Processo di fabbricazione

La Figura 1 mostra una panoramica del processo di produzione degli pneumatici.

Figura 1. Il processo di produzione degli pneumatici

Compounding e miscelazione Banbury

Un miscelatore Banbury combina stock di gomma, nerofumo e altri ingredienti chimici per creare un materiale di gomma omogeneo. Il tempo, il calore e le materie prime sono fattori utilizzati per ingegnerizzare la composizione dei materiali. Gli ingredienti vengono generalmente forniti all'impianto in confezioni prepesate oppure vengono preparati e pesati dall'operatore di Banbury a partire da quantità sfuse. Gli ingredienti misurati vengono posizionati su un sistema di trasporto e il Banbury viene incaricato di avviare il processo di miscelazione.

Centinaia di componenti vengono combinati per formare la gomma utilizzata per la produzione di pneumatici. I componenti comprendono composti che agiscono come acceleranti, antiossidanti, antiozonanti, estensori, vulcanizzanti, pigmenti, plastificanti, rinforzanti e resine. La maggior parte dei costituenti non è regolamentata e potrebbe non aver avuto ampie valutazioni tossicologiche. In generale, l'esposizione professionale degli operatori di Banbury alle materie prime è stata ridotta grazie al miglioramento dei controlli amministrativi e ingegneristici. Permane tuttavia la preoccupazione per la natura e la quantità delle componenti che compongono l'esposizione.

Fresatura

La formatura della gomma inizia nel processo di fresatura. Al completamento del ciclo di miscelazione Banbury, la gomma viene posta su un mulino a gocce. Il processo di fresatura modella la gomma in strisce piatte e lunghe forzandola attraverso due rulli fissi che ruotano in direzioni diverse a velocità diverse.

Gli operatori della cartiera sono generalmente interessati ai rischi per la sicurezza associati al funzionamento aperto dei rulli di tornitura. I mulini più vecchi di solito avevano fili o barre che potevano essere tirati dall'operatore se rimaneva intrappolato nel mulino (vedi figura 2); i mulini moderni hanno barre del corpo all'altezza del ginocchio che si attivano automaticamente se l'operatore rimane intrappolato nei mulini (vedi figura 3).

Figura 2. Mulino più vecchio con una barra di scatto posizionata troppo in alto per essere efficace. L'operatore, invece, ha grandi guanti che verrebbero infilati nel mulino prima delle sue dita.

Ray C. Beccaccia

Figura 3. Mulino per linea di calandratura con una protezione della barra del corpo che spegne il mulino se scattato dagli operai.

Giacomo S. Federico

La maggior parte delle strutture dispone di ampie procedure di salvataggio di emergenza per i lavoratori intrappolati nelle cartiere. Gli operatori della cartiera sono esposti al calore e al rumore, nonché ai componenti formati dal riscaldamento o rilasciati dalla gomma) (vedere una cappa a tettoia sopra un mulino a caduta nella figura 4).

Figura 4. Mulino a caduta ed essiccatore con tettuccio e fili di scatto

Giacomo S. Federico

Estrusione e calandratura

L'operazione di calandra continua a modellare la gomma. La calandra è costituita da uno o più (spesso quattro) rulli, attraverso i quali vengono forzati i fogli di gomma (vedi figura 3).

La calandra ha le seguenti funzioni:

• preparare la gomma mescolata come un foglio uniforme di spessore e larghezza definiti

• applicare un sottile strato di gomma su un tessuto ("rivestimento" o "scrematura")

• forzare la gomma negli interstizi del tessuto per attrito ("attrito").

I fogli di gomma che escono dalla calandra vengono avvolti su tamburi, detti “gusci”, con distanziatori in tessuto, detti “rivestimenti”, per evitare che si attacchino.

L'estrusore viene spesso definito "tubero" perché crea componenti in gomma simili a tubi. L'estrusore funziona forzando la gomma attraverso stampi di forma appropriata. L'estrusore è costituito da una vite, cilindro o cilindro, testa e matrice. Un nucleo o un ragno viene utilizzato per formare l'interno cavo del tubo. L'estrusore realizza la sezione ampia e piatta dei battistrada dei pneumatici.

Gli operatori di estrusori e calandre possono essere esposti a talco e solventi, che vengono utilizzati nel processo. Inoltre, gli operai al termine dell'operazione di estrusione sono esposti a un compito altamente ripetitivo di collocare il battistrada su carrelli a più livelli. Questa operazione viene spesso definita prenotazione dei gradini, perché il carrello sembra un libro con i vassoi che sono le pagine. La configurazione dell'estrusore nonché il peso e le quantità di battistrada da prenotare contribuiscono all'impatto ergonomico di questa operazione. Sono state apportate numerose modifiche per ridurre questo problema e alcune operazioni sono state automatizzate.

Assemblaggio e costruzione di componenti

L'assemblaggio degli pneumatici può essere un processo altamente automatizzato. La macchina assemblatrice di pneumatici è costituita da un tamburo rotante, sul quale vengono assemblati i componenti, e da dispositivi di alimentazione per fornire al gommista i componenti da assemblare (vedi figura 5). I componenti di uno pneumatico includono talloni, tele, pareti laterali e battistrada. Dopo che i componenti sono stati assemblati, lo pneumatico viene spesso definito "pneumatico verde".

Figura 5. Operatore che assembla uno pneumatico su una macchina per pneumatici monostadio

I costruttori di pneumatici e altri lavoratori in quest'area del processo sono esposti a una serie di operazioni di movimento ripetitive. I componenti, spesso in rotoli pesanti, vengono posizionati sulle porzioni di alimentazione dell'attrezzatura di assemblaggio. Ciò può comportare un elevato sollevamento e movimentazione di rotoli pesanti in uno spazio limitato. La natura dell'assemblaggio richiede inoltre che il costruttore di pneumatici esegua una serie di movimenti simili o identici su ciascun assemblaggio. I costruttori di pneumatici utilizzano solventi, come l'esano, che consentono al battistrada e agli strati di gomma di aderire. L'esposizione ai solventi è un'area di preoccupazione.

Dopo essere stato assemblato, il pneumatico crudo viene spruzzato con un materiale a base di solvente o acqua per evitare che aderisca allo stampo di polimerizzazione. Questi solventi espongono potenzialmente l'operatore di spruzzatura, il gestore del materiale e l'operatore della pressa di polimerizzazione. Al giorno d'oggi, vengono utilizzati principalmente materiali a base d'acqua.

Indurimento e vulcanizzazione

Gli operatori della pressa di vulcanizzazione posizionano i pneumatici crudi nella pressa di vulcanizzazione o sull'attrezzatura di caricamento della pressa. Le presse di polimerizzazione in funzione nel Nord America esistono in una varietà di tipi, età e gradi di automazione (vedere figura 6). La pressa utilizza il vapore per riscaldare o polimerizzare il pneumatico crudo. L'indurimento o la vulcanizzazione della gomma trasforma il materiale appiccicoso e flessibile in uno stato non appiccicoso, meno flessibile e di lunga durata.

Figura 6. Pressa per polimerizzazione Bag-o-matic McNeal per passeggeri e autocarri leggeri ventilata con un ventilatore a soffitto, Akron, Ohio, Stati Uniti

Giacomo S. Federico

Quando la gomma viene riscaldata durante la polimerizzazione o nelle fasi precedenti del processo, si formano N-nitrosammine cancerogene. Qualsiasi livello di esposizione alla N-nitrosammina dovrebbe essere controllato. Dovrebbero essere fatti tentativi per limitare il più possibile l'esposizione alla N-nitrosammina. Inoltre, polveri, gas, vapori e fumi contaminano l'ambiente di lavoro quando la gomma viene riscaldata, curata o vulcanizzata.

Ispezione e finitura

Dopo la vulcanizzazione, le operazioni di finitura e ispezione devono ancora essere eseguite prima che il pneumatico venga immagazzinato o spedito. L'operazione di finitura taglia la bava o la gomma in eccesso dal pneumatico. Questa gomma in eccesso rimane sul pneumatico dagli sfiati nello stampo di polimerizzazione. Inoltre, potrebbe essere necessario molare gli strati di gomma in eccesso dalle pareti laterali o scrivere in rilievo sullo pneumatico.

Uno dei maggiori rischi per la salute a cui sono esposti i lavoratori durante la manipolazione di uno pneumatico vulcanizzato è il movimento ripetitivo. Le operazioni di finitura o smerigliatura dei pneumatici in genere espongono i lavoratori alla polvere o al particolato di gomma indurita (vedere figura 7). Ciò contribuisce alle malattie respiratorie nei lavoratori nell'area di finitura. Inoltre, esiste un potenziale per l'esposizione al solvente dalla vernice protettiva che viene spesso utilizzata per proteggere il fianco o la scritta del pneumatico.

Figura 7. Un depolveratore di una mola cattura la polvere di gomma

Ray C. Beccaccia

Al termine, il pneumatico è pronto per essere immagazzinato in un magazzino o spedito dallo stabilimento.

Preoccupazioni per la salute e la sicurezza

Le preoccupazioni per la salute e la sicurezza sul lavoro negli stabilimenti di produzione di pneumatici sono sempre state e continuano ad essere della massima importanza. Spesso l'impatto di gravi infortuni sul lavoro mette in ombra la devastazione associata a malattie che possono essere collegate alle esposizioni sul posto di lavoro. A causa dei lunghi periodi di latenza, alcune malattie non si manifestano fino a quando il lavoratore non ha lasciato il lavoro. Inoltre, molte malattie che possono essere associate all'esposizione professionale di impianti di pneumatici non vengono mai diagnosticate come correlate all'occupazione. Ma malattie come il cancro continuano a essere prevalenti tra i lavoratori della gomma negli impianti di produzione di pneumatici.

Sono stati condotti molti studi scientifici sui lavoratori degli impianti di produzione di pneumatici. Alcuni di questi studi hanno identificato un eccesso di mortalità per tumori della vescica, dello stomaco, del polmone, dell'emopoietico e di altro tipo. Queste morti in eccesso spesso non possono essere attribuite a una specifica sostanza chimica. Ciò è in parte dovuto alle esposizioni sul posto di lavoro che coinvolgono molte singole sostanze chimiche per tutta la durata dell'esposizione e/o alle esposizioni combinate a più sostanze chimiche contemporaneamente. Frequenti sono anche le modifiche alla formulazione dei materiali utilizzati in uno stabilimento di pneumatici. Questi cambiamenti nei tipi e nelle quantità dei costituenti della mescola di gomma creano ulteriori difficoltà nel rintracciare gli agenti causali.

Un'altra area di preoccupazione sono i problemi respiratori o l'irritazione respiratoria nei lavoratori delle fabbriche di pneumatici (ad es. costrizione toracica, mancanza di respiro, riduzione delle funzioni polmonari e altri sintomi respiratori). L'enfisema ha dimostrato di essere un motivo comune per il pensionamento anticipato. Questi problemi si riscontrano spesso nelle aree di stagionatura, lavorazione (premiscelazione, pesatura, miscelazione e riscaldamento delle materie prime) e finitura finale (ispezione) degli impianti. Nella lavorazione e nell'indurimento, le esposizioni chimiche sono spesso a numerosi componenti a livelli di esposizione relativamente bassi. Molti dei singoli componenti a cui sono esposti i lavoratori non sono regolamentati dalle agenzie governative. Quasi altrettanti non sono stati adeguatamente testati per la tossicità o cancerogenicità. Inoltre, negli Stati Uniti, è improbabile che i lavoratori degli impianti di pneumatici in queste aree siano tenuti a utilizzare la protezione respiratoria. Non è stata identificata alcuna chiara causa di distress respiratorio.

Molti lavoratori delle fabbriche di pneumatici hanno sofferto di dermatite da contatto, spesso non legata a una sostanza in particolare. Alcuni dei prodotti chimici che sono stati collegati alla dermatite non sono più utilizzati nella produzione di pneumatici in Nord America; tuttavia, molte delle sostanze chimiche sostitutive non sono state completamente valutate.

I disturbi traumatici ripetitivi o cumulativi sono stati identificati come un'area di preoccupazione nella produzione di pneumatici. I disturbi da trauma ripetitivo includono tenosinovite, sindrome del tunnel carpale, sinovite, perdita dell'udito indotta dal rumore e altre condizioni risultanti da movimenti ripetitivi, vibrazioni o pressione. Il processo di produzione degli pneumatici contiene intrinsecamente occorrenze eccessive e multiple di manipolazione di materiali e prodotti per gran parte degli addetti alla produzione. In alcuni paesi, molti miglioramenti sono stati e continuano ad essere introdotti negli stabilimenti per affrontare questo problema. Molti dei miglioramenti innovativi sono stati avviati dai lavoratori o dai comitati congiunti di gestione del lavoro. Alcuni dei miglioramenti forniscono controlli ingegneristici per manipolare materiali e prodotti (vedi figura 8).

Figura 8. Un sollevatore a vuoto trasporta i sacchi al trasportatore di carico per un miscelatore Banbury, eliminando la tensione alla schiena dovuta alla movimentazione manuale

Ray C. Beccaccia

Anche a causa della ristrutturazione della forza lavoro, l'età media dei lavoratori in molti stabilimenti di pneumatici continua ad aumentare. Inoltre, sempre più impianti di produzione di pneumatici tendono a funzionare ininterrottamente. Molte strutture con operazioni continue prevedono turni di lavoro di 12 ore e/o turni a rotazione. La ricerca continua a studiare le possibili relazioni tra turni di lavoro prolungati, età e disturbi da traumi cumulativi nella produzione di pneumatici.

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