegato di circa 45° rispetto all'asse delle ganasce. I manici sono ispessiti per consentire una migliore presa con minore pressione localizzata sui tessuti molli. Il manico superiore è proporzionalmente più lungo con una forma che si adatta al palmo e intorno al lato ulnare. L'estremità anteriore dell'impugnatura incorpora un supporto per il pollice. L'impugnatura inferiore è più corta, con un codolo, o sporgenza arrotondata, all'estremità anteriore e una curva conforme alle dita flesse.
Sebbene quanto sopra sia un cambiamento in qualche modo radicale, diversi miglioramenti ergonomicamente validi possono essere apportati con le pinze in modo relativamente semplice. Forse il più importante, dove è richiesta una presa di forza, è nell'ispessimento e nel leggero appiattimento delle impugnature, con un supporto per il pollice all'estremità della testa dell'impugnatura e una leggera svasatura all'altra estremità. Se non parte integrante del design, questa modifica può essere ottenuta racchiudendo l'impugnatura metallica di base con una guaina non conduttiva fissa o staccabile in gomma o un materiale sintetico appropriato, e magari irruvidita bruscamente per migliorare la qualità tattile. La rientranza delle maniglie per le dita è indesiderabile. Per un uso ripetitivo può essere desiderabile incorporare una molla leggera nella maniglia per aprirla dopo la chiusura.
Gli stessi principi si applicano ad altri strumenti a leva incrociata, in particolare per quanto riguarda la modifica dello spessore e l'appiattimento delle impugnature.
Coltelli
Per un coltello per uso generale, cioè uno che non viene utilizzato in una presa a pugnale, è desiderabile includere un angolo di 15° tra il manico e la lama per ridurre la sollecitazione sui tessuti articolari. La dimensione e la forma delle impugnature dovrebbero essere conformi in generale a quelle di altri strumenti, ma per consentire mani di diverse dimensioni è stato suggerito di fornire due misure di manico del coltello, vale a dire una per adattarsi all'utente dal 50° al 95° percentile, e una dal 5° al 50° percentile. Per consentire alla mano di esercitare la forza il più vicino possibile alla lama, la superficie superiore del manico dovrebbe incorporare un poggiapolsi rialzato.
È necessaria una protezione del coltello per evitare che la mano scivoli in avanti sulla lama. La protezione può assumere diverse forme, come un codolo, o sporgenza ricurva, di circa 10-15 mm di lunghezza, sporgente verso il basso dall'impugnatura, o ad angolo retto rispetto all'impugnatura, o una protezione della cauzione comprendente un anello di metallo pesante dalla parte anteriore a posteriore del manico. Il poggiapolsi agisce anche per evitare lo slittamento.
L'impugnatura deve essere conforme alle linee guida ergonomiche generali, con una superficie cedevole resistente al grasso.
Martelli
I requisiti per i martelli sono stati ampiamente considerati sopra, ad eccezione di quello relativo alla piegatura del manico. Come notato sopra, la flessione forzata e ripetitiva del polso può causare danni ai tessuti. Piegando lo strumento invece del polso, questo danno può essere ridotto. Rispetto ai martelli sono state esaminate diverse angolazioni, ma sembrerebbe che piegare la testa verso il basso tra 10° e 20° possa migliorare il comfort, se non addirittura migliorare le prestazioni.
Cacciaviti e strumenti per raschiare
I manici di cacciaviti e altri strumenti tenuti in modo in qualche modo simile, come raschietti, lime, scalpelli manuali e così via, hanno alcuni requisiti speciali. Ciascuno in una volta o nell'altro viene utilizzato con una presa di precisione o una presa di potenza. Ciascuno fa affidamento sulle funzioni delle dita e del palmo della mano per la stabilizzazione e la trasmissione della forza.
I requisiti generali delle maniglie sono già stati considerati. Si è scoperto che la forma effettiva più comune dell'impugnatura di un cacciavite è quella di un cilindro modificato, a forma di cupola all'estremità per ricevere il palmo e leggermente svasato dove incontra l'asta per fornire supporto alle estremità delle dita. In questo modo, la coppia viene applicata in gran parte tramite il palmo, che viene mantenuto in contatto con l'impugnatura tramite la pressione applicata dal braccio e la resistenza di attrito sulla pelle. Le dita, pur trasmettendo una certa forza, occupano più un ruolo stabilizzante, che è meno faticoso in quanto è richiesta meno forza. Così la cupola della testa diventa molto importante nel design della maniglia. Se ci sono spigoli vivi o creste sulla cupola o dove la cupola incontra il manico, allora o la mano diventa callosa e ferita, oppure la trasmissione della forza viene trasferita verso le dita e il pollice meno efficienti e più facilmente affaticabili. L'asta è comunemente cilindrica, ma è stata introdotta un'asta triangolare che fornisce un migliore supporto per le dita, anche se il suo utilizzo può essere più faticoso.
Laddove l'uso di un cacciavite o di un altro dispositivo di fissaggio è così ripetitivo da comportare un rischio di lesioni da uso eccessivo, il driver manuale dovrebbe essere sostituito con un driver motorizzato appeso a un'imbracatura sopraelevata in modo tale da essere facilmente accessibile senza ostacolare il lavoro.
Seghe e utensili elettrici
Le seghe a mano, ad eccezione delle seghe da traforo e dei seghetti leggeri, dove è più appropriata un'impugnatura simile a quella di un cacciavite, hanno comunemente un'impugnatura che assume la forma di un'impugnatura a pistola chiusa attaccata alla lama della sega.
Il manico comprende essenzialmente un anello in cui sono poste le dita. L'anello è effettivamente un rettangolo con estremità curve. Per consentire i guanti dovrebbe avere dimensioni interne da circa 90 a 100 mm nel diametro lungo e da 35 a 40 mm nel corto. L'ansa a contatto con il palmo dovrebbe avere la già menzionata forma cilindrica appiattita, con curve composte per adattarsi ragionevolmente al palmo e alle dita flesse. La larghezza dalla curva esterna alla curva interna dovrebbe essere di circa 35 mm e lo spessore non superiore a 25 mm.
Curiosamente, la funzione di afferrare e impugnare un utensile elettrico è molto simile a quella di impugnare una sega, e di conseguenza è efficace un tipo di impugnatura in qualche modo simile. L'impugnatura a pistola comune negli utensili elettrici è simile a una maniglia di sega aperta con i lati curvi invece di essere appiattiti.
La maggior parte degli utensili elettrici comprende una maniglia, un corpo e una testa. Il posizionamento della maniglia è significativo. Idealmente manico, corpo e testa dovrebbero essere allineati in modo che il manico sia attaccato alla parte posteriore del corpo e la testa sporga dalla parte anteriore. La linea d'azione è la linea dell'indice esteso, in modo che la testa sia eccentrica rispetto all'asse centrale del corpo. Il baricentro dell'attrezzo è però davanti al manico, mentre la coppia è tale da creare un movimento rotatorio del corpo che la mano deve superare. Di conseguenza sarebbe più opportuno posizionare l'impugnatura primaria direttamente sotto il baricentro in modo tale che, se necessario, il corpo sporga dietro l'impugnatura oltre che davanti. In alternativa, in particolare in un trapano pesante, è possibile posizionare un'impugnatura secondaria sotto il trapano in modo tale che il trapano possa essere azionato con entrambe le mani. Gli utensili elettrici sono normalmente azionati da un grilletto incorporato nell'estremità anteriore superiore dell'impugnatura e azionato dal dito indice. Il grilletto dovrebbe essere progettato per essere azionato da entrambe le mani e dovrebbe incorporare un meccanismo di blocco facilmente reimpostabile per mantenere l'alimentazione quando necessario.
La protezione degli occhi e del viso include occhiali di sicurezza, occhiali protettivi, schermi facciali e oggetti simili utilizzati per proteggere da particelle volanti e corpi estranei, sostanze chimiche corrosive, fumi, laser e radiazioni. Spesso, l'intero viso può necessitare di protezione contro le radiazioni o rischi meccanici, termici o chimici. A volte una visiera può essere adeguata anche per proteggere gli occhi, ma spesso è necessaria una protezione oculare specifica, separatamente o come complemento alla protezione del viso.
Un'ampia gamma di occupazioni richiede protezioni per occhi e viso: i pericoli includono particelle volanti, fumi o solidi corrosivi, liquidi o vapori durante operazioni di lucidatura, molatura, taglio, sabbiatura, frantumazione, zincatura o varie; contro luce intensa come nelle operazioni laser; e contro le radiazioni ultraviolette o infrarosse nelle operazioni di saldatura o in forno. Tra i molti tipi di protezione per occhi e viso disponibili, esiste un tipo corretto per ogni pericolo. La protezione dell'intero viso è preferibile per alcuni rischi gravi. Se necessario, vengono utilizzate protezioni facciali e visiere tipo cappuccio o elmetto. Occhiali o maschere possono essere usati per una specifica protezione degli occhi.
I due problemi fondamentali nell'indossare protezioni per occhi e viso sono (1) come fornire una protezione efficace che sia accettabile per essere indossata per lunghe ore di lavoro senza eccessivo disagio e (2) l'impopolarità della protezione per occhi e viso a causa della limitazione della vista. La visione periferica di chi lo indossa è limitata dalle montature laterali; il ponte nasale può disturbare la visione binoculare; e l'appannamento è un problema costante. In particolare nei climi caldi o nei lavori a caldo, le coperture aggiuntive del viso possono diventare intollerabili e possono essere eliminate. Anche le operazioni a breve termine e intermittenti creano problemi poiché i lavoratori possono essere smemorati e poco inclini a utilizzare la protezione. La prima considerazione dovrebbe sempre essere data al miglioramento dell'ambiente di lavoro piuttosto che all'eventuale necessità di protezione personale. Prima o in concomitanza con l'uso di protezioni per occhi e viso, è necessario prestare attenzione alla protezione di macchine e strumenti (comprese le protezioni interbloccate), alla rimozione di fumi e polveri mediante ventilazione di scarico, alla schermatura di fonti di calore o radiazioni e alla schermatura di punti da cui possono essere espulse particelle, come mole abrasive o torni. Quando gli occhi e il viso possono essere protetti mediante l'uso di schermi trasparenti o divisori di dimensioni e qualità adeguate, ad esempio, queste alternative sono da preferire all'uso di una protezione personale per gli occhi.
Esistono sei tipi fondamentali di protezione per occhi e viso:
Figura 1. Tipi comuni di occhiali per la protezione degli occhi con o senza protezione laterale
Figura 2. Esempi di protezioni per gli occhi del tipo a occhiali
Figura 3. Protezioni del tipo a visiera per lavori a caldo
Figura 4. Protezioni per saldatori
Ci sono occhiali che possono essere indossati sopra occhiali correttivi. Spesso è meglio che le lenti temprate di tali occhiali vengano montate sotto la guida di uno specialista oftalmico.
Protezione contro i pericoli specifici
Lesioni traumatiche e chimiche. Scudi facciali o protezioni per gli occhi sono usati contro il volo
particelle, fumi, polvere e rischi chimici. Tipi comuni sono gli occhiali (spesso con schermi laterali), occhiali protettivi, schermi oculari in plastica e schermi facciali. Il tipo di casco viene utilizzato quando si prevedono rischi di lesioni da varie direzioni. Il tipo a cappuccio e il tipo a elmetto da sub sono utilizzati nella sabbiatura e nella granigliatura. Plastiche trasparenti di vario tipo, vetro temprato o uno schermo metallico possono essere utilizzate per la protezione contro alcuni corpi estranei. Per la protezione contro i prodotti chimici vengono utilizzati occhiali oculari con lenti in plastica o vetro o schermi oculari in plastica, nonché schermi tipo elmetto da sub o schermi facciali in plastica.
I materiali comunemente usati includono policarbonati, resine acriliche o plastiche a base di fibre. I policarbonati sono efficaci contro gli urti ma potrebbero non essere adatti contro i corrosivi. I protettori acrilici sono più deboli contro gli impatti ma adatti alla protezione dai rischi chimici. Le materie plastiche a base di fibre hanno il vantaggio di aggiungere un rivestimento antiappannamento. Questo rivestimento antiappannante previene anche gli effetti elettrostatici. Pertanto, tali protezioni in plastica possono essere utilizzate non solo in lavori fisicamente leggeri o manipolazione chimica, ma anche nei moderni lavori in camera bianca.
Radiazione termica. Gli schermi facciali o le protezioni per gli occhi contro le radiazioni infrarosse vengono utilizzati principalmente nelle operazioni in fornace e in altri lavori a caldo che comportano l'esposizione a sorgenti di radiazioni ad alta temperatura. Di solito è necessaria anche una protezione contro scintille o oggetti caldi volanti. Vengono utilizzate principalmente protezioni per il viso del tipo a elmetto e del tipo a visiera. Vengono utilizzati vari materiali, tra cui reti metalliche, lastre di alluminio punzonate o lastre metalliche simili, schermi di plastica alluminata o schermi di plastica con rivestimenti in strato d'oro. Una visiera in rete metallica può ridurre la radiazione termica dal 30 al 50%. Gli schermi in plastica alluminizzata offrono una buona protezione dal calore radiante. Alcuni esempi di schermi facciali contro le radiazioni termiche sono riportati in figura 1.
Saldatura. Gli operatori, i saldatori e i loro aiutanti devono indossare occhiali, caschi o schermi che offrano la massima protezione degli occhi per ogni processo di saldatura e taglio. È necessaria una protezione efficace non solo contro la luce e le radiazioni intense, ma anche contro gli impatti su viso, testa e collo. Le protezioni in plastica rinforzata con fibra di vetro o nylon sono efficaci ma piuttosto costose. Le fibre vulcanizzate sono comunemente usate come materiale di schermatura. Come mostrato in figura 4, per proteggere contemporaneamente gli occhi e il viso vengono utilizzati sia i protettori del tipo elmetto che gli schermi portatili. Di seguito sono descritti i requisiti per le lenti filtranti corrette da utilizzare in varie operazioni di saldatura e taglio.
Ampie bande spettrali. I processi di saldatura e taglio oi forni emettono radiazioni nelle bande dell'ultravioletto, del visibile e dell'infrarosso, tutte in grado di produrre effetti dannosi per gli occhi. È possibile utilizzare protezioni del tipo a occhiali oa maschera simili a quelle mostrate nella figura 1 e nella figura 2, nonché protezioni per saldatori come quelle mostrate nella figura 4. Nelle operazioni di saldatura vengono generalmente utilizzate protezioni di tipo elmetto e protezioni di tipo schermo per le mani, a volte in combinazione con occhiali o occhiali. Si noti che la protezione è necessaria anche per l'assistente del saldatore.
La trasmittanza e le tolleranze nella trasmittanza di varie tonalità di lenti filtranti e piastre filtranti di protezione degli occhi contro la luce ad alta intensità sono riportate nella tabella 1. Le guide per la selezione delle lenti filtranti corrette in termini di scale di protezione sono fornite dalla tabella 2 alla tabella 6) .
Tabella 1. Requisiti di trasmittanza (ISO 4850-1979)
Numero di scala |
Massima trasmittanza nello spettro ultravioletto t (),% |
Trasmittanza luminosa ( ),% |
Trasmittanza media massima nello spettro infrarosso, % |
|||
|
313 nm |
365 nm |
massimo |
ordine |
Vicino a IR da 1,300 a 780 nm, |
Medio. IR da 2,000 a 1,300 nm, |
1.2 1.4 1.7 2.0 2.5 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 |
0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 Valore inferiore o uguale alla trasmittanza consentita per 365 nm |
50 35 22 14 6,4 2,8 0,95 0,30 0,10 0,037 0,013 0,0045 0,0016 0,00060 0,00020 0,000076 0,000027 0,0000094 0,0000034 |
100 74,4 58,1 43,2 29,1 17,8 8,5 3,2 1,2 0,44 0,16 0,061 0,023 0,0085 0,0032 0,0012 0,00044 0,00016 0,000061 |
74,4 58,1 43,2 29,1 17,8 8,5 3,2 1,2 0,44 0,16 0,061 0,023 0,0085 0,0032 0,0012 0,00044 0,00016 0,000061 0,000029 |
37 33 26 21 15 12 6,4 3,2 1,7 0,81 0,43 0,20 0,10 0,050 0,027 0,014 0,007 0,003 0,003 |
37 33 26 13 9,6 8,5 5,4 3,2 1,9 1,2 0,68 0,39 0,25 0,15 0,096 0,060 0,04 0,02 0,02 |
Tratto da ISO 4850:1979 e riprodotto con il permesso dell'Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO). Questi standard possono essere ottenuti da qualsiasi membro ISO o dal Segretariato Centrale ISO, Case postale 56, 1211 Ginevra 20, Svizzera. Il copyright rimane all'ISO.
Tabella 2. Scale di protezione da utilizzare per saldatura a gas e saldobrasatura
Lavoro da eseguire1 |
l = portata di acetilene, in litri all'ora |
|||
£ 70 |
70 litri £ 200 |
200 litri £ 800 |
l > 800 |
|
Saldatura e saldobrasatura |
4 |
5 |
6 |
7 |
Saldatura con emissivo |
4a |
5a |
6a |
7a |
1 A seconda delle condizioni d'uso, può essere utilizzata la scala successiva maggiore o quella inferiore successiva.
Tratto da ISO 4850:1979 e riprodotto con il permesso dell'Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO). Questi standard possono essere ottenuti da qualsiasi membro ISO o dal Segretariato Centrale ISO, Case postale 56, 1211 Ginevra 20, Svizzera. Il copyright rimane all'ISO.
Tabella 3. Scale di protezione da utilizzare per l'ossitaglio
Lavoro da eseguire1 |
Portata di ossigeno, in litri all'ora |
||
da 900 a 2,000 |
da 2,000 a 4,000 |
da 4,000 a 8,000 |
|
Taglio di ossigeno |
5 |
6 |
7 |
1 A seconda delle condizioni d'uso, può essere utilizzata la scala successiva maggiore o quella inferiore successiva.
NOTA: da 900 a 2,000 e da 2,000 a 8,000 litri di ossigeno all'ora, corrispondono abbastanza strettamente all'uso di ugelli di taglio di diametro rispettivamente da 1 a 1.5 e 2 mm.
Tratto da ISO 4850:1979 e riprodotto con il permesso dell'Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO). Questi standard possono essere ottenuti da qualsiasi membro ISO o dal Segretariato Centrale ISO, Case postale 56, 1211 Ginevra 20, Svizzera. Il copyright rimane all'ISO.
Tabella 4. Scale di protezione da utilizzare per il taglio con arco plasma
Lavoro da eseguire1 |
l = Corrente, in ampere |
||
£ 150 |
150 litri £ 250 |
250 litri £ 400 |
|
Taglio termico |
11 |
12 |
13 |
1 A seconda delle condizioni d'uso, può essere utilizzata la scala successiva maggiore o quella inferiore successiva.
Tratto da ISO 4850:1979 e riprodotto con il permesso dell'Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO). Questi standard possono essere ottenuti da qualsiasi membro ISO o dal Segretariato Centrale ISO, Case postale 56, 1211 Ginevra 20, Svizzera. Il copyright rimane all'ISO.
Tabella 5. Scale di protezione da utilizzare per saldatura ad arco elettrico o scriccatura
1 A seconda delle condizioni d'uso, può essere utilizzata la scala successiva maggiore o quella inferiore successiva.
2 L'espressione "metalli pesanti" si applica agli acciai, acciai legati, rame e sue leghe, ecc.
NOTA: Le aree colorate corrispondono agli intervalli in cui le operazioni di saldatura non sono solitamente utilizzate nella pratica corrente della saldatura manuale.
Tratto da ISO 4850:1979 e riprodotto con il permesso dell'Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO). Questi standard possono essere ottenuti da qualsiasi membro ISO o dal Segretariato Centrale ISO, Case postale 56, 1211 Ginevra 20, Svizzera. Il copyright rimane all'ISO.
Tabella 6. Scale di protezione da utilizzare per la saldatura ad arco diretto al plasma
1 A seconda delle condizioni d'uso, può essere utilizzata la scala successiva maggiore o quella inferiore successiva.
Le aree colorate corrispondono agli intervalli in cui le operazioni di saldatura non sono solitamente utilizzate nella pratica corrente della saldatura manuale.
Tratto da ISO 4850:1979 e riprodotto con il permesso dell'Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO). Questi standard possono essere ottenuti da qualsiasi membro ISO o dal Segretariato Centrale ISO, Case postale 56, 1211 Ginevra 20, Svizzera. Il copyright rimane all'ISO.
Un nuovo sviluppo è l'uso di piastre filtranti realizzate con superfici di cristallo saldate che aumentano la loro tonalità protettiva non appena si avvia l'arco di saldatura. Il tempo per questo aumento di tonalità quasi istantaneo può essere anche di soli 0.1 ms. La buona visibilità attraverso le piastre in situazioni di non saldatura può incoraggiarne l'uso.
Raggi laser. Nessun tipo di filtro offre protezione da tutte le lunghezze d'onda del laser. Diversi tipi di laser variano in lunghezza d'onda e ci sono laser che producono raggi di varie lunghezze d'onda o quelli i cui raggi cambiano le loro lunghezze d'onda passando attraverso sistemi ottici. Di conseguenza, le aziende che utilizzano il laser non dovrebbero dipendere esclusivamente dalle protezioni laser per proteggere gli occhi di un dipendente dalle ustioni da laser. Tuttavia, gli operatori laser hanno spesso bisogno di protezione per gli occhi. Sono disponibili sia occhiali che occhiali; hanno forme simili a quelle mostrate in figura 1 e figura 2. Ogni tipo di occhiale ha la massima attenuazione ad una specifica lunghezza d'onda del laser. La protezione diminuisce rapidamente ad altre lunghezze d'onda. È essenziale selezionare l'occhiale corretto appropriato per il tipo di laser, la sua lunghezza d'onda e la sua densità ottica. L'occhiale deve fornire protezione dai riflessi e dalla luce diffusa e sono necessarie le massime precauzioni per prevedere ed evitare l'esposizione dannosa alle radiazioni.
Con l'uso di protezioni per occhi e viso, è necessario prestare la dovuta attenzione a un maggiore comfort ed efficienza. È importante che le protezioni siano montate e regolate da una persona che abbia ricevuto una certa formazione in questo compito. Ogni lavoratore dovrebbe avere l'uso esclusivo del proprio protettore, mentre nelle opere più grandi è possibile provvedere in comune alla pulizia e al disappannamento. Il comfort è particolarmente importante nelle protezioni del casco e del cappuccio in quanto possono diventare quasi intollerabilmente calde durante l'uso. Le linee aeree possono essere montate per evitare questo. Laddove i rischi del processo lavorativo lo consentono, è psicologicamente auspicabile una scelta personale tra diversi tipi di protezione.
Le protezioni devono essere esaminate regolarmente per assicurarsi che siano in buone condizioni. Bisogna fare attenzione che forniscano una protezione adeguata in ogni momento anche con l'uso di dispositivi di visione correttiva.
Karl SE Kroemer
In quanto segue, verranno esaminate tre delle preoccupazioni più importanti del design ergonomico: in primo luogo, quella di controlli, dispositivi per trasferire energia o segnali dall'operatore ad un macchinario; secondo, Indicatori o display, che forniscono informazioni visive all'operatore sullo stato della macchina; e terzo, la combinazione di controlli e display in un pannello o console.
Progettare per l'operatore seduto
Stare seduti è una postura più stabile e meno dispendiosa rispetto allo stare in piedi, ma limita lo spazio di lavoro, in particolare dei piedi, più che stare in piedi. Tuttavia, è molto più facile azionare i comandi a pedale quando si è seduti, rispetto a quando si è in piedi, perché i piedi devono trasferire poco peso corporeo a terra. Inoltre, se la direzione della forza esercitata dal piede è in parte o in gran parte in avanti, la previsione di un sedile con schienale consente l'esercizio di forze piuttosto elevate. (Un tipico esempio di questa disposizione è la posizione dei pedali in un'automobile, che si trovano davanti al guidatore, più o meno al di sotto dell'altezza del sedile.) La Figura 1 mostra schematicamente le posizioni in cui i pedali possono essere posizionati per un operatore seduto. Si noti che le dimensioni specifiche di quello spazio dipendono dall'antropometria degli effettivi operatori.
Figura 1. Spazio di lavoro preferito e regolare per i piedi (in centimetri)
Lo spazio per il posizionamento dei comandi azionati manualmente si trova principalmente davanti al corpo, all'interno di un contorno approssimativamente sferico centrato sul gomito, sulla spalla o da qualche parte tra queste due articolazioni del corpo. La figura 2 mostra schematicamente quello spazio per la collocazione dei comandi. Naturalmente le dimensioni specifiche dipendono dall'antropometria degli operatori.
Figura 2. Area di lavoro preferita e regolare per le mani (in centimetri)
Lo spazio per i display e per i controlli che devono essere guardati è delimitato dalla periferia di una sfera parziale davanti agli occhi e centrata negli occhi. Pertanto, l'altezza di riferimento per tali display e comandi dipende dall'altezza degli occhi dell'operatore seduto e dalle sue posture del tronco e del collo. La posizione preferita per i bersagli visivi più vicini di circa un metro è nettamente al di sotto dell'altezza dell'occhio e dipende dalla vicinanza del bersaglio e dalla postura della testa. Più vicino è il bersaglio, più in basso dovrebbe trovarsi e dovrebbe trovarsi all'interno o vicino al piano mediale (medio-sagittale) dell'operatore.
Conviene descrivere la postura della testa utilizzando la “linea orecchio-occhio” (Kroemer 1994a) che, nella vista laterale, attraversa il foro dell'orecchio destro e la congiunzione delle palpebre dell'occhio destro, mentre la testa non è inclinato su entrambi i lati (le pupille sono allo stesso livello orizzontale nella vista frontale). Di solito si chiama la posizione della testa "eretta" o "eretta" quando l'angolo di beccheggio P (vedi figura 3) tra la linea orecchio-occhio e l'orizzonte è di circa 15°, con gli occhi sopra l'altezza dell'orecchio. La posizione preferita per i bersagli visivi è 25°–65° al di sotto della linea orecchio-occhio (PERDERE in figura 3), con i valori più bassi preferiti dalla maggior parte delle persone per obiettivi vicini che devono essere mantenuti a fuoco. Anche se ci sono grandi variazioni negli angoli preferiti della linea di mira, la maggior parte dei soggetti, in particolare quando invecchiano, preferiscono mettere a fuoco bersagli vicini con grandi PERDERE angoli.
Figura 3. Linea orecchio-occhio
Progettare per l'operatore in piedi
L'azionamento del pedale da parte di un operatore in piedi dovrebbe essere raramente richiesto, perché altrimenti la persona deve trascorrere troppo tempo in piedi su un piede mentre l'altro piede aziona il comando. Ovviamente, l'azionamento simultaneo di due pedali da parte di un operatore in piedi è praticamente impossibile. Mentre l'operatore è fermo, lo spazio per l'ubicazione dei comandi a pedale è limitato a una piccola area sotto il tronco e leggermente davanti ad esso. Camminare fornirebbe più spazio per posizionare i pedali, ma nella maggior parte dei casi è molto poco pratico a causa delle distanze percorse a piedi.
La posizione per i comandi manuali di un operatore in piedi comprende all'incirca la stessa area di un operatore seduto, all'incirca una semisfera davanti al corpo, con il suo centro vicino alle spalle dell'operatore. Per ripetute operazioni di controllo, la parte preferita di quella semisfera sarebbe la sua sezione inferiore. Anche l'area per l'ubicazione dei display è simile a quella adatta ad un operatore seduto, sempre all'incirca una semisfera centrata vicino agli occhi dell'operatore, con le posizioni preferite nella parte inferiore di tale semisfera. Le posizioni esatte per i display, e anche per i controlli che devono essere visti, dipendono dalla postura della testa, come discusso sopra.
L'altezza dei comandi è opportunamente riferita all'altezza del gomito dell'operatore mentre la parte superiore del braccio è appesa alla spalla. L'altezza dei display e dei comandi che devono essere guardati è riferita all'altezza degli occhi dell'operatore. Entrambi dipendono dall'antropometria dell'operatore, che può essere piuttosto diversa per persone basse e alte, per uomini e donne, e per persone di diversa origine etnica.
Comandi a pedale
Occorre distinguere due tipi di controlli: uno è utilizzato per trasferire grandi energie o forze a un macchinario. Esempi di ciò sono i pedali di una bicicletta o il pedale del freno in un veicolo più pesante che non dispone di una funzione di servoassistenza. Un comando a pedale, come un interruttore on-off, in cui un segnale di controllo viene trasmesso al macchinario, richiede solitamente solo una piccola quantità di forza o energia. Sebbene sia opportuno considerare questi due estremi dei pedali, esistono varie forme intermedie ed è compito del progettista determinare quale delle seguenti raccomandazioni di progettazione si applichi meglio tra di esse.
Come accennato in precedenza, l'azionamento ripetuto o continuo del pedale dovrebbe essere richiesto solo da un operatore seduto. Per i comandi destinati a trasmettere grandi energie e forze, si applicano le seguenti regole:
Selezione dei controlli
La selezione tra diversi tipi di controlli deve essere effettuata in base alle seguenti esigenze o condizioni:
L'utilità funzionale dei controlli determina anche le procedure di selezione. I criteri principali sono i seguenti:
Tabella 1. Movimenti di controllo ed effetti attesi
Direzione del movimento di controllo |
||||||||||||
Funzione |
Up |
La giusta |
Avanti |
In senso orario |
Stampa, |
giù |
sinistra |
All'indietro |
Di ritorno |
Controriforma |
Tirare1 |
Spingi2 |
On |
+3 |
+ |
+ |
+ |
- |
+3 |
+ |
|||||
sconto |
+ |
- |
- |
+ |
- |
|||||||
La giusta |
+ |
- |
||||||||||
sinistra |
+ |
- |
||||||||||
Aumentare |
+ |
- |
||||||||||
Abbassare |
- |
+ |
||||||||||
Ritrattare |
- |
+ |
- |
|||||||||
estendere |
+ |
- |
- |
|||||||||
Aumento |
- |
- |
+ |
- |
||||||||
Diminuire |
- |
- |
+ |
- |
||||||||
valore aperto |
- |
+ |
||||||||||
Chiudi Valore |
+ |
- |
Vuoto: non applicabile; + Il più preferito; – meno preferito. 1 Con controllo a grilletto. 2 Con interruttore push-pull. 3 Su negli Stati Uniti, giù in Europa.
Fonte: Modificato da Kroemer 1995.
La tabella 1 e la tabella 2 aiutano nella selezione dei controlli appropriati. Tuttavia, si noti che esistono poche regole "naturali" per la selezione e la progettazione dei controlli. La maggior parte delle attuali raccomandazioni sono puramente empiriche e si applicano ai dispositivi esistenti e agli stereotipi occidentali.
Tabella 2. Relazioni controllo-effetto dei controlli manuali comuni
Entourage |
Chiave- |
Toggle |
Spingere- |
bar |
Rotondo |
rotella |
rotella |
Manovella |
Interruttore |
Leva |
Joystick |
Leggenda |
scivolo1 |
Seleziona ON/OFF |
+ |
+ |
+ |
= |
+ |
+ |
+ |
||||||
Selezionare ACCESO/STANDBY/SPENTO |
- |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|||||||
Selezionare SPENTO/MODO1/MODO2 |
= |
- |
+ |
+ |
+ |
+ |
|||||||
Selezionare una funzione di diverse funzioni correlate |
- |
+ |
- |
= |
|||||||||
Seleziona una delle tre o più alternative discrete |
+ |
+ |
|||||||||||
Selezionare la condizione operativa |
+ |
+ |
- |
+ |
+ |
- |
|||||||
Impegnarsi o disimpegnarsi |
+ |
||||||||||||
Seleziona uno di reciprocamente |
+ |
+ |
|||||||||||
Imposta il valore sulla scala |
+ |
- |
= |
= |
= |
+ |
|||||||
Selezionare il valore in passaggi discreti |
+ |
+ |
+ |
+ |
Vuoto: non applicabile; +: Il più preferito; –: Meno preferito; = Meno preferito. 1 Stimato (nessun esperimento noto).
Fonte: Modificato da Kroemer 1995.
La Figura 4 presenta esempi di controlli "detent", caratterizzati da fermi discreti o arresti in cui il controllo si ferma. Rappresenta inoltre i tipici controlli "continui" in cui l'operazione di controllo può avvenire ovunque all'interno del campo di regolazione, senza la necessità di essere impostata in una determinata posizione.
Figura 4. Alcuni esempi di controlli "detent" e "continui".
Il dimensionamento dei controlli è in gran parte una questione di esperienze passate con vari tipi di controllo, spesso guidati dal desiderio di ridurre al minimo lo spazio necessario in un pannello di controllo, e sia per consentire operazioni simultanee di controlli adiacenti o per evitare l'attivazione simultanea involontaria. Inoltre, la scelta delle caratteristiche di progettazione sarà influenzata da considerazioni quali se i comandi debbano essere collocati all'aperto o in ambienti riparati, in apparecchiature fisse o veicoli in movimento, oppure possano comportare l'uso di mani nude o di guanti e muffole. Per queste condizioni consultare le letture alla fine del capitolo.
Diverse norme operative disciplinano la disposizione e il raggruppamento dei controlli. Questi sono elencati nella tabella 3. Per maggiori dettagli, controllare i riferimenti elencati alla fine di questa sezione e Kroemer, Kroemer e Kroemer-Elbert (1994).
Tabella 3. Regole per la disposizione dei controlli
Individua per il |
I controlli devono essere orientati rispetto all'operatore. Se la |
Controlli primari |
I controlli più importanti avranno i più vantaggiosi |
Relativo al gruppo |
Controlli azionati in sequenza, relativi a a |
Provvedere |
Se il funzionamento dei controlli segue un determinato schema, i controlli devono |
Sii coerente |
La disposizione di controlli funzionalmente identici o simili |
Operatore morto |
Se l'operatore diventa incapace e lascia andare a |
Seleziona i codici |
Esistono numerosi modi per aiutare a identificare i controlli, per indicare |
Fonte: Modificato da Kroemer, Kroemer e Kroemer-Elbert 1994.
Riprodotto con il permesso di Prentice-Hall. Tutti i diritti riservati.
Prevenzione del funzionamento accidentale
Di seguito sono riportati i mezzi più importanti per proteggersi dall'attivazione involontaria dei controlli, alcuni dei quali possono essere combinati:
Si noti che questi progetti di solito rallentano il funzionamento dei controlli, il che può essere dannoso in caso di emergenza.
Dispositivi di inserimento dati
Quasi tutti i controlli possono essere utilizzati per inserire dati su un computer o altro dispositivo di archiviazione dati. Tuttavia, siamo più abituati alla pratica di utilizzare una tastiera con pulsanti. Sulla tastiera originale della macchina da scrivere, che è diventata lo standard anche per le tastiere dei computer, i tasti erano disposti in una sequenza sostanzialmente alfabetica, che è stata modificata per vari motivi, spesso oscuri. In alcuni casi, le lettere che si susseguono frequentemente nel testo comune sono state distanziate in modo che le barre originali a caratteri meccanici non potessero impigliarsi se colpite in rapida sequenza. Le "colonne" di tasti corrono in linee approssimativamente diritte, così come le "righe" di tasti. Tuttavia, le punte delle dita non sono allineate in questo modo e non si muovono in questo modo quando le dita della mano sono flesse o estese o spostate lateralmente.
Negli ultimi cento anni sono stati fatti molti tentativi per migliorare le prestazioni di digitazione modificando il layout della tastiera. Questi includono il trasferimento dei tasti all'interno del layout standard o la modifica del layout della tastiera. La tastiera è stata divisa in sezioni separate e sono stati aggiunti set di tasti (come i tasti numerici). Le disposizioni dei tasti adiacenti possono essere modificate alterando la spaziatura, l'offset l'uno dall'altro o dalle linee di riferimento. La tastiera può essere divisa in sezioni per la mano sinistra e destra e tali sezioni possono essere inclinate lateralmente, inclinate e inclinate.
La dinamica del funzionamento dei tasti a pulsante è importante per l'utente, ma è difficile da misurare durante il funzionamento. Pertanto, le caratteristiche di forza-spostamento dei tasti sono comunemente descritte per i test statici, il che non è indicativo del funzionamento effettivo. Secondo la pratica corrente, i tasti delle tastiere dei computer hanno uno spostamento abbastanza ridotto (circa 2 mm) e mostrano una resistenza di "snap-back", ovvero una diminuzione della forza di azionamento nel punto in cui si ottiene l'azionamento del tasto. Invece di singoli tasti separati, alcune tastiere sono costituite da una membrana con interruttori al di sotto che, se premuti nella posizione corretta, generano l'input desiderato con uno spostamento minimo o nullo. Il principale vantaggio della membrana è che la polvere oi fluidi non possono penetrarvi; tuttavia, a molti utenti non piace.
Ci sono alternative al principio "una chiave-un carattere"; invece, si possono generare input con vari mezzi combinatori. Uno è "chording", nel senso che due o più controlli vengono azionati contemporaneamente per generare un carattere. Ciò pone requisiti sulle capacità di memoria dell'operatore, ma richiede l'uso di pochissime chiavi. Altri sviluppi utilizzano controlli diversi dal pulsante a pressione binaria, sostituendolo con leve, levette o sensori speciali (come un guanto strumentato) che rispondono ai movimenti delle dita della mano.
Per tradizione, la digitazione e l'accesso al computer sono stati effettuati mediante l'interazione meccanica tra le dita dell'operatore e dispositivi come tastiera, mouse, trackball o penna ottica. Eppure ci sono molti altri mezzi per generare input. Il riconoscimento vocale sembra una tecnica promettente, ma possono essere impiegati altri metodi. Potrebbero utilizzare, ad esempio, indicare, gesti, espressioni facciali, movimenti del corpo, guardare (dirigere lo sguardo), movimenti della lingua, respirazione o linguaggio dei segni per trasmettere informazioni e generare input a un computer. Lo sviluppo tecnico in quest'area è molto in evoluzione e, come indicano i numerosi dispositivi di input non tradizionali utilizzati per i giochi per computer, l'accettazione di dispositivi diversi dalla tradizionale tastiera binaria tap-down è del tutto fattibile nel prossimo futuro. Le discussioni sugli attuali dispositivi a tastiera sono state fornite, ad esempio, da Kroemer (1994b) e McIntosh (1994).
Displays
I display forniscono informazioni sullo stato delle apparecchiature. I display possono essere applicati al senso visivo dell'operatore (luci, bilance, contatori, tubi a raggi catodici, elettronica a schermo piatto, ecc.), al senso uditivo (campane, clacson, messaggi vocali registrati, suoni generati elettronicamente, ecc.) o a il senso del tatto (comandi sagomati, Braille, ecc.). Etichette, istruzioni scritte, avvertenze o simboli ("icone") possono essere considerati tipi speciali di display.
Le quattro “regole cardinali” per i display sono:
La selezione di un display uditivo o visivo dipende dalle condizioni e dagli scopi prevalenti. L'obiettivo del display può essere quello di fornire:
Un display visivo è più appropriato se l'ambiente è rumoroso, l'operatore rimane sul posto, il messaggio è lungo e complesso, e soprattutto se si tratta della posizione spaziale di un oggetto. Un display uditivo è appropriato se il posto di lavoro deve essere tenuto al buio, l'operatore si sposta e il messaggio è breve e semplice, richiede un'attenzione immediata e si occupa di eventi e tempo.
Display visivi
Esistono tre tipi fondamentali di display visivi: (1) Il dai un'occhiata il display indica se esiste o meno una determinata condizione (ad esempio una luce verde indica il normale funzionamento). (2) Il qualitativo Il display indica lo stato di una variabile che cambia o il suo valore approssimativo o la sua tendenza di cambiamento (ad esempio, un puntatore si sposta all'interno di un intervallo “normale”). (3) Il quantitativo display mostra informazioni esatte che devono essere accertate (ad esempio, per trovare una posizione su una mappa, per leggere un testo o per disegnare sul monitor di un computer), oppure può indicare un valore numerico esatto che deve essere letto dall'operatore (ad esempio , un tempo o una temperatura).
Le linee guida di progettazione per i display visivi sono:
Figura 5. Codice colore delle spie luminose
Per informazioni più complesse e dettagliate, in particolare informazioni quantitative, viene tradizionalmente utilizzato uno dei quattro diversi tipi di display: (1) un puntatore mobile (con scala fissa), (2) una scala mobile (con puntatore fisso), (3) contatori o (4) visualizzazioni "pittoriche", in particolare generate al computer su un monitor. La Figura 6 elenca le principali caratteristiche di questi tipi di display.
Figura 6. Caratteristiche dei display
Di solito è preferibile utilizzare un puntatore mobile piuttosto che una scala mobile, con la scala diritta (disposta orizzontalmente o verticalmente), curva o circolare. Le bilance dovrebbero essere semplici e ordinate, con graduazione e numerazione progettate in modo tale da poter ottenere rapidamente letture corrette. I numeri dovrebbero trovarsi al di fuori dei contrassegni della scala in modo che non siano oscurati dal puntatore. Il puntatore dovrebbe terminare con la punta direttamente sul segno. La scala dovrebbe segnare le divisioni solo così finemente come l'operatore deve leggere. Tutti i marchi principali devono essere numerati. Le progressioni sono contrassegnate al meglio con intervalli di una, cinque o dieci unità tra i segni maggiori. I numeri dovrebbero aumentare da sinistra a destra, dal basso verso l'alto o in senso orario. Per dettagli sulle dimensioni delle scale fare riferimento a standard come quelli elencati da Cushman e Rosenberg 1991 o Kroemer 1994a.
A partire dagli anni '1980, i display meccanici con puntatori e scale stampate sono stati sempre più sostituiti da display "elettronici" con immagini generate al computer o dispositivi a stato solido che utilizzano diodi emettitori di luce (vedi Snyder 1985a). Le informazioni visualizzate possono essere codificate con i seguenti mezzi:
Sfortunatamente, molti display generati elettronicamente sono sfocati, spesso eccessivamente complessi e colorati, difficili da leggere e richiedono un'esatta messa a fuoco e molta attenzione, che possono distrarre dall'attività principale, ad esempio guidare un'auto. In questi casi sono state spesso violate le prime tre delle quattro “regole cardinali” sopra elencate. Inoltre, molti puntatori, contrassegni e caratteri alfanumerici generati elettronicamente non erano conformi alle linee guida stabilite per la progettazione ergonomica, soprattutto se generati da segmenti di linea, linee di scansione o matrici di punti. Sebbene alcuni di questi progetti difettosi fossero tollerati dagli utenti, la rapida innovazione e il miglioramento delle tecniche di visualizzazione consentono molte soluzioni migliori. Tuttavia, lo stesso rapido sviluppo porta al fatto che le dichiarazioni stampate (anche se attuali e complete quando appaiono) stanno diventando rapidamente obsolete. Pertanto, nessuno è dato in questo testo. Le compilation sono state pubblicate da Cushman e Rosenberg (1991), Kinney e Huey (1990) e Woodson, Tillman e Tillman (1991).
La qualità complessiva dei display elettronici è spesso carente. Una misura utilizzata per valutare la qualità dell'immagine è la funzione di trasferimento della modulazione (MTF) (Snyder 1985b). Descrive la risoluzione del display utilizzando uno speciale segnale di test sinusoidale; tuttavia, i lettori hanno molti criteri riguardo alla preferenza dei display (Dillon 1992).
I display monocromatici hanno un solo colore, solitamente verde, giallo, ambra, arancione o bianco (acromatico). Se più colori appaiono sullo stesso display cromatico, dovrebbero essere facilmente discriminati. È meglio visualizzare non più di tre o quattro colori contemporaneamente (preferibilmente rosso, verde, giallo o arancione e ciano o viola). Tutto dovrebbe fortemente contrastare con lo sfondo. Una regola adatta, infatti, è disegnare prima per contrasto, cioè in termini di bianco e nero, e poi aggiungere i colori con parsimonia.
Nonostante le numerose variabili che, singolarmente e interagendo tra loro, influenzano l'uso di display a colori complessi, Cushman e Rosenberg (1991) hanno compilato linee guida per l'uso del colore nei display; questi sono elencati nella figura 7.
Figura 7. Linee guida per l'uso dei colori nei display
Altri suggerimenti sono i seguenti:
Pannelli di controllo e display
I display così come i controlli dovrebbero essere disposti in pannelli in modo che siano di fronte all'operatore, cioè vicino al piano mediale della persona. Come discusso in precedenza, i controlli dovrebbero trovarsi vicino all'altezza del gomito e visualizzare sotto o all'altezza degli occhi, indipendentemente dal fatto che l'operatore sia seduto o in piedi. I comandi utilizzati di rado o i display meno importanti possono essere posizionati più ai lati o più in alto.
Spesso, le informazioni sul risultato dell'operazione di controllo vengono visualizzate su uno strumento. In questo caso, il display dovrebbe essere posizionato vicino al controllo in modo che l'impostazione del controllo possa essere eseguita senza errori, in modo rapido e conveniente. L'assegnazione è solitamente più chiara quando il controllo è direttamente sotto oa destra del display. Bisogna fare attenzione che la mano non copra il display quando si aziona il comando.
Esistono aspettative popolari di relazioni controllo-visualizzazione, ma spesso vengono apprese, possono dipendere dal background culturale e dall'esperienza dell'utente e queste relazioni spesso non sono forti. Le relazioni di movimento previste sono influenzate dal tipo di controllo e visualizzazione. Quando entrambi sono lineari o rotanti, l'aspettativa stereotipata è che si muovano in direzioni corrispondenti, ad esempio entrambi verso l'alto o entrambi in senso orario. Quando i movimenti sono incongruenti, in generale valgono le seguenti regole:
Il rapporto di spostamento del controllo e del display (rapporto C/D o guadagno D/C) descrive quanto deve essere spostato un controllo per regolare un display. Se molto movimento del controllo produce solo un piccolo movimento del display, una volta si parla di un elevato rapporto C/D e del controllo che ha una bassa sensibilità. Spesso, due movimenti distinti sono coinvolti nella realizzazione di un'impostazione: prima un rapido movimento primario ("rotazione") verso una posizione approssimativa, quindi una regolazione fine dell'impostazione esatta. In alcuni casi, si assume come rapporto C/D ottimale quello che minimizza la somma di questi due movimenti. Tuttavia, il rapporto più adatto dipende dalle circostanze date; deve essere determinato per ogni applicazione.
Etichette e avvertenze
per il tuo brand
Idealmente, non dovrebbe essere richiesta alcuna etichetta sull'apparecchiatura o su un controllo per spiegarne l'uso. Spesso, tuttavia, è necessario utilizzare etichette in modo da poter localizzare, identificare, leggere o manipolare comandi, display o altri elementi dell'apparecchiatura. L'etichettatura deve essere effettuata in modo che le informazioni siano fornite in modo accurato e rapido. Per questo, si applicano le linee guida nella tabella 4.
Tabella 4. Linee guida per le etichette
Orientamento |
Un'etichetta e le informazioni stampate su di essa devono essere orientate |
Dove |
Un'etichetta deve essere apposta sopra o molto vicino all'articolo che lo contiene |
Standardizzazione |
Il posizionamento di tutte le etichette deve essere coerente in tutto il |
Materiale |
Un'etichetta deve descrivere principalmente la funzione ("cosa fa |
Abbreviazioni |
Possono essere utilizzate abbreviazioni comuni. Se una nuova abbreviazione è |
concisione |
L'iscrizione sull'etichetta deve essere il più concisa possibile senza |
Familiarità |
Devono essere scelte, se possibile, parole che siano familiari al |
Visibilità e |
L'operatore deve essere in grado di leggere facilmente e con precisione a |
Carattere e dimensione |
La tipografia determina la leggibilità delle informazioni scritte; |
Fonte: Modificato da Kroemer, Kroemer e Kroemer-Elbert 1994
(riprodotto con il permesso di Prentice-Hall; tutti i diritti riservati).
Il carattere (tipo di carattere) dovrebbe essere semplice, in grassetto e verticale, come Futura, Helvetica, Namel, Tempo e Vega. Si noti che la maggior parte dei caratteri generati elettronicamente (formati da LED, LCD o matrice di punti) sono generalmente inferiori ai caratteri stampati; pertanto, è necessario prestare particolare attenzione a renderli il più leggibili possibile.
distanza di visione 35 cm, altezza consigliata 22 mm
distanza di visione 70 cm, altezza consigliata 50 mm
distanza di visione 1 m, altezza consigliata 70 mm
distanza di visione 1.5 m, altezza consigliata almeno 1 cm.
Avvertenze
Idealmente, tutti i dispositivi dovrebbero essere sicuri da usare. In realtà, spesso questo non può essere ottenuto attraverso il design. In questo caso, è necessario avvertire gli utenti dei pericoli associati all'uso del prodotto e fornire istruzioni per un uso sicuro per evitare lesioni o danni.
È preferibile avere un avviso "attivo", solitamente costituito da un sensore che rileva l'uso inappropriato, combinato con un dispositivo di avviso che avverte l'uomo di un pericolo imminente. Tuttavia, nella maggior parte dei casi, vengono utilizzate avvertenze "passive", solitamente costituite da un'etichetta attaccata al prodotto e da istruzioni per un uso sicuro nel manuale dell'utente. Tali avvisi passivi si affidano completamente all'utente umano per riconoscere una situazione pericolosa esistente o potenziale, per ricordare l'avviso e comportarsi con prudenza.
Le etichette e i segnali di avvertenza passiva devono essere attentamente progettati seguendo le più recenti leggi e normative governative, gli standard nazionali e internazionali e le migliori informazioni di ingegneria umana applicabili. Le etichette e i cartelli di avvertenza possono contenere testo, grafica e immagini, spesso grafica con testo ridondante. La grafica, in particolare immagini e pittogrammi, può essere utilizzata da persone con background culturali e linguistici diversi, se queste rappresentazioni sono selezionate con cura. Tuttavia, utenti con età, esperienze e background etnici ed educativi diversi possono avere percezioni piuttosto diverse dei pericoli e degli avvertimenti. Pertanto, la progettazione di a sicura prodotto è di gran lunga preferibile all'applicazione di avvertenze a un prodotto inferiore.
Le lesioni al piede e alla gamba sono comuni a molti settori. La caduta di un oggetto pesante può ferire il piede, in particolare le dita dei piedi, in qualsiasi luogo di lavoro, in particolare tra i lavoratori delle industrie più pesanti come l'estrazione mineraria, la produzione di metalli, l'ingegneria e i lavori di costruzione e costruzione. Ustioni agli arti inferiori da metalli fusi, scintille o prodotti chimici corrosivi si verificano frequentemente in fonderie, acciaierie, impianti chimici e così via. La dermatite o l'eczema possono essere causati da una varietà di agenti acidi, alcalini e molti altri. Il piede può anche subire lesioni fisiche causate dall'urto contro un oggetto o dal calpestare sporgenze taglienti come può verificarsi nel settore edile.
I miglioramenti nell'ambiente di lavoro hanno reso meno comuni le semplici forature e lacerazioni del piede del lavoratore dovute a chiodi sporgenti sul pavimento e altri pericoli taglienti, ma si verificano ancora incidenti dovuti al lavoro su pavimenti umidi o bagnati, in particolare quando si indossano calzature inadatte.
Tipi di protezione.
Il tipo di protezione del piede e della gamba dovrebbe essere correlato al rischio. In alcune industrie leggere, potrebbe essere sufficiente che i cappellieri indossino scarpe ordinarie ben fatte. Molte donne, ad esempio, indosseranno calzature comode per loro, come sandali o vecchie pantofole, o calzature con tacchi molto alti o consumati. Questa pratica dovrebbe essere scoraggiata perché tali calzature possono causare un incidente.
A volte una scarpa protettiva o uno zoccolo sono adeguati, a volte sono necessari uno stivale o dei gambali (vedi figura 1, figura 2 e figura 3). L'altezza alla quale le calzature coprono la caviglia, il ginocchio o la coscia dipende dal rischio, anche se dovranno essere considerati anche il comfort e la mobilità. Pertanto, in alcune circostanze, scarpe e ghette possono essere preferibili agli stivali alti.
Figura 1. Scarpe antinfortunistiche
Figura 2. Stivali protettivi contro il calore
Figura 3. Scarpe da ginnastica di sicurezza
Le scarpe e gli stivali protettivi possono essere realizzati in pelle, gomma, gomma sintetica o plastica e possono essere fabbricati mediante cucitura, vulcanizzazione o stampaggio. Poiché le dita dei piedi sono più vulnerabili alle lesioni da impatto, un puntale in acciaio è la caratteristica essenziale delle calzature protettive ovunque esistano tali pericoli. Per comodità, il puntale deve essere ragionevolmente sottile e leggero, e per questo scopo viene quindi utilizzato acciaio per utensili al carbonio. Questi puntali di sicurezza possono essere incorporati in molti tipi di stivali e scarpe. In alcuni settori in cui la caduta di oggetti presenta un rischio particolare, le protezioni metalliche del collo del piede possono essere montate sopra le scarpe protettive.
Vengono utilizzate suole esterne in gomma o materiale sintetico con vari disegni del battistrada per ridurre al minimo o prevenire il rischio di scivolamento: questo è particolarmente importante dove i pavimenti possono essere bagnati o scivolosi. Il materiale della suola sembra essere più importante del disegno del battistrada e dovrebbe avere un alto coefficiente di attrito. In luoghi come i cantieri sono necessarie suole rinforzate e antiforatura; solette metalliche possono essere inserite anche in vari tipi di calzature prive di tale protezione.
Laddove esista un rischio elettrico, le scarpe devono essere interamente cucite o cementate o vulcanizzate direttamente per evitare la necessità di chiodi o altri elementi di fissaggio elettricamente conduttivi. Dove può essere presente elettricità statica, le scarpe protettive dovrebbero avere suole esterne in gomma elettricamente conduttiva per consentire all'elettricità statica di fuoriuscire dal fondo delle scarpe.
Sono ormai diventate di uso comune le calzature con un duplice scopo: si tratta di scarpe o stivali che hanno sia le proprietà antielettrostatiche sopra citate che la capacità di proteggere chi le indossa dal ricevere una scossa elettrica quando viene a contatto con una fonte elettrica a bassa tensione. In quest'ultimo caso, la resistenza elettrica tra il sottopiede e la suola esterna deve essere controllata per fornire questa protezione entro un determinato intervallo di tensione.
In passato, "sicurezza e durata" erano le uniche considerazioni. Ora si è tenuto conto anche del comfort del lavoratore, per cui la leggerezza, il comfort e persino l'attrattiva nelle scarpe protettive sono qualità ricercate. La “sneaker di sicurezza” è un esempio di questo tipo di calzatura. Il design e il colore possono entrare in gioco nell'uso delle calzature come emblema dell'identità aziendale, una questione che riceve un'attenzione particolare in paesi come il Giappone, per citarne solo uno.
Gli stivali in gomma sintetica offrono un'utile protezione dalle lesioni chimiche: il materiale non dovrebbe mostrare una riduzione della resistenza alla trazione o dell'allungamento non superiore al 10% dopo l'immersione in una soluzione al 20% di acido cloridrico per 48 ore a temperatura ambiente.
Soprattutto negli ambienti in cui i metalli fusi o le ustioni chimiche rappresentano un grave pericolo, è importante che le scarpe o gli stivali siano privi di linguette e che le chiusure siano tirate sopra la parte superiore dello stivale e non infilate all'interno.
Ghette, ghette o gambali in gomma o metallo possono essere utilizzati per proteggere la gamba sopra la linea della scarpa, soprattutto dai rischi di scottature. Potrebbero essere necessarie ginocchiere protettive, specialmente dove il lavoro comporta l'inginocchiarsi, ad esempio in alcuni stampaggi di fonderia. Saranno necessarie scarpe, stivali o gambali protettivi al calore in prossimità di fonti di calore intenso.
Uso e manutenzione
Tutte le calzature protettive devono essere mantenute pulite e asciutte quando non vengono utilizzate e devono essere sostituite non appena necessario. Nei luoghi in cui gli stessi stivali di gomma vengono utilizzati da più persone, dovrebbero essere presi accordi regolari per la disinfezione tra ogni utilizzo per prevenire la diffusione di infezioni del piede. Esiste un pericolo di micosi del piede che deriva dall'uso di tipi di stivali o scarpe troppo stretti e troppo pesanti.
Il successo di qualsiasi calzatura protettiva dipende dalla sua accettabilità, una realtà che è ormai ampiamente riconosciuta nella ben maggiore attenzione che viene ora prestata allo styling. Il comfort è un prerequisito e le scarpe dovrebbero essere leggere quanto è coerente con il loro scopo: le scarpe che pesano più di due chilogrammi al paio dovrebbero essere evitate.
A volte la protezione di sicurezza del piede e della gamba è richiesta dalla legge per essere fornita dai datori di lavoro. Laddove i datori di lavoro sono interessati a programmi progressivi e non solo al rispetto degli obblighi di legge, le aziende interessate spesso trovano molto efficace fornire un accordo per un facile acquisto sul posto di lavoro. E se l'abbigliamento protettivo può essere offerto a prezzo all'ingrosso, o sono disponibili disposizioni per convenienti termini di pagamento dilazionati, i lavoratori potrebbero essere più disposti e in grado di acquistare e utilizzare attrezzature migliori. In questo modo si controlla meglio il tipo di protezione ottenuta e indossata. Molte convenzioni e regolamenti, tuttavia, considerano la fornitura ai lavoratori di indumenti da lavoro e dispositivi di protezione come un obbligo del datore di lavoro.
Nella progettazione delle apparecchiature è della massima importanza tenere pienamente conto del fatto che un operatore umano ha sia capacità che limiti nell'elaborazione delle informazioni, che sono di natura variabile e che si trovano a vari livelli. Le prestazioni in condizioni di lavoro effettive dipendono fortemente dalla misura in cui un progetto ha tenuto conto o ignorato queste potenzialità e i loro limiti. Di seguito verrà offerto un breve abbozzo di alcuni dei temi principali. Si farà riferimento ad altri contributi di questo volume, dove si approfondirà un tema.
È comune distinguere tre livelli principali nell'analisi dell'elaborazione delle informazioni umane, vale a dire il livello percettivo, le livello decisionale e la livello motorio. Il livello percettivo è suddiviso in tre ulteriori livelli, relativi all'elaborazione sensoriale, all'estrazione delle caratteristiche e all'identificazione del percetto. A livello decisionale, l'operatore riceve informazioni percettive e sceglie una reazione ad esse che viene infine programmata e attualizzata a livello motorio. Questo descrive solo il flusso di informazioni nel caso più semplice di una reazione di scelta. È evidente, tuttavia, che le informazioni percettive possono accumularsi ed essere combinate e diagnosticate prima di suscitare un'azione. Ancora una volta, potrebbe sorgere la necessità di selezionare le informazioni in vista del sovraccarico percettivo. Infine, la scelta di un'azione appropriata diventa più un problema quando ci sono diverse opzioni, alcune delle quali possono essere più appropriate di altre. Nella presente discussione, l'accento sarà posto sui fattori percettivi e decisionali dell'elaborazione delle informazioni.
Capacità e limiti percettivi
Limiti sensoriali
La prima categoria di limiti di elaborazione è sensoriale. La loro rilevanza per l'elaborazione delle informazioni è ovvia poiché l'elaborazione diventa meno affidabile man mano che le informazioni si avvicinano ai limiti di soglia. Questa può sembrare un'affermazione abbastanza banale, tuttavia, i problemi sensoriali non sono sempre chiaramente riconosciuti nei progetti. Ad esempio, i caratteri alfanumerici nei sistemi di segnaletica dovrebbero essere sufficientemente grandi da essere leggibili a una distanza compatibile con la necessità di un'azione appropriata. La leggibilità, a sua volta, dipende non solo dalla dimensione assoluta dei caratteri alfanumerici ma anche dal contrasto e - vista l'inibizione laterale - anche dalla quantità totale di informazioni sul segno. In particolare, in condizioni di scarsa visibilità (es. pioggia o nebbia durante la guida o il volo) la leggibilità è un problema considerevole che richiede misure aggiuntive. I segnali stradali e gli indicatori stradali sviluppati più di recente sono generalmente ben progettati, ma i segnali vicino e all'interno degli edifici sono spesso illeggibili. Le unità di visualizzazione sono un altro esempio in cui i limiti sensoriali di dimensioni, contrasto e quantità di informazioni giocano un ruolo importante. Nel dominio uditivo alcuni dei principali problemi sensoriali sono legati alla comprensione del parlato in ambienti rumorosi o in sistemi di trasmissione audio di scarsa qualità.
Estrazione delle caratteristiche
Fornite informazioni sensoriali sufficienti, la prossima serie di problemi di elaborazione delle informazioni si riferisce all'estrazione di caratteristiche dalle informazioni presentate. La ricerca più recente ha dimostrato ampiamente che un'analisi delle caratteristiche precede la percezione di interi significativi. L'analisi delle caratteristiche è particolarmente utile per individuare uno speciale oggetto deviante tra molti altri. Ad esempio, un valore essenziale su un display contenente molti valori può essere rappresentato da un singolo colore o dimensione deviante, caratteristica che quindi attira l'attenzione immediata o "salta fuori". Teoricamente, esiste l'assunzione comune di "mappe delle caratteristiche" per diversi colori, dimensioni, forme e altre caratteristiche fisiche. Il valore di attenzione di una caratteristica dipende dalla differenza di attivazione delle mappe delle caratteristiche che appartengono alla stessa classe, ad esempio il colore. Pertanto, l'attivazione di una mappa delle caratteristiche dipende dalla discriminabilità delle caratteristiche devianti. Ciò significa che quando ci sono poche istanze di molti colori su uno schermo, la maggior parte delle mappe delle caratteristiche dei colori sono quasi ugualmente attivate, il che ha l'effetto che nessuno dei colori viene visualizzato.
Allo stesso modo viene fuori un singolo annuncio pubblicitario in movimento, ma questo effetto scompare del tutto quando ci sono diversi stimoli in movimento nel campo visivo. Il principio della diversa attivazione delle mappe delle caratteristiche viene applicato anche quando si allineano i puntatori che indicano i valori ideali dei parametri. Una deviazione di un puntatore è indicata da una pendenza deviante che viene rilevata rapidamente. Se ciò non è realizzabile, una deviazione pericolosa potrebbe essere indicata da un cambiamento di colore. Pertanto, la regola generale per il design è utilizzare solo pochissime caratteristiche devianti su uno schermo e riservarle solo per le informazioni più essenziali. La ricerca di informazioni rilevanti diventa ingombrante nel caso di congiunzioni di funzioni. Ad esempio, è difficile individuare un grande oggetto rosso tra piccoli oggetti rossi e grandi e piccoli oggetti verdi. Se possibile, le congiunzioni dovrebbero essere evitate quando si cerca di progettare per una ricerca efficiente.
Dimensioni separabili e integrali
Le caratteristiche sono separabili quando possono essere modificate senza influenzare la percezione di altre caratteristiche di un oggetto. Le lunghezze delle linee degli istogrammi sono un esempio calzante. D'altra parte, le caratteristiche integrali si riferiscono a caratteristiche che, se modificate, modificano l'aspetto totale dell'oggetto. Ad esempio, non si possono cambiare i lineamenti della bocca in un disegno schematico di un volto senza alterare l'aspetto complessivo dell'immagine. Di nuovo, colore e luminosità sono integrali nel senso che non si può cambiare un colore senza alterare contemporaneamente l'impressione di luminosità. I principi delle caratteristiche separabili e integrali, e delle proprietà emergenti che evolvono dai cambiamenti delle singole caratteristiche di un oggetto, sono applicati nelle cosiddette integrato or diagnostica visualizza. La logica di questi display è che, invece di visualizzare i singoli parametri, diversi parametri sono integrati in un unico display, la cui composizione totale indica cosa potrebbe effettivamente non funzionare in un sistema.
La presentazione dei dati nelle sale di controllo è ancora spesso dominata dalla filosofia secondo cui ogni singola misura dovrebbe avere il proprio indicatore. La presentazione frammentaria delle misure comporta che l'operatore abbia il compito di integrare le evidenze provenienti dalle varie singole visualizzazioni in modo da diagnosticare un potenziale problema. Al momento dei problemi nella centrale nucleare di Three Mile Island negli Stati Uniti, una quarantina o una cinquantina di display registravano una qualche forma di disordine. L'operatore aveva quindi il compito di diagnosticare cosa effettivamente non andava integrando le informazioni provenienti da quella miriade di display. I display integrali possono essere utili per diagnosticare il tipo di errore, poiché combinano varie misure in un unico schema. Differenti pattern del display integrato, poi, possono essere diagnostici rispetto a specifici errori.
Un classico esempio di display diagnostico, che è stato proposto per le sale di controllo nucleari, è mostrato in figura 1. Visualizza un numero di misure come raggi di uguale lunghezza in modo che un poligono regolare rappresenti sempre condizioni normali, mentre diverse distorsioni possono essere collegate con diversi tipi di problemi nel processo.
Figura 1. Nella situazione normale tutti i valori dei parametri sono uguali, creando un esagono. Nella deviazione, alcuni dei valori sono cambiati creando una specifica distorsione.
Non tutti i display integrali sono ugualmente discriminabili. Per illustrare il problema, una correlazione positiva tra le due dimensioni di un rettangolo crea differenze di superficie, pur mantenendo una forma uguale. In alternativa, una correlazione negativa crea differenze di forma pur mantenendo una superficie uguale. Il caso in cui la variazione delle dimensioni integrali crea una nuova forma è stato indicato come rivelatore di una proprietà emergente del patterning, che si aggiunge alla capacità dell'operatore di discriminare i pattern. Le proprietà emergenti dipendono dall'identità e dalla disposizione delle parti ma non sono identificabili con nessuna singola parte.
Le visualizzazioni di oggetti e configurazioni non sono sempre vantaggiose. Il fatto stesso che siano integrali significa che le caratteristiche delle singole variabili sono più difficili da percepire. Il punto è che, per definizione, le dimensioni integrali sono mutuamente dipendenti, offuscando così i loro singoli costituenti. Ci possono essere circostanze in cui ciò è inaccettabile, mentre si può ancora desiderare di trarre profitto dalle proprietà diagnostiche simili a modelli, che sono tipiche della visualizzazione dell'oggetto. Un compromesso potrebbe essere un tradizionale display grafico a barre. Da un lato, i grafici a barre sono abbastanza separabili. Tuttavia, quando posizionate in prossimità sufficientemente ravvicinata, le lunghezze differenziali delle barre possono insieme costituire un modello simile a un oggetto che può benissimo servire a uno scopo diagnostico.
Alcuni display diagnostici sono migliori di altri. La loro qualità dipende dalla misura in cui il display corrisponde al modello mentale del compito. Ad esempio, la diagnosi dei guasti sulla base delle distorsioni di un poligono regolare, come in figura 1, può avere ancora poca relazione con la semantica del dominio o con il concetto di operatore dei processi in una centrale elettrica. Pertanto, vari tipi di deviazioni del poligono non si riferiscono ovviamente a un problema specifico nell'impianto. Pertanto, il design del display configurativo più adatto è quello che corrisponde allo specifico modello mentale del compito. Va quindi sottolineato che la superficie di un rettangolo è solo un utile oggetto di visualizzazione quando il prodotto di lunghezza e larghezza è la variabile di interesse!
Interessanti esposizioni di oggetti derivano da rappresentazioni tridimensionali. Ad esempio, una rappresentazione tridimensionale del traffico aereo, piuttosto che la tradizionale rappresentazione radar bidimensionale, può fornire al pilota una maggiore "consapevolezza situazionale" di altro traffico. La visualizzazione tridimensionale ha dimostrato di essere molto superiore a quella bidimensionale poiché i suoi simboli indicano se un altro aereo è sopra o sotto il proprio.
Condizioni degradate
La visione degradata si verifica in una varietà di condizioni. Per alcuni scopi, come per il camuffamento, gli oggetti sono intenzionalmente degradati in modo da impedirne l'identificazione. In altre occasioni, ad esempio nell'amplificazione della luminosità, le caratteristiche possono diventare troppo sfocate per consentire di identificare l'oggetto. Un problema di ricerca ha riguardato il numero minimo di "linee" richieste su uno schermo o "la quantità di dettagli" necessari per evitare il degrado. Sfortunatamente, questo approccio alla qualità dell'immagine non ha portato a risultati inequivocabili. Il problema è che l'identificazione di stimoli degradati (ad esempio, un veicolo corazzato camuffato) dipende troppo dalla presenza o dall'assenza di dettagli minori specifici dell'oggetto. La conseguenza è che non è possibile formulare alcuna prescrizione generale sulla densità delle linee, ad eccezione della banale affermazione che il degrado diminuisce all'aumentare della densità.
Caratteristiche dei simboli alfanumerici
Un problema importante nel processo di estrazione delle caratteristiche riguarda il numero effettivo di caratteristiche che insieme definiscono uno stimolo. Pertanto, la leggibilità di caratteri decorati come le lettere gotiche è scarsa a causa delle molte curve ridondanti. Per evitare confusione, la differenza tra lettere con caratteristiche molto simili, come il i e la l, e il c e la e- dovrebbe essere accentuato. Per lo stesso motivo, si consiglia di rendere la lunghezza del tratto e della coda dei tratti ascendenti e discendenti almeno il 40% dell'altezza totale delle lettere.
È evidente che la discriminazione tra le lettere è principalmente determinata dal numero di caratteristiche che non condividono. Questi sono costituiti principalmente da linee rette e segmenti circolari che possono avere orientamento orizzontale, verticale e obliquo e che possono differire nelle dimensioni, come nelle lettere minuscole e maiuscole.
È ovvio che, anche quando gli alfanumerici sono ben discriminabili, possono facilmente perdere tale proprietà in combinazione con altri elementi. Così, le cifre 4 ed 7 condividono solo alcune caratteristiche ma non funzionano bene nel contesto di gruppi più grandi altrimenti identici (ad es. 384 387) Vi è unanime evidenza che la lettura del testo in minuscolo è più veloce che in maiuscolo. Questo di solito è attribuito al fatto che le lettere minuscole hanno caratteristiche più distinte (ad esempio, cane, gatto DOG, CAT). La superiorità delle lettere minuscole è stata stabilita non solo per la lettura del testo ma anche per la segnaletica stradale come quella utilizzata per indicare i centri abitati all'uscita delle autostrade.
Identificazione
Il processo percettivo finale riguarda l'identificazione e l'interpretazione dei percetti. I limiti umani che sorgono a questo livello sono solitamente legati alla discriminazione e alla ricerca dell'interpretazione appropriata del percetto. Le applicazioni della ricerca sulla discriminazione visiva sono molteplici, relative a pattern alfanumerici così come all'identificazione di stimoli più generali. Il design delle luci dei freni nelle auto servirà da esempio dell'ultima categoria. I tamponamenti rappresentano una quota considerevole degli incidenti stradali, e sono dovuti in parte al fatto che la tradizionale collocazione della luce di stop accanto alle luci posteriori la rende poco discriminabile e quindi allunga i tempi di reazione del guidatore. In alternativa, è stata sviluppata un'unica luce che sembra ridurre il tasso di incidenti. È montato al centro del lunotto all'incirca all'altezza degli occhi. Negli studi sperimentali su strada, l'effetto della luce di frenata centrale sembra essere minore quando i soggetti sono consapevoli dello scopo dello studio, suggerendo che l'identificazione dello stimolo nella configurazione tradizionale migliora quando i soggetti si concentrano sul compito. Nonostante l'effetto positivo della luce del freno isolata, la sua identificazione potrebbe essere ulteriormente migliorata rendendo la luce del freno più significativa, dandogli la forma di un punto esclamativo, “!”, o addirittura un'icona.
Giudizio assoluto
Limiti prestazionali molto severi e spesso controintuitivi sorgono nei casi di giudizio assoluto sulle dimensioni fisiche. Gli esempi si verificano in connessione con la codifica a colori degli oggetti e l'uso dei toni nei sistemi di chiamata uditiva. Il punto è che il giudizio relativo è di gran lunga superiore al giudizio assoluto. Il problema con il giudizio assoluto è che il codice deve essere tradotto in un'altra categoria. Così un colore specifico può essere collegato a un valore di resistenza elettrica o un tono specifico può essere destinato a una persona a cui è destinato un messaggio successivo. Di fatto, quindi, il problema non è quello dell'identificazione percettiva ma piuttosto della scelta della risposta, che sarà discussa più avanti in questo articolo. A questo punto è sufficiente notare che non si dovrebbero usare più di quattro o cinque colori o altezze per evitare errori. Quando sono necessarie più alternative, si possono aggiungere dimensioni extra, come volume, durata e componenti dei toni.
Lettura di parole
La rilevanza della lettura di unità di parole separate nella stampa tradizionale è dimostrata da varie prove ampiamente sperimentate, come il fatto che la lettura è molto ostacolata quando gli spazi vengono omessi, gli errori di stampa spesso non vengono rilevati ed è molto difficile leggere le parole in casi alternati (per esempio, ALTERNATIVA). Alcuni ricercatori hanno sottolineato il ruolo della forma delle parole nella lettura delle unità di parole e hanno suggerito che gli analizzatori di frequenza spaziale possono essere rilevanti nell'identificare la forma delle parole. In questa prospettiva, il significato sarebbe derivato dalla forma totale della parola piuttosto che dall'analisi lettera per lettera. Tuttavia, il contributo dell'analisi della forma delle parole è probabilmente limitato a piccole parole comuni - articoli e finali - il che è coerente con la scoperta che gli errori di stampa in parole piccole e finali hanno una probabilità relativamente bassa di essere rilevati.
Il testo in minuscolo ha un vantaggio rispetto a quello maiuscolo che è dovuto alla perdita di caratteristiche nelle maiuscole. Tuttavia, il vantaggio delle parole minuscole è assente o può addirittura essere annullato durante la ricerca di una singola parola. Potrebbe essere che i fattori di dimensione delle lettere e maiuscole e minuscole siano confusi nella ricerca: le lettere di dimensioni maggiori vengono rilevate più rapidamente, il che può compensare lo svantaggio di caratteristiche meno distintive. Pertanto, una singola parola può essere leggibile all'incirca ugualmente in maiuscolo come in minuscolo, mentre il testo continuo viene letto più velocemente in minuscolo. Rilevare una SINGOLA parola maiuscola tra molte parole minuscole è molto efficiente, poiché evoca il pop-out. È possibile ottenere un rilevamento rapido ancora più efficiente stampando una singola parola minuscola perno, nel qual caso si uniscono i vantaggi del pop-out e delle caratteristiche più distintive.
Il ruolo delle caratteristiche di codifica nella lettura è chiaro anche dalla ridotta leggibilità dei vecchi schermi di unità di visualizzazione visiva a bassa risoluzione, che consistevano in matrici di punti piuttosto ruvide e potevano rappresentare i caratteri alfanumerici solo come linee rette. La scoperta comune è stata che la lettura del testo o la ricerca da un monitor a bassa risoluzione era notevolmente più lenta rispetto a una copia stampata su carta. Il problema è in gran parte scomparso con gli attuali schermi ad alta risoluzione. Oltre alla forma della lettera, ci sono una serie di ulteriori differenze tra la lettura su carta e la lettura da uno schermo. La spaziatura delle righe, la dimensione dei caratteri, il tipo di carattere, il rapporto di contrasto tra caratteri e sfondo, la distanza di visualizzazione, la quantità di sfarfallio e il fatto che il cambio di pagina su uno schermo avviene tramite scorrimento sono alcuni esempi. La scoperta comune che la lettura è più lenta dagli schermi dei computer, sebbene la comprensione sembri quasi uguale, potrebbe essere dovuta a una combinazione di questi fattori. Gli attuali processori di testo offrono solitamente una varietà di opzioni in termini di carattere, dimensione, colore, formato e stile; tali scelte potrebbero dare la falsa impressione che il gusto personale sia la ragione principale.
Icone contro parole
In alcuni studi il tempo impiegato da un soggetto per nominare una parola stampata è risultato essere più veloce di quello per un'icona corrispondente, mentre entrambi i tempi erano quasi ugualmente veloci in altri studi. È stato suggerito che le parole vengano lette più velocemente delle icone poiché sono meno ambigue. Anche un'icona abbastanza semplice, come una casa, può ancora suscitare risposte diverse tra i soggetti, con conseguente conflitto di risposta e, quindi, una diminuzione della velocità di reazione. Se il conflitto di risposta viene evitato utilizzando icone davvero non ambigue, è probabile che la differenza nella velocità di risposta scompaia. È interessante notare che, in quanto segnali stradali, le icone sono solitamente molto superiori alle parole, anche nel caso in cui la questione della comprensione del linguaggio non sia vista come un problema. Questo paradosso può essere dovuto al fatto che la leggibilità dei segnali stradali è in gran parte una questione di distanza in cui è possibile identificare un segno. Se progettata correttamente, questa distanza è maggiore per i simboli che per le parole, poiché le immagini possono fornire differenze di forma considerevolmente maggiori e contenere dettagli meno fini rispetto alle parole. Il vantaggio delle immagini, quindi, deriva dal fatto che la discriminazione delle lettere richiede da dieci a dodici minuti d'arco e che il rilevamento delle caratteristiche è il prerequisito iniziale per la discriminazione. Allo stesso tempo è chiaro che la superiorità dei simboli è garantita solo quando (1) essi contengono davvero pochi dettagli, (2) hanno una forma sufficientemente distinta e (3) non sono ambigui.
Capacità e limiti per la decisione
Una volta che un precetto è stato identificato e interpretato, può richiedere un'azione. In questo contesto la discussione si limiterà alle relazioni stimolo-risposta deterministiche, o, in altre parole, alle condizioni in cui ogni stimolo ha una sua risposta fissa. In tal caso i maggiori problemi per la progettazione dell'apparecchiatura derivano da questioni di compatibilità, ovvero la misura in cui lo stimolo identificato e la relativa risposta hanno una relazione "naturale" o ben praticata. Ci sono condizioni in cui una relazione ottima viene intenzionalmente interrotta, come nel caso delle abbreviazioni. Di solito una contrazione come abrvtin è molto peggio di un troncamento come abbreviato. Teoricamente, ciò è dovuto alla crescente ridondanza di lettere successive in una parola, che consente di "compilare" le lettere finali sulla base di quelle precedenti; una parola troncata può trarre profitto da questo principio mentre una contratta no.
Modelli mentali e compatibilità
Nella maggior parte dei problemi di compatibilità ci sono risposte stereotipate derivate da modelli mentali generalizzati. La scelta della posizione nulla in un display circolare è un esempio calzante. Le posizioni delle 12 e delle 9 sembrano essere corrette più velocemente delle posizioni delle 6 e delle 3. Il motivo potrebbe essere che una deviazione in senso orario e un movimento nella parte superiore del display vengono vissuti come “incrementi” che richiedono una risposta che riduca il valore. Nelle posizioni delle 3 e delle 6 entrambi i principi sono in conflitto e possono quindi essere gestiti in modo meno efficiente. Uno stereotipo simile si trova nel bloccare o aprire la portiera posteriore di un'auto. La maggior parte delle persone agisce secondo lo stereotipo secondo cui il blocco richiede un movimento in senso orario. Se la serratura è progettata in modo opposto, gli errori continui e la frustrazione nel tentativo di chiudere la porta sono il risultato più probabile.
Per quanto riguarda i movimenti di controllo, il noto principio di compatibilità di Warrick descrive la relazione tra la posizione di una manopola di controllo e la direzione del movimento su un display. Se la manopola di controllo si trova a destra del display, un movimento in senso orario dovrebbe spostare l'indicatore della scala verso l'alto. Oppure considera lo spostamento delle vetrine. Secondo il modello mentale della maggior parte delle persone, la direzione verso l'alto di un display in movimento suggerisce che i valori salgono nello stesso modo in cui una temperatura in aumento in un termometro è indicata da una colonna di mercurio più alta. Ci sono problemi nell'implementare questo principio con un indicatore di "scala mobile a puntatore fisso". Quando la scala in un tale indicatore si sposta verso il basso, il suo valore è destinato ad aumentare. Si verifica così un conflitto con lo stereotipo comune. Se i valori sono invertiti, i valori bassi sono in cima alla scala, il che è anche contrario alla maggior parte degli stereotipi.
Il termine compatibilità di prossimità si riferisce alla corrispondenza delle rappresentazioni simboliche ai modelli mentali delle persone di relazioni funzionali o addirittura spaziali all'interno di un sistema. I problemi di compatibilità di prossimità sono più urgenti in quanto il modello mentale di una situazione è più primitivo, globale o distorto. Pertanto, un diagramma di flusso di un complesso processo industriale automatizzato viene spesso visualizzato sulla base di un modello tecnico che può non corrispondere affatto al modello mentale del processo. In particolare, quando il modello mentale di un processo è incompleto o distorto, una rappresentazione tecnica dell'andamento aggiunge poco per svilupparlo o correggerlo. Un esempio quotidiano di scarsa compatibilità di prossimità è una mappa architettonica di un edificio destinata all'orientamento dell'osservatore o per mostrare le vie di fuga antincendio. Queste mappe sono solitamente del tutto inadeguate, piene di dettagli irrilevanti, in particolare per le persone che hanno solo un modello mentale globale dell'edificio. Tale convergenza tra lettura della mappa e orientamento si avvicina a quella che è stata chiamata "consapevolezza situazionale", che è particolarmente rilevante nello spazio tridimensionale durante un volo aereo. Ci sono stati recenti sviluppi interessanti nella visualizzazione di oggetti tridimensionali, che rappresentano i tentativi di ottenere una compatibilità di prossimità ottimale in questo dominio.
Compatibilità stimolo-risposta
Un esempio di compatibilità stimolo-risposta (SR) si trova tipicamente nel caso della maggior parte dei programmi di elaborazione del testo, che presuppongono che gli operatori sappiano come i comandi corrispondono a specifiche combinazioni di tasti. Il problema è che un comando e la corrispondente combinazione di tasti di solito non hanno alcuna relazione preesistente, il che significa che le relazioni SR devono essere apprese mediante un meticoloso processo di apprendimento associato associato. Il risultato è che, anche dopo che l'abilità è stata acquisita, l'attività rimane soggetta a errori. Il modello interno del programma rimane incompleto poiché le operazioni meno praticate rischiano di essere dimenticate, cosicché l'operatore semplicemente non può fornire la risposta adeguata. Inoltre, il testo prodotto sullo schermo di solito non corrisponde in tutto e per tutto a ciò che alla fine appare sulla pagina stampata, che è un altro esempio di compatibilità di prossimità inferiore. Solo pochi programmi utilizzano un modello interno spaziale stereotipato in connessione con le relazioni stimolo-risposta per il controllo dei comandi.
È stato giustamente sostenuto che esistono relazioni preesistenti molto migliori tra stimoli spaziali e risposte manuali, come la relazione tra una risposta di indicazione e una posizione spaziale, o come quella tra stimoli verbali e risposte vocali. Ci sono ampie prove che le rappresentazioni spaziali e verbali sono categorie cognitive relativamente separate con poca interferenza reciproca ma anche con poca corrispondenza reciproca. Quindi, un'attività spaziale, come la formattazione di un testo, viene eseguita più facilmente con un movimento spaziale simile al mouse, lasciando così la tastiera per i comandi verbali.
Ciò non significa che la tastiera sia l'ideale per eseguire comandi verbali. La digitazione rimane una questione di azionamento manuale di posizioni spaziali arbitrarie che sono fondamentalmente incompatibili con l'elaborazione delle lettere. In realtà è un altro esempio di un compito altamente incompatibile che è padroneggiato solo da una pratica estesa, e l'abilità si perde facilmente senza pratica continua. Un discorso simile può essere fatto per la scrittura stenografica, che consiste anch'essa nel collegare simboli scritti arbitrari a stimoli verbali. Un esempio interessante di un metodo alternativo di funzionamento della tastiera è una tastiera per accordi.
L'operatore gestisce due tastiere (una per la mano sinistra e una per la mano destra) entrambe composte da sei tasti. Ad ogni lettera dell'alfabeto corrisponde una risposta di accordo, cioè una combinazione di tasti. I risultati degli studi su una tale tastiera hanno mostrato notevoli risparmi nel tempo necessario per acquisire abilità di battitura. Le limitazioni motorie limitavano la velocità massima della tecnica degli accordi ma, tuttavia, una volta apprese, le prestazioni dell'operatore si avvicinavano abbastanza alla velocità della tecnica convenzionale.
Un classico esempio di effetto di compatibilità spaziale riguarda la disposizione tradizionale dei comandi dei fuochi delle stufe: quattro fuochi in una matrice 2 ´ 2, con i comandi in fila orizzontale. In questa configurazione le relazioni tra bruciatore e controllo non sono ovvie e poco apprese. Tuttavia, nonostante molti errori, il problema dell'accensione della stufa, con il tempo, può essere solitamente risolto. La situazione è peggiore quando ci si trova di fronte a relazioni display-controllo indefinite. Altri esempi di scarsa compatibilità SR si trovano nelle relazioni display-controllo di videocamere, videoregistratori e televisori. L'effetto è che molte opzioni non vengono mai utilizzate o devono essere studiate di nuovo ad ogni nuovo processo. L'affermazione che “è tutto spiegato nel manuale”, sebbene vera, non è utile poiché, in pratica, la maggior parte dei manuali è incomprensibile per l'utente medio, in particolare quando tenta di descrivere azioni utilizzando termini verbali incompatibili.
Compatibilità stimolo-stimolo (SS) e risposta-risposta (RR).
Originariamente la compatibilità SS e RR era distinta dalla compatibilità SR. Un'illustrazione classica della compatibilità delle SS riguarda i tentativi alla fine degli anni Quaranta di supportare il sonar uditivo con un display visivo nel tentativo di migliorare il rilevamento del segnale. Una soluzione è stata cercata in un raggio di luce orizzontale con perturbazioni verticali che viaggiano da sinistra a destra e riflettono una traslazione visiva del rumore di fondo uditivo e del potenziale segnale. Un segnale consisteva in una perturbazione verticale leggermente più grande. Gli esperimenti hanno dimostrato che una combinazione dei display uditivi e visivi non ha funzionato meglio del singolo display uditivo. Il motivo è stato ricercato in una scarsa compatibilità SS: il segnale uditivo viene percepito come variazione di volume; quindi il supporto visivo dovrebbe corrispondere maggiormente quando fornito sotto forma di un cambiamento di luminosità, poiché questo è l'analogo visivo compatibile di un cambiamento di volume.
È interessante che il grado di compatibilità SS corrisponda direttamente a quanto i soggetti qualificati sono nell'abbinamento cross-modality. In un cross-modality match, ai soggetti può essere chiesto di indicare quale volume uditivo corrisponde a una certa luminosità oa un certo peso; questo approccio è stato popolare nella ricerca sul ridimensionamento delle dimensioni sensoriali, poiché consente di evitare di mappare gli stimoli sensoriali ai numeri. La compatibilità RR si riferisce alla corrispondenza di movimenti simultanei e anche successivi. Alcuni movimenti sono coordinati più facilmente di altri, il che fornisce chiari vincoli al modo in cui una successione di azioni, ad esempio operazioni successive di controlli, viene eseguita in modo più efficiente.
Gli esempi precedenti mostrano chiaramente come i problemi di compatibilità pervadano tutte le interfacce utente-macchina. Il problema è che gli effetti di una scarsa compatibilità sono spesso attenuati da una pratica prolungata e quindi possono rimanere inosservati o sottovalutati. Tuttavia, anche quando le relazioni di visualizzazione-controllo incompatibili sono ben praticate e non sembrano influenzare le prestazioni, rimane il punto di una maggiore probabilità di errore. La risposta errata compatibile rimane un concorrente per quella corretta incompatibile ed è probabile che si verifichi occasionalmente, con l'ovvio rischio di un incidente. Inoltre, la quantità di pratica richiesta per padroneggiare relazioni SR incompatibili è formidabile e una perdita di tempo.
Limiti di programmazione ed esecuzione del motore
Un limite nella programmazione motoria è già stato accennato brevemente nelle osservazioni sulla compatibilità RR. L'operatore umano ha evidenti problemi nell'eseguire sequenze di movimento incongruenti, ed in particolare, il passaggio dall'una all'altra sequenza incongruente è di difficile realizzazione. I risultati degli studi sulla coordinazione motoria sono rilevanti per la progettazione di controlli in cui entrambe le mani sono attive. Tuttavia, la pratica può superare molto in questo senso, come risulta dai sorprendenti livelli di abilità acrobatiche.
Molti principi comuni nella progettazione dei controlli derivano dalla programmazione motoria. Includono l'incorporazione di resistenza in un controllo e la fornitura di feedback che indica che è stato azionato correttamente. Uno stato motorio preparatorio è un determinante molto rilevante del tempo di reazione. La reazione a uno stimolo improvviso inaspettato può richiedere circa un secondo in più, il che è considerevole quando è necessaria una reazione rapida, come nel reagire alla luce del freno di un'auto in testa. Le reazioni impreparate sono probabilmente una delle cause principali delle collisioni a catena. I segnali di preallarme sono utili per prevenire tali collisioni. Una delle principali applicazioni della ricerca sull'esecuzione del movimento riguarda la legge di Fitt, che mette in relazione il movimento, la distanza e la dimensione del bersaglio a cui si mira. Questa legge sembra essere abbastanza generale, applicandosi ugualmente a una leva operativa, un joystick, un mouse o una penna ottica. Tra l'altro, è stato applicato per stimare il tempo necessario per apportare correzioni sugli schermi dei computer.
C'è ovviamente molto altro da dire oltre alle osservazioni sommarie di cui sopra. Ad esempio, la discussione è stata quasi completamente limitata alle questioni del flusso di informazioni al livello di una semplice reazione di scelta. Non sono stati toccati temi al di là delle reazioni di scelta, né problemi di feedback e feed forward nel monitoraggio continuo delle informazioni e dell'attività motoria. Molte delle questioni menzionate hanno una forte relazione con i problemi della memoria e della pianificazione del comportamento, che non sono stati affrontati. Discussioni più ampie si trovano ad esempio in Wickens (1992).
Lesioni alla testa
Le lesioni alla testa sono abbastanza comuni nell'industria e rappresentano dal 3 al 6% di tutte le lesioni sul lavoro nei paesi industrializzati. Sono spesso gravi e comportano una perdita media di tempo di circa tre settimane. Le lesioni subite sono generalmente il risultato di colpi provocati dall'urto di oggetti spigolosi come attrezzi o bulloni caduti da un'altezza di diversi metri; in altri casi, i lavoratori possono battere la testa cadendo a terra o subire una collisione tra un oggetto fisso e la testa.
Sono stati registrati diversi tipi di lesioni:
Comprendere i parametri fisici che spiegano questi diversi tipi di lesioni è difficile, anche se di fondamentale importanza, e c'è un notevole disaccordo nella vasta letteratura pubblicata su questo argomento. Alcuni specialisti ritengono che la forza in gioco sia il fattore principale da considerare, mentre altri affermano che si tratta di una questione di energia, o di quantità di movimento; ulteriori opinioni collegano la lesione cerebrale all'accelerazione, al tasso di accelerazione oa uno specifico indice di shock come HIC, GSI, WSTC. Nella maggior parte dei casi, è probabile che ciascuno di questi fattori sia coinvolto in misura maggiore o minore. Si può concludere che la nostra conoscenza dei meccanismi degli shock alla testa è ancora solo parziale e controversa. La tolleranza all'urto della testa è determinata mediante sperimentazione su cadavere o su animali, e non è facile estrapolare questi valori ad un soggetto umano vivente.
Sulla base dei risultati delle analisi degli infortuni subiti da operai edili che indossano caschi protettivi, sembra tuttavia che le lesioni alla testa dovute agli urti si verifichino quando la quantità di energia coinvolta nell'urto è superiore a circa 100 J.
Altri tipi di infortuni sono meno frequenti ma non vanno trascurati. Includono ustioni derivanti da schizzi di liquidi caldi o corrosivi o materiale fuso, o scosse elettriche derivanti dal contatto accidentale della testa con parti conduttive esposte.
Caschi di sicurezza
Lo scopo principale di un casco di sicurezza è proteggere la testa di chi lo indossa da pericoli, urti meccanici. Può inoltre fornire protezione contro altri fattori, ad esempio meccanici, termici ed elettrici.
Un elmetto di sicurezza deve soddisfare i seguenti requisiti al fine di ridurre gli effetti dannosi degli urti alla testa:
Figura 1. Esempio di elementi essenziali della costruzione dell'elmetto di sicurezza
Altri requisiti possono essere applicati ai caschi utilizzati per compiti particolari. Questi includono la protezione contro gli schizzi di metallo fuso nell'industria siderurgica e la protezione contro le scosse elettriche per contatto diretto nel caso di elmetti utilizzati da tecnici elettrici.
I materiali utilizzati nella fabbricazione di caschi e imbracature dovrebbero conservare le loro qualità protettive per un lungo periodo di tempo e in tutte le condizioni climatiche prevedibili, inclusi sole, pioggia, caldo, temperature gelide e così via. I caschi devono inoltre avere una discreta resistenza alla fiamma e non devono rompersi se lasciati cadere su una superficie dura da un'altezza di pochi metri.
Test delle prestazioni
Lo standard internazionale ISO n. 3873-1977 è stato pubblicato nel 1977 come risultato del lavoro del sottocomitato che si occupava in particolare di "elmetti di sicurezza industriale". Questa norma, approvata praticamente da tutti gli stati membri dell'ISO, stabilisce le caratteristiche essenziali richieste ad un elmetto di sicurezza insieme ai relativi metodi di prova. Questi test possono essere divisi in due gruppi (vedi tabella 1), vale a dire:
Tabella 1. Elmetti di sicurezza: requisiti di prova della norma ISO 3873-1977
Caratteristica |
Descrizione |
Criteri |
Prove obbligatorie |
||
Assorbimento degli urti |
Una massa semisferica di 5 kg può cadere da un'altezza di |
La forza massima misurata non deve superare i 500 daN. |
Il test viene ripetuto su un casco a temperature di –10°, +50°C e in condizioni di bagnato., |
||
Resistenza alla penetrazione |
L'elmo viene colpito all'interno di una zona di 100 mm di diametro nel suo punto più alto utilizzando un punzone conico del peso di 3 kg e un angolo di punta di 60°. |
La punta del punzone non deve entrare in contatto con la falsa testa (fittizia). |
Prova da eseguire nelle condizioni che hanno dato i peggiori risultati nella prova d'urto., |
||
Resistenza alla fiamma |
Il casco è esposto per 10 s a una fiamma di un becco Bunsen di 10 mm di diametro utilizzando propano. |
Il guscio esterno non dovrebbe continuare a bruciare per più di 5 s dopo che è stato ritirato dalla fiamma. |
Prove facoltative |
||
Rigidità dielettrica |
Il casco è riempito con una soluzione di NaCl ed è esso stesso immerso in un bagno della stessa soluzione. Viene misurata la dispersione elettrica sotto una tensione applicata di 1200 V, 50 Hz. |
La corrente di dispersione non deve essere superiore a 1.2 mA. |
Rigidità laterale |
Il casco è posto lateralmente tra due piastre parallele e sottoposto a una pressione di compressione di 430 N |
La deformazione sotto carico non deve superare i 40 mm e la deformazione permanente non deve essere superiore a 15 mm. |
Prova a bassa temperatura |
Il casco è sottoposto ai test di urto e penetrazione ad una temperatura di -20°C. |
Il casco deve soddisfare i requisiti precedenti per questi due test. |
La resistenza all'invecchiamento dei materiali plastici utilizzati nella fabbricazione dei caschi non è specificata nella norma ISO n. 3873-1977. Tale specifica dovrebbe essere richiesta per i caschi realizzati con materiali plastici. Un semplice test consiste nell'esporre i caschi ad una lampada allo xeno da 450 watt con involucro di quarzo ad alta pressione per un periodo di 400 ore a una distanza di 15 cm, seguito da un controllo per garantire che il casco possa ancora resistere al test di penetrazione appropriato .
Si consiglia di sottoporre i caschi destinati all'uso nell'industria siderurgica a un test di resistenza agli schizzi di metallo fuso. Un modo rapido per eseguire questo test è far cadere 300 grammi di metallo fuso a 1,300°C sulla parte superiore di un casco e controllare che non sia passato all'interno.
La norma europea EN 397 adottata nel 1995 specifica requisiti e metodi di prova per queste due importanti caratteristiche.
Selezione di un casco di sicurezza
Deve ancora essere progettato il casco ideale che offra protezione e comfort perfetto in ogni situazione. Protezione e comfort sono infatti esigenze spesso contrastanti. Per quanto riguarda la protezione, nella scelta di un elmetto, devono essere considerati i pericoli contro i quali è richiesta la protezione e le condizioni in cui l'elmetto verrà utilizzato, con particolare attenzione alle caratteristiche dei prodotti di sicurezza disponibili.
Considerazioni generali
Si consiglia di scegliere caschi conformi alle raccomandazioni della norma ISO n. 3873 (o equivalente). La norma europea EN 397-1993 viene presa come riferimento per la certificazione dei caschi in applicazione della direttiva 89/686/CEE: le apparecchiature oggetto di tale certificazione, come avviene per la quasi totalità dei dispositivi di protezione individuale, sono sottoposte ad un terzo obbligatorio certificazione di parte prima dell'immissione sul mercato europeo. In ogni caso, i caschi devono soddisfare i seguenti requisiti:
Considerazioni speciali
I caschi in lega leggera o con visiera lungo i lati non devono essere utilizzati in luoghi di lavoro dove esiste il rischio di schizzi di metallo fuso. In tali casi, si consiglia l'uso di caschi in poliestere-fibra di vetro, tessuto fenolico, policarbonato-fibra di vetro o policarbonato.
In caso di rischio di contatto con parti conduttive esposte, devono essere utilizzati solo caschi in materiale termoplastico. Non dovrebbero avere fori di ventilazione e nessuna parte metallica come rivetti dovrebbe apparire all'esterno del guscio.
I caschi per le persone che lavorano sopra la testa, in particolare gli erettori di strutture in acciaio, dovrebbero essere dotati di sottogola. Le cinghie dovrebbero essere larghe circa 20 mm e dovrebbero essere tali che il casco sia tenuto saldamente in posizione in ogni momento.
I caschi realizzati in gran parte in polietilene non sono consigliati per l'uso ad alte temperature. In questi casi sono più adatti caschi in policarbonato, policarbonato-fibra di vetro, tessuto fenolico o poliestere-fibra di vetro. L'imbracatura dovrebbe essere fatta di tessuto intrecciato. Dove non vi è rischio di contatto con parti conduttive esposte, possono essere previsti fori di ventilazione nella calotta del casco.
Le situazioni di pericolo di schiacciamento richiedono caschi in poliestere rinforzato con fibra di vetro o policarbonato con bordo di larghezza non inferiore a 15 mm.
Considerazioni sul comfort
Oltre alla sicurezza, dovrebbero essere presi in considerazione anche gli aspetti fisiologici del comfort per chi li indossa.
Il casco dovrebbe essere il più leggero possibile, sicuramente non più di 400 grammi di peso. La sua imbracatura dovrebbe essere flessibile e permeabile ai liquidi e non dovrebbe irritare o ferire chi la indossa; per questo motivo i finimenti in tessuto sono da preferire a quelli in polietilene. Una fascia antisudore in pelle intera o mezza dovrebbe essere incorporata non solo per fornire assorbimento del sudore ma anche per ridurre l'irritazione della pelle; dovrebbe essere sostituito più volte durante la vita del casco per motivi igienici. Per garantire un migliore comfort termico, la calotta deve essere di colore chiaro e avere fori di ventilazione con una gamma di superficie da 150 a 450 mm2. È necessaria un'attenta regolazione del casco per adattarlo a chi lo indossa al fine di garantirne la stabilità ed evitare che scivoli e riduca il campo visivo. Sono disponibili varie forme di casco, la più comune è la forma a “calotta” con visiera e falda ai lati; per il lavoro nelle cave e nei cantieri di demolizione, l'elmetto tipo “cappello” con falda più ampia offre una migliore protezione. Un elmetto a “calotta” senza visiera o falda è particolarmente adatto per le persone che lavorano sopra la testa in quanto questo modello preclude una possibile perdita di equilibrio causata dal contatto della visiera o della falda con travetti o travi tra i quali il lavoratore potrebbe trovarsi a dover spostare.
Accessori e altri copricapi protettivi
I caschi possono essere dotati di visiere o schermi facciali in materiale plastico, rete metallica o filtri ottici; protezioni acustiche, cinturini per il mento e per la nuca per mantenere il casco saldamente in posizione; e protezioni per il collo o cappucci di lana contro il vento o il freddo (figura 2). Per l'utilizzo in miniere e cave sotterranee, sono montati attacchi per una lampada frontale e un portacavo.
Figura 2. Esempio di casco di sicurezza con sottogola (a), filtro ottico (b) e protezione del collo in lana contro il vento e il freddo (c)
Altri tipi di copricapo protettivi includono quelli progettati per la protezione da sporco, polvere, graffi e urti. A volte noti come "cappucci antiurto", questi sono realizzati in materiale plastico leggero o lino. Per le persone che lavorano vicino a macchine utensili come trapani, torni, bobinatrici e così via, dove c'è il rischio che i capelli possano impigliarsi, possono essere usati berretti di lino con retina, retine con visiera o anche sciarpe o turbanti, purché non avere estremità libere esposte.
Igiene e Manutenzione
Tutti i copricapi protettivi devono essere puliti e controllati regolarmente. Se compaiono spaccature o crepe, o se un casco mostra segni di invecchiamento o deterioramento dell'imbracatura, il casco deve essere eliminato. La pulizia e la disinfezione sono particolarmente importanti se chi lo indossa suda eccessivamente o se più di una persona condivide lo stesso copricapo.
Le sostanze che aderiscono al casco come gesso, cemento, colla o resina possono essere rimosse meccanicamente o utilizzando un solvente appropriato che non attacchi il materiale della calotta. L'acqua calda con un detergente può essere utilizzata con una spazzola dura.
Per disinfettare il copricapo, gli articoli devono essere immersi in una soluzione disinfettante adatta come una soluzione di formalina al 5% o una soluzione di ipoclorito di sodio.
Protettori dell'udito
Nessuno sa quando le persone hanno scoperto per la prima volta che coprire le orecchie con la parte piatta delle mani o tappare i condotti uditivi con le dita era efficace nel ridurre il livello di suoni indesiderati, i rumori, ma la tecnica di base è stata utilizzata per generazioni come ultima linea di difesa contro il suono forte. Sfortunatamente, questo livello di tecnologia preclude l'uso della maggior parte degli altri. Le protezioni acustiche, un'ovvia soluzione al problema, sono una forma di controllo del rumore in quanto bloccano il percorso del rumore dalla sorgente all'orecchio. Sono disponibili in varie forme, come illustrato nella figura 1.
Figura 1. Esempi di diversi tipi di protezioni acustiche
Un tappo per le orecchie è un dispositivo indossato nel condotto uditivo esterno. I tappi per le orecchie preformati sono disponibili in una o più dimensioni standard pensate per adattarsi ai canali uditivi della maggior parte delle persone. Un inserto auricolare modellabile e modellato dall'utente è costituito da un materiale flessibile che viene modellato da chi lo indossa per adattarsi al condotto uditivo per formare un sigillo acustico. Un tappo per le orecchie modellato su misura è realizzato individualmente per adattarsi al particolare orecchio di chi lo indossa. I tappi per le orecchie possono essere realizzati in vinile, silicone, formulazioni in elastomero, cotone e cera, lana di vetro filata e schiuma a celle chiuse a recupero lento.
Un inserto semi-inserto, chiamato anche tappo del condotto uditivo, viene indossato contro l'apertura del condotto uditivo esterno: l'effetto è simile all'otturazione del condotto uditivo con la punta di un dito. I dispositivi semi-inserti sono prodotti in un'unica taglia e sono progettati per adattarsi alla maggior parte delle orecchie. Questo tipo di dispositivo è tenuto in posizione da una fascia leggera con una leggera tensione.
Un paraorecchie è un dispositivo composto da un archetto e due coppe circumaurali, solitamente in plastica. L'archetto può essere di metallo o di plastica. Il padiglione auricolare circumaurale racchiude completamente l'orecchio esterno e sigilla contro il lato della testa con un cuscinetto. Il cuscino può essere fatto di gommapiuma o può essere riempito di fluido. La maggior parte delle cuffie ha un rivestimento all'interno del padiglione auricolare per assorbire il suono trasmesso attraverso il guscio del padiglione auricolare al fine di migliorare l'attenuazione al di sopra di circa 2,000 Hz. Alcuni paraorecchie sono progettati in modo che l'archetto possa essere indossato sopra la testa, dietro il collo o sotto il mento, sebbene la quantità di protezione che offrono possa essere diversa per ogni posizione dell'archetto. Altri paraorecchie sono progettati per adattarsi a "elmetti protettivi". Questi possono offrire una protezione inferiore perché l'attacco dell'elmetto rende più difficile la regolazione del paraorecchie e non si adattano a una gamma così ampia di dimensioni della testa come quelli con fasce.
Negli Stati Uniti ci sono 53 produttori e distributori di protezioni acustiche che, a luglio 1994, vendevano 86 modelli di tappi per le orecchie, 138 modelli di cuffie e 17 modelli di protezioni acustiche semi-inserte. Nonostante la diversità delle protezioni acustiche, i tappi per le orecchie in schiuma progettati per un uso singolo rappresentano oltre la metà delle protezioni acustiche in uso negli Stati Uniti.
Ultima linea di difesa
Il modo più efficace per evitare la perdita dell'udito causata dal rumore è stare fuori dalle aree rumorose pericolose. In molti ambienti di lavoro è possibile riprogettare il processo di produzione in modo che gli operatori lavorino in sale di controllo chiuse e insonorizzate. Il rumore è ridotto in queste sale di controllo fino al punto in cui non è pericoloso e la comunicazione vocale non è compromessa. Il prossimo modo più efficace per evitare la perdita dell'udito indotta dal rumore è ridurre il rumore alla fonte in modo che non sia più pericoloso. Questo viene spesso fatto progettando apparecchiature silenziose o adattando i dispositivi di controllo del rumore alle apparecchiature esistenti.
Quando non è possibile evitare il rumore o ridurre il rumore alla fonte, la protezione dell'udito diventa l'ultima risorsa. Essendo l'ultima linea di difesa, non avendo rinforzi, la sua efficacia può spesso essere ridotta.
Uno dei modi per diminuire l'efficacia delle protezioni acustiche è usarle meno del 100% delle volte. La figura 2 mostra cosa succede. Alla fine, indipendentemente dalla protezione offerta dal design, la protezione si riduce al diminuire della percentuale del tempo di utilizzo. I portatori che rimuovono un tappo per le orecchie o sollevano una cuffia per parlare con i colleghi in ambienti rumorosi possono ridurre notevolmente la quantità di protezione che ricevono.
Figura 2. Diminuzione della protezione effettiva all'aumentare del tempo di non utilizzo durante una giornata di 8 ore (basato su un tasso di cambio di 3 dB)
I sistemi di valutazione e come usarli
Esistono molti modi per valutare le protezioni acustiche. I metodi più comuni sono i sistemi a numero singolo come il Noise Reduction Rating (NRR) (EPA 1979) utilizzato negli Stati Uniti e il Single Number Rating (SNR), utilizzato in Europa (ISO 1994). Un altro metodo di classificazione europeo è l'HML (ISO 1994) che utilizza tre numeri per valutare i protettori. Esistono infine metodi basati sull'attenuazione delle protezioni acustiche per ciascuna delle bande d'ottava, denominati negli Stati Uniti metodo a bande lunghe o d'ottava e in Europa metodo del valore di protezione presunto (ISO 1994).
Tutti questi metodi utilizzano l'attenuazione dell'orecchio reale ai valori di soglia delle protezioni acustiche come determinato nei laboratori secondo gli standard pertinenti. Negli Stati Uniti, i test di attenuazione vengono eseguiti in conformità con ANSI S3.19, Method for the Misurazione della protezione dell'orecchio reale delle protezioni acustiche e dell'attenuazione fisica delle cuffie (ANSI 1974). Sebbene questo standard sia stato sostituito da uno più recente (ANSI 1984), la US Environmental Protection Agency (EPA) controlla l'NRR sulle etichette delle protezioni acustiche e richiede l'utilizzo dello standard precedente. In Europa i test di attenuazione vengono eseguiti in conformità alla norma ISO 4869-1 (ISO 1990).
In generale, le metodiche di laboratorio richiedono che le soglie uditive del campo sonoro siano determinate sia con i protettori montati che con le orecchie aperte. Negli Stati Uniti la protezione dell'udito deve essere indossata dallo sperimentatore, mentre in Europa questo compito è svolto dal soggetto, assistito dallo sperimentatore. La differenza tra le soglie del campo sonoro con protezioni e con orecchie aperte è l'attenuazione dell'orecchio reale alla soglia. I dati sono raccolti per un gruppo di soggetti, attualmente dieci negli Stati Uniti con tre trial ciascuno e 16 in Europa con un trial ciascuno. L'attenuazione media e le deviazioni standard associate sono calcolate per ogni banda d'ottava testata.
A scopo di discussione, il metodo NRR e il metodo lungo sono descritti e illustrati nella tabella 1.
Tabella 1. Esempio di calcolo del Noise Reduction Rating (NRR) di una protezione acustica
Procedura:
Passi |
Frequenza centrale della banda d'ottava in Hz |
|||||||
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
dBX |
|
1. Presunto livello di rumore in banda d'ottava |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
|
2. Correzione della ponderazione C |
-0.2 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
-0.2 |
-0.8 |
-3.0 |
|
3. Livelli in banda d'ottava pesati C |
99.8 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
99.8 |
99.2 |
97.0 |
107.9 dB |
4. Correzione della ponderazione A |
-16.1 |
-8.6 |
-3.2 |
0.0 |
+ 1.2 |
+ 1.0 |
-1.1 |
|
5. Livelli in banda d'ottava pesati A |
83.9 |
91.4 |
96.8 |
100.0 |
101.2 |
101.0 |
98.9 |
|
6. Attenuazione della protezione dell'udito |
27.4 |
26.6 |
27.5 |
27.0 |
32.0 |
46.01 |
44.22 |
|
7. Deviazione standard × 2 |
7.8 |
8.4 |
9.4 |
6.8 |
8.8 |
7.33 |
12.84 |
|
8. Livelli di banda d'ottava protetti ponderati A stimati |
64.3 |
73.2 |
78.7 |
79.8 |
78.0 |
62.3 |
67.5 |
84.2 dBA |
9. NRR = 107.9 – 84.2 – 3 = 20.7 (Passo 3 – Passo 8 – 3 dB5 ) |
1 Attenuazione media a 3000 e 4000 Hz.
2 Attenuazione media a 6000 e 8000 Hz.
3 Somma delle deviazioni standard a 3000 e 4000 Hz.
4 Somma delle deviazioni standard a 6000 e 8000 Hz.
5 Il fattore di correzione di 3 dB ha lo scopo di tenere conto dell'incertezza dello spettro in quanto il rumore in cui deve essere indossata la protezione dell'udito può deviare dallo spettro del rumore rosa utilizzato per calcolare l'NRR.
L'NRR può essere utilizzato per determinare il livello di rumore protetto, ovvero il livello effettivo di pressione sonora ponderato A all'orecchio, sottraendolo dal livello di rumore ambientale ponderato C. Pertanto, se il livello di rumore ambientale ponderato C fosse di 100 dBC e l'NRR per il protettore fosse di 21 dB, il livello di rumore protetto sarebbe di 79 dBA (100–21 = 79). Se è noto solo il livello di rumore ambientale ponderato A, viene utilizzata una correzione di 7 dB (Franks, Themann e Sherris 1995). Quindi, se il livello di rumore ponderato A fosse di 103 dBA, il livello di rumore protetto sarebbe di 89 dBA (103–[21-7] = 89).
Il metodo lungo richiede che siano noti i livelli di rumore ambientale in banda d'ottava; non c'è scorciatoia. Molti fonometri moderni possono misurare simultaneamente livelli di rumore ambientale in banda d'ottava, ponderati C e ponderati A. Tuttavia, nessun dosimetro attualmente fornisce dati in banda d'ottava. Il calcolo con il metodo lungo è descritto di seguito e mostrato nella tabella 2.
Tabella 2. Esempio del metodo lungo per calcolare la riduzione del rumore ponderata A per una protezione dell'udito in un rumore ambientale noto
Procedura:
Passi |
Frequenza centrale della banda d'ottava in Hz |
|||||||
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
dBA |
|
1. Livelli di rumore misurati in banda d'ottava |
85.0 |
87.0 |
90.0 |
90.0 |
85.0 |
82.0 |
80.0 |
|
2. Correzione della ponderazione A |
-16.1 |
-8.6 |
-3.2 |
0.0 |
+ 1.2 |
+ 1.0 |
-1.1 |
|
3. Livelli in banda d'ottava pesati A |
68.9 |
78.4 |
86.8 |
90.0 |
86.2 |
83.0 |
78.9 |
93.5 |
4. Attenuazione della protezione dell'udito |
27.4 |
26.6 |
27.5 |
27.0 |
32.0 |
46.01 |
44.22 |
|
5. Deviazione standard × 2 |
7.8 |
8.4 |
9.4 |
6.8 |
8.8 |
7.33 |
12.84 |
|
6. Stima protetta |
49.3 |
60.2 |
68.7 |
69.8 |
63.0 |
44.3 |
47.5 |
73.0 |
1 Attenuazione media a 3000 e 4000 Hz.
2 Attenuazione media a 6000 e 8000 Hz.
3 Somma delle deviazioni standard a 3000 e 4000 Hz.
4 Somma delle deviazioni standard a 6000 e 8000 Hz.
Le correzioni sottrattive della deviazione standard nel metodo lungo e nei calcoli NRR hanno lo scopo di utilizzare le misurazioni della variabilità di laboratorio per regolare le stime di protezione in modo che corrispondano ai valori attesi per la maggior parte degli utenti (98% con una correzione della deviazione standard di 2 o 84% se viene utilizzata una correzione di 1 deviazione standard) che indossano la protezione dell'udito in condizioni identiche a quelle coinvolte nel test. L'adeguatezza di questo aggiustamento è, ovviamente, fortemente dipendente dalla validità delle deviazioni standard stimate in laboratorio.
Confronto del metodo lungo e del NRR
Il metodo lungo e i calcoli dell'NRR possono essere confrontati sottraendo l'NRR (20.7) dal livello di pressione sonora ponderato C per lo spettro nella tabella 2 (95.2 dBC) per prevedere il livello effettivo quando si indossa la protezione dell'udito, vale a dire 74.5 dBA . Ciò si confronta favorevolmente con il valore di 73.0 dBA derivato dal metodo lungo nella tabella 2. Parte della disparità tra le due stime è dovuta all'uso del fattore di sicurezza spettrale di circa 3 dB incorporato nella riga 9 della tabella 1. La sicurezza spettrale Il fattore ha lo scopo di tenere conto degli errori derivanti dall'uso di un rumore presunto invece di un rumore effettivo. A seconda della pendenza dello spettro e della forma della curva di attenuazione della protezione acustica, le differenze tra i due metodi possono essere maggiori di quelle mostrate in questo esempio.
Affidabilità dei dati di prova
È un peccato che i valori di attenuazione e le loro deviazioni standard ottenuti nei laboratori negli Stati Uniti, e in misura minore in Europa, non siano rappresentativi di quelli ottenuti da chi li indossa tutti i giorni. Berger, Franks e Lindgren (1996) hanno esaminato 22 studi reali sui protettori dell'udito e hanno scoperto che i valori di laboratorio statunitensi riportati sull'etichetta richiesta dall'EPA sovrastimavano la protezione dal 140 a quasi il 2000%. La sopravvalutazione è stata massima per i tappi per le orecchie e minima per le cuffie. Dal 1987, l'Occupational Safety and Health Administration degli Stati Uniti ha raccomandato di declassare l'NRR del 50% prima che vengano effettuati i calcoli dei livelli di rumore sotto la protezione dell'udito. Nel 1995, l'Istituto nazionale statunitense per la sicurezza e la salute sul lavoro (NIOSH) ha raccomandato di ridurre del 25% l'NRR per le cuffie antirumore, del 50% l'NRR per gli inserti auricolari modellabili e di ridurre del 70% l'NRR per gli inserti auricolari preformati e i semi-inserti 1995% prima che vengano effettuati i calcoli dei livelli di rumore sotto la protezione dell'udito (Rosenstock XNUMX).
Variabilità intra e interlaboratorio
Un'altra considerazione, ma di minore impatto rispetto ai problemi del mondo reale sopra menzionati, è la validità e la variabilità all'interno del laboratorio, nonché le differenze tra le strutture. La variabilità inter-laboratorio può essere sostanziale (Berger, Kerivan e Mintz 1982), influenzando sia i valori in banda d'ottava che gli NRR calcolati, sia in termini di calcoli assoluti che di ordinamento dei ranghi. Pertanto, anche l'ordinamento in rango delle protezioni acustiche basato sui valori di attenuazione è al momento migliore solo per i dati di un singolo laboratorio.
Punti importanti per la selezione della protezione
Quando si seleziona una protezione dell'udito, ci sono diversi punti importanti da considerare (Berger 1988). Il primo è che la protezione sarà adeguata al rumore ambientale in cui sarà indossata. L'Hearing Conservation Amendment dell'OSHA Noise Standard (1983) raccomanda che il livello di rumore sotto la protezione dell'udito sia di 85 dB o inferiore. Il NIOSH ha raccomandato che il livello di rumore sotto la protezione dell'udito non sia superiore a 82 dBA, in modo che il rischio di perdita dell'udito indotta dal rumore sia minimo (Rosenstock 1995).
In secondo luogo, il protettore non dovrebbe essere iperprotettivo. Se il livello di esposizione protetta è inferiore di oltre 15 dB al livello desiderato, la protezione acustica ha un'attenuazione eccessiva e chi lo indossa è considerato iperprotetto, con conseguente sensazione di isolamento dall'ambiente (BSI 1994). Potrebbe essere difficile sentire i segnali vocali e di avvertimento e chi lo indossa rimuoverà temporaneamente il protettore quando ha bisogno di comunicare (come menzionato sopra) e verificare i segnali di avvertimento oppure modificherà il protettore per ridurne l'attenuazione. In entrambi i casi, la protezione sarà solitamente ridotta al punto che la perdita dell'udito non sarà più prevenuta.
Al momento, la determinazione accurata dei livelli di rumore protetti è difficile poiché le attenuazioni e le deviazioni standard riportate, insieme ai loro NRR risultanti, sono gonfiate. Tuttavia, l'utilizzo dei fattori di declassamento raccomandati dal NIOSH dovrebbe migliorare l'accuratezza di tale determinazione nel breve periodo.
Il comfort è un problema critico. Nessuna protezione acustica può essere così comoda come non indossarla affatto. Coprire o occludere le orecchie produce molte sensazioni innaturali. Si va da un cambiamento del suono della propria voce dovuto all'“effetto occlusione” (vedi sotto), ad una sensazione di pienezza delle orecchie o di pressione sulla testa. L'uso di cuffie o tappi per le orecchie in ambienti caldi può essere scomodo a causa dell'aumento della sudorazione. Ci vorrà del tempo prima che i portatori si abituino alle sensazioni causate dalle protezioni acustiche e ad alcuni dei disagi. Tuttavia, quando i portatori avvertono tipi di disagio come mal di testa dovuto alla pressione dell'archetto o dolore nei canali uditivi dovuto all'inserimento degli inserti auricolari, dovrebbero essere dotati di dispositivi alternativi.
Se vengono utilizzati paraorecchie o tappi per le orecchie riutilizzabili, dovrebbe essere fornito un mezzo per tenerli puliti. Per i paraorecchie, chi li indossa dovrebbe avere facile accesso a componenti sostituibili come cuscinetti auricolari e fodere per padiglioni auricolari. I portatori di tappi per le orecchie usa e getta dovrebbero avere facile accesso a una nuova scorta. Se si intende riutilizzare i tappi per le orecchie, i portatori dovrebbero avere accesso alle strutture per la pulizia dei tappi per le orecchie. I portatori di tappi per le orecchie modellati su misura dovrebbero disporre di strutture per mantenere i tappi per le orecchie puliti e accedere a nuovi tappi per le orecchie quando sono danneggiati o usurati.
Il lavoratore americano medio è esposto a 2.7 rischi professionali ogni giorno (Luz et al. 1991). Questi pericoli possono richiedere l'uso di altri dispositivi di protezione come "elmetti protettivi", protezioni per gli occhi e respiratori. È importante che qualsiasi protezione acustica selezionata sia compatibile con altri dispositivi di sicurezza richiesti. Il NIOSH Compendio dei dispositivi di protezione dell'udito (Franks, Themann e Sherris 1995) dispone di tabelle che, tra l'altro, elencano la compatibilità di ogni protezione acustica con altri dispositivi di sicurezza.
L'effetto di occlusione
L'effetto di occlusione descrive l'aumento dell'efficienza con cui il suono a conduzione ossea viene trasmesso all'orecchio a frequenze inferiori a 2,000 Hz quando il condotto uditivo è sigillato con un dito o un tappo per le orecchie o è coperto da una cuffia. L'entità dell'effetto di occlusione dipende da come l'orecchio è occluso. Il massimo effetto di occlusione si verifica quando l'ingresso al condotto uditivo è bloccato. Le cuffie con grandi padiglioni auricolari e tappi per le orecchie inseriti in profondità causano un effetto occlusivo minore (Berger 1988). L'effetto di occlusione spesso fa sì che i portatori di protezioni acustiche si oppongano all'uso della protezione perché non amano il suono delle loro voci: più forte, tonante e ovattato.
Effetti di comunicazione
A causa dell'effetto di occlusione causato dalla maggior parte delle protezioni acustiche, la propria voce tende a suonare più forte, poiché le protezioni acustiche riducono il livello di rumore ambientale, la voce suona molto più forte rispetto a quando le orecchie sono aperte. Per adattarsi all'aumento del volume del proprio discorso, la maggior parte dei portatori tende ad abbassare sostanzialmente il livello della voce, parlando più piano. Abbassare la voce in un ambiente rumoroso in cui anche l'ascoltatore indossa protezioni acustiche contribuisce alla difficoltà di comunicazione. Inoltre, anche senza un effetto di occlusione, la maggior parte degli oratori alza il livello della voce solo di 5-6 dB per ogni 10 dB di aumento del livello di rumore ambientale (l'effetto Lombard). Pertanto, la combinazione di un abbassamento del livello della voce dovuto all'uso di protezioni acustiche combinata con un inadeguato innalzamento del livello della voce per compensare il rumore ambientale ha gravi conseguenze sulla capacità dei portatori di protezioni acustiche di udirsi e capirsi a vicenda nel rumore.
Il funzionamento delle protezioni acustiche
earmuffs
La funzione di base delle cuffie è quella di coprire l'orecchio esterno con una coppa che forma un sigillo acustico per l'attenuazione del rumore. Gli stili del padiglione auricolare e dei cuscinetti del paraorecchie, nonché la tensione fornita dall'archetto determinano, per la maggior parte, quanto bene il paraorecchie attenua il rumore ambientale. La Figura 3 mostra sia un esempio di cuffia ben adattata con una buona tenuta tutt'intorno all'orecchio esterno, sia un esempio di cuffia con una perdita sotto il cuscinetto. Il grafico in figura 3 mostra che mentre la cuffia aderente ha una buona attenuazione a tutte le frequenze, quella con una perdita non fornisce praticamente alcuna attenuazione a bassa frequenza. La maggior parte delle cuffie fornisce un'attenuazione che si avvicina alla conduzione ossea, circa 40 dB, per frequenze da 2,000 Hz e superiori. Le proprietà di attenuazione a bassa frequenza di una cuffia aderente sono determinate dalle caratteristiche del design e dai materiali che includono il volume del padiglione auricolare, l'area dell'apertura del padiglione auricolare, la forza e la massa dell'archetto.
Figura 3. Cuffie ben adattate e mal adattate e relative conseguenze di attenuazione
Tappi per le orecchie
La Figura 4 mostra un esempio di un inserto in schiuma ben inserito e completamente inserito (circa il 60% si estende nel condotto uditivo) e un esempio di un inserto in schiuma inserito male e poco profondo che copre appena l'ingresso del condotto uditivo. Il tappo per le orecchie ben adattato ha una buona attenuazione a tutte le frequenze. Il tappo per le orecchie in schiuma mal adattato ha un'attenuazione sostanzialmente inferiore. L'inserto per le orecchie in schiuma, se inserito correttamente, può fornire un'attenuazione che si avvicina alla conduzione ossea a molte frequenze. In caso di rumore di alto livello, le differenze di attenuazione tra un inserto in schiuma ben posizionato e uno inadeguato possono essere sufficienti per prevenire o consentire la perdita dell'udito causata dal rumore.
Figura 4. Inserti auricolari in schiuma ben adattati e uno mal adattato e le conseguenze dell'attenuazione
La Figura 5 mostra un inserto auricolare preformato ben adattato e mal adattato. In generale, i tappi per le orecchie preformati non forniscono lo stesso grado di attenuazione dei tappi per le orecchie o delle cuffie in schiuma correttamente montati. Tuttavia, i tappi per le orecchie preformati ben adattati forniscono un'attenuazione adeguata per la maggior parte dei rumori industriali. L'inserto per le orecchie preformato mal montato fornisce sostanzialmente meno e nessuna attenuazione a 250 e 500 Hz. È stato osservato che per alcuni portatori c'è effettivamente un guadagno a queste frequenze, il che significa che il livello di rumore protetto è effettivamente superiore al livello di rumore ambientale, esponendo chi lo indossa a un rischio maggiore di sviluppare la perdita dell'udito indotta dal rumore rispetto a quando il protettore fosse per niente indossato.
Figura 5. Inserti auricolari preformati ben adattati e uno mal adattato
Doppia protezione dell'udito
Per alcuni rumori ambientali, specialmente quando le esposizioni giornaliere equivalenti superano circa 105 dBA, una sola protezione dell'udito potrebbe non essere sufficiente. In tali situazioni, i portatori possono utilizzare sia le cuffie che i tappi per le orecchie in combinazione per ottenere da 3 a 10 dB circa di protezione extra, limitata principalmente dalla conduzione ossea della testa di chi li indossa. L'attenuazione cambia molto poco quando si utilizzano cuffie diverse con lo stesso inserto auricolare, ma cambia notevolmente quando si utilizzano inserti auricolari diversi con la stessa cuffia. Per la doppia protezione, la scelta del tappo auricolare è fondamentale per l'attenuazione al di sotto di 2,000 Hz, ma a 2,000 Hz e oltre essenzialmente tutte le combinazioni di cuffia/tappo auricolare forniscono un'attenuazione approssimativamente uguale ai percorsi di conduzione ossea del cranio.
Interferenza da occhiali e dispositivi di protezione individuale indossati sul capo
Gli occhiali di sicurezza o altri dispositivi come i respiratori che interferiscono con la tenuta circumaurale della cuffia possono degradare l'attenuazione della cuffia. Ad esempio, l'uso degli occhiali può ridurre l'attenuazione nelle singole bande di ottava da 3 a 7 dB.
Dispositivi a risposta piatta
Un paraorecchie o un tappo per le orecchie ad attenuazione piatta fornisce un'attenuazione approssimativamente uguale per le frequenze da 100 a 8,000 Hz. Questi dispositivi mantengono la stessa risposta in frequenza dell'orecchio non occluso, fornendo un'audizione dei segnali non distorta (Berger 1991). Un normale paraorecchie o tappi per le orecchie può suonare come se gli acuti del segnale fossero stati abbassati, oltre all'abbassamento generale del livello sonoro. La cuffia o il tappo per le orecchie ad attenuazione piatta suonerà come se solo il volume fosse stato ridotto poiché le sue caratteristiche di attenuazione sono "sintonizzate" mediante l'uso di risonatori, smorzatori e diaframmi. Le caratteristiche di attenuazione piatta possono essere importanti per i portatori che soffrono di ipoacusia ad alta frequenza, per coloro per i quali è importante comprendere il parlato pur essendo protetti o per coloro per i quali è importante avere un suono di alta qualità, come i musicisti. I dispositivi di attenuazione piatti sono disponibili come cuffie e tappi per le orecchie. Uno svantaggio dei dispositivi di attenuazione piatta è che non forniscono la stessa attenuazione delle cuffie e dei tappi per le orecchie convenzionali.
Dispositivi passivi sensibili all'ampiezza
Una protezione acustica passiva sensibile all'ampiezza non ha componenti elettronici ed è progettata per consentire le comunicazioni vocali durante i periodi silenziosi e fornire poca attenuazione a bassi livelli di rumore con una protezione che aumenta all'aumentare del livello di rumore. Questi dispositivi contengono orifizi, valvole o diaframmi destinati a produrre questa attenuazione non lineare, che tipicamente inizia quando i livelli sonori superano i 120 dB di pressione sonora (SPL). A livelli sonori inferiori a 120 dB SPL, gli orifizi e i dispositivi a valvola agiscono tipicamente come auricolari ventilati, fornendo fino a 25 dB di attenuazione alle frequenze più alte, ma un'attenuazione molto ridotta a 1,000 Hz e al di sotto. Poche attività lavorative e ricreative, diverse dalle gare di tiro (soprattutto in ambienti esterni), sono appropriate se ci si aspetta che questo tipo di protezione dell'udito sia veramente efficace nella prevenzione della perdita dell'udito causata dal rumore.
Dispositivi attivi sensibili all'ampiezza
Una protezione acustica sensibile all'ampiezza attiva ha obiettivi elettronici e di progettazione simili a una protezione acustica sensibile all'ampiezza passiva. Questi sistemi utilizzano un microfono posizionato all'esterno del padiglione auricolare o portato sulla superficie laterale dell'auricolare. Il circuito elettronico è progettato per fornire sempre meno amplificazione, o in alcuni casi per spegnersi completamente, all'aumentare del livello di rumore ambientale. Ai livelli del normale discorso conversazionale, questi dispositivi forniscono un guadagno unitario (il volume del discorso è lo stesso che se la protezione non fosse stata indossata), o anche una piccola quantità di amplificazione. L'obiettivo è mantenere il livello sonoro sotto la cuffia o il tappo auricolare a meno di 85 dBA equivalenti a campo diffuso. Alcune delle unità integrate nelle cuffie hanno un canale per ciascun orecchio, consentendo così di mantenere un certo livello di localizzazione. Altri hanno un solo microfono. La fedeltà (naturalezza) di questi sistemi varia tra i produttori. A causa del pacchetto elettronico integrato nel padiglione auricolare, necessario per avere un sistema attivo dipendente dal livello, questi dispositivi forniscono un'attenuazione da quattro a sei decibel in meno nel loro stato passivo, l'elettronica spenta, rispetto a cuffie simili senza l'elettronica.
Riduzione attiva del rumore
La riduzione attiva del rumore, pur essendo un vecchio concetto, è uno sviluppo relativamente nuovo per le protezioni acustiche. Alcune unità funzionano catturando il suono all'interno del padiglione auricolare, invertendone la fase e ritrasmettendo il rumore invertito nel padiglione auricolare per annullare il suono in ingresso. Altre unità funzionano catturando il suono al di fuori del padiglione auricolare, modificandone lo spettro per tenere conto dell'attenuazione del padiglione auricolare e inserendo il rumore invertito nel padiglione auricolare, utilizzando efficacemente l'elettronica come dispositivo di temporizzazione in modo che il suono elettricamente invertito arrivi in il padiglione auricolare contemporaneamente al rumore trasmesso attraverso il padiglione auricolare. La riduzione attiva del rumore è limitata alla riduzione dei rumori a bassa frequenza al di sotto di 1,000 Hz, con un'attenuazione massima da 20 a 25 dB che si verifica a una frequenza pari o inferiore a 300 Hz.
Tuttavia, una parte dell'attenuazione fornita dal sistema di riduzione attiva del rumore compensa semplicemente la riduzione dell'attenuazione delle cuffie che è causata dall'inclusione nel padiglione auricolare della stessa elettronica richiesta per effettuare le riduzioni attive del rumore. Attualmente questi dispositivi costano da 10 a 50 volte rispetto a cuffie o tappi per le orecchie passivi. Se l'elettronica si guasta, chi lo indossa potrebbe essere protetto in modo inadeguato e potrebbe avvertire più rumore sotto il padiglione auricolare che se l'elettronica fosse semplicemente spenta. Man mano che i dispositivi di cancellazione attiva del rumore diventano più popolari, i costi dovrebbero diminuire e la loro applicabilità potrebbe diventare più diffusa.
Il miglior protettore dell'udito
Il miglior protettore dell'udito è quello che chi lo indossa userà volentieri, il 100% delle volte. Si stima che circa il 90% dei lavoratori esposti al rumore nel settore manifatturiero negli Stati Uniti sia esposto a livelli di rumore inferiori a 95 dBA (Franks 1988). Hanno bisogno di un'attenuazione compresa tra 13 e 15 dB per fornire loro una protezione adeguata. Esiste un'ampia gamma di protezioni acustiche in grado di fornire un'attenuazione sufficiente. Trovare quello che ogni lavoratore indosserà volentieri il 100% delle volte è la sfida.
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