Factsheet del SUVA affronta i problemi sanitari riscontrati nei diversi procedimenti di saldatura e taglio e le relative misure di sicurezza dal punto di vista tecnico e di igiene del lavoro.
Con il termine saldatura e processi correlati si fa riferimento all’unione, separazione o rivestimento di sostanze metalliche mediante utilizzo di calore o pressione e con o senza l’uso di materiali aggiuntivi (elettrodi a filo metallico o a bacchetta, piombo, polvere per saldatura). Il calore può essere originato, ad esempio, da una fiamma ossidrica o dalla corrente elettrica.
L’attività della saldatura può comportare numerosi rischi (fumi, polveri, vapori, gas, rumore, campi elettromagnetici, vibrazioni, alte temperature, posture obbligate, ecc.). SUVA, istituto svizzero per l’assicurazione e la prevenzione degli infortuni, affronta in particolare il tema dell’esposizione del saldatore a sostanze pericolose per la salute con un documento dal titolo “Rischi sanitari della saldatura”.
Si riporta di seguito un estratto del documento del SUVA. Per la completezza delle informazioni si consiglia la visualizzazione del documento originale scaricabile dal link in fondo alla pagina.
Panoramica sui più importanti procedimenti di saldatura e taglio
Saldatura per pressione: Nella saldatura per pressione i materiali metallici vengono uniti sotto pressione ed eventualmente con calore localmente limitato. Generalmente non viene utilizzato alcun materiale d’apporto per la saldatura. Fanno parte di questo procedimento, per esempio, la saldatura per resistenza a punti e la saldatura ad attrito.
Saldatura per fusione: Nel processo di saldatura per fusione i punti di contatto delle parti metalliche da unire vengono scaldati sino al punto di fusione e uniti uno con l’altro, solitamente con l’ausilio di un materiale d’apporto di composizione adatta. I procedimenti più noti sono i seguenti: saldatura con elettrodo a bacchetta rivestito (LBH), saldatura di metalli con filo elettrodo in gas attivo (MAG), saldatura di metalli con filo elettrodo in gas inerte (MIG/TIG), saldatura all’arco in atmosfera di gas inerte con elettrodo di tungsteno (WIG), saldatura ad arco sommerso, saldatura a laser, saldatura con procedimento autogeno (saldatura a gas e a fiamma) e saldatura al plasma.
Brasatura: Nel processo di brasatura i pezzi metallici da trattare vengono uniti con l’aiuto di un metallo d’apporto fuso. I materiali di base, prima della giunzione, vengono bagnati senza che essi stessi vengano fusi. Oltre a ciò possono essere usati fondenti e/o gas di protezione per brasatura. Si distingue la brasatura dolce e la brasatura forte. Nella brasatura dolce le leghe sono costituite da stagno, zinco, cadmio e antimonio, un tempo anche da piombo. Nella brasatura forte le leghe sono costituite da rame e argento. I fumi della brasatura dipendono dai fondenti e dalle leghe utilizzate.
Taglio: In questo procedimento termico di taglio il materiale viene liquefatto da un getto di gas e tagliato. Esistono due procedimenti tecnici, in particolare la tecnica autogena per esempio l’ossitaglio, e la tecnica di taglio con raggio luminoso come, per esempio, il taglio laser e il taglio al plasma. Nella procedura di taglio termico il fumo è costituito fondamentalmente dal materiale di base. Le singole particelle sono più grandi rispetto a quanto accade nella saldatura e solo in parte penetrano negli alveoli.
Le più importanti sostanze pericolose per la salute nella saldatura
Durante la saldatura, a seconda della procedura utilizzata, si liberano svariati fumi, polveri, vapori e gas contenenti diverse sostanze. Complessivamente nei fumi e nei gas si trovano circa 40 sostanze chimiche. Le sostanze nocive originano dallo stesso materiale lavorato che permane nell’aria in forma di particelle metalliche o derivati del metallo (per esempio ossidi), materiali d’apporto (elettrodi, elettrodi a bacchetta, piombo, polvere per saldatura, ecc.) oppure queste vengono asportate dalla ricopertura come lacche o rivestimenti metallici o detergenti. Va tenuto conto anche dei materiali di consumo (gas combustibili, gas protettivi, fon-denti ecc.).
Fumo: La fonte più importante del fumo di saldatura è rappresentata dalle sostanze aggiuntive. Il fumo si forma da un lato con la condensazione e l’ossidazione dei metalli nella fase di vapore, e dall’altro in seguito a una combustione incompleta di materiali organici come il materiale d’apporto o il rivestimento.
Gas e vapori: Sostanze nocive gassose originano dai gas combustibili, dall’aria, dai materiali di rivestimento o dalle impurità. Esempi di sostanze nocive gassose sono l’ozono, il monossido di carbonio, l’ossido di azoto, l’acido cloridrico o l’aldeide. Dei gas va anche considerato il rischio di incendio ed esplosione, così come il rischio di intossicazione da biossido di carbonio, ossido d’azoto o argon.
Polveri: Le singole particelle nella saldatura, nel taglio e nella brasatura hanno un diametro da 0,01 fino a 1 μm e pertanto possono raggiungere gli alveoli (frazione alveolare della polvere). I saldatori, rispetto ad altri gruppi professionali, sono più fortemente esposti a tali particelle, in particolare quelle con diametro <0,1 μm (particelle ultrafini). Le particelle, solitamente, sono più piccole nei lavori di saldatura rispetto a quelli di taglio. Un’eccezione è rappresentata dai procedimenti di taglio con laser nei quali si formano soprattutto particelle ultrafini.
Una piccola parte dei fumi da saldatura è composta, in forma agglomerata, dalla frazione di polvere inalabile. Nelle procedure di taglio termico o spruzzatura a caldo, per esempio, si possono formare queste grandi particelle con granulometria fino a 100 μm.
Il carico di polveri nella saldatura dipende da fattori specifici per procedura e materiale: la saldatura con elettrodi a bacchetta (barretta) mostra il più alto tasso di emissione rispetto a tutte le procedure di saldatura, la saldatura WIG e quella al plasma mostrano il livello più basso di liberazione di fumi. Tramite adeguate misure di igiene del lavoro, come le apparecchiature di aspirazione, l’esposizione ai fumi può essere fortemente ridotta.
Malattie a seconda della sostanza pericolosa
Ferro: Il fumo di ferro può irritare le vie aeree. Dopo un’esposizione intensa per lungo tempo può verificarsi una siderosi o una siderofibrosi polmonare. La siderosi polmonare viene anche definita “polmone del saldatore”. In questo caso le particelle di ossido di ferro, prevalentemente inerti, dopo l’inalazione vengono depositate nei tessuti interstiziali e si accumulano nei macrofagi (“tatuaggio da ferro”). Si trovano depositi di ferro soprattutto attorno ai bronchi, ai vasi polmonari e nei linfonodi broncopolmonari. A livello radiografico questi depositi appaiono come ispessimenti distribuiti in modo disseminato e reticolare, con un aspetto che va dal puntiforme fino al nodulare. Le alterazioni osservate con la TC assomigliano a quelle che si possono osservare nei fumatori. Questa alterazione pare associata a una elevata esposizione al fumo di saldatura e diventa visibile solo dopo circa cinque anni di esposizione, mentre la frequenza aumenta con gli anni, soprattutto per le attività di lunga durata.
Se oltre ai depositi di ossido di ferro è presente anche una fibrosi, si parla di siderofibrosi. A volte si osserva anche un’infiammazione associata. La siderofibrosi viene classificata nei gradi da I a III secondo Müller e Verhoff a seconda dell’entità dei depositi, della fibrosi e dell’infiammazione. Le alterazioni fibrotiche compaiono con la maggior frequenza in chi effettua saldature con elettrodo a bacchetta, in quanto questa procedura ha il più alto tasso di emissioni. Nell’area linguistica anglo-americana in questi casi si parla di “Arc Welder’s Lung”. La presenza di ozono (nella saldatura di materiali a base di alluminio e acciaio temprato) o ossidi di azoto (nella saldatura con fiamma a gas) aumenta l’effetto fibrotico del fumo di saldatura.
Le semplici siderosi solitamente non causano limitazioni della funzione polmonare e hanno una progressione minima o nulla. Queste non posseggono quindi alcun valore di malattia. Una siderofibrosi viene riconosciuta come malattia professionale con un’adeguata valutazione dell’anamnesi lavorativa e dei reperti clinici in caso di attività per anni come saldatore e presenza delle relative condizioni quali situazioni di scarsa aerazione in cantine, tunnel, contenitori, cisterne.
Manganese: Il manganese e i suoi composti inorganici in caso di inalazione hanno un effetto tossico sui polmoni e sul sistema nervoso centrale. Nelle fasi iniziali di un’intossicazione da manganese prevalgono l’insonnia, l’instabilità emotiva, i disturbi della memoria, la cefalea, i crampi muscolari o effetti neurologici subclinici come un’alterazione del finger tapping (atto di sollevamento e abbassamento di un dito). Dopo l’inalazione di polveri contenenti manganese nei polmoni si può verificare una reazione infiammatoria con bronchite o polmonite.
In caso di esposizione cronica al manganese, questo metallo di transizione si accumula nel tronco encefalico e nei gangli della base. In questa sede altera il sistema dopaminergico e causa un parkinsonismo (manganismo), tuttavia sovente non vengono soddisfatti i criteri per una vera sindrome di Parkinson. Il ferro utilizza in parte le stesse vie di trasporto del manganese (transferrina), per cui viene discusso l’effetto protettivo di un livello marziale sufficientemente alto nel sangue.
Una metanalisi pubblicata nel 2009 ha studiato la relazione tra la concentrazione di polvere di manganese e l’intensità dell’effetto (nel caso concreto il finger tapping), per calcolare un rapporto dose-effetto. Un simile rapporto potrebbe, per esempio, essere utilizzato per il calcolo di un valore limite. La linea di regressione calcolata in questa analisi ha tuttavia mostrato un piccolo margine di adattamento e la pendenza della retta non risultava significativamente diversa da 0; ciò significa che non è stata osservata un’associazione certa tra concentrazione di polvere e intensità dell’effetto.
In caso di esposizione al manganese, come è il caso soprattutto nella saldatura MAG, l’accertamento più importante nell’ambito del monitoraggio biologico è la determinazione della concentrazione di manganese nel sangue. Lo studio sul manganese di Heidelberg ha mostrato che con valori ematici inferiori al valore BAT di 20 μg/l non sono presumibili effetti neurotossici.
Nichel: Il disturbo di salute più frequente indotto dal nichel è la dermatite da contatto. Si tratta di una sensibilizzazione di tipo tardivo (reazione di tipo IV) e può comparire dopo un contatto di lunga durata con il nichel. Ne è colpito il 10-20% della popolazione totale; le donne si sensibilizzalo più spesso rispetto agli uomini.
Nei lavori di saldatura, al contrario, non c’è un contatto con la cute ma soprattutto un’assunzione inalatoria di nichel. In questo caso è particolarmente tossico il tetracarbonilnichel, Ni(CO)4 , che si forma con la reazione tra nichel e monossido di carbonio. Dopo l’assunzione inalatoria di tetracarbonilnichel si possono verificare cefalea, nausea, cianosi, debolezza, febbre e polmonite.
In seguito all’esposizione a composti del nichel è stato osservato un aumento del tasso di cancro di cavità nasali e seni paranasali e delle basse vie aeree (laringe compresa). Il meccanismo non dovrebbe essere direttamente genotossico, fatto che fa pensare all’esistenza di una concentrazione soglia in rapporto all’effetto cancerogeno. I composti del nichel, nella lista svizzera dei valori limite, sono classificati nella classe 1 di cancerogenicità, ciò significa che l’effetto cancerogeno è sufficientemente dimostrato con studi clinici sugli esseri umani. Secondo lo IARC, tuttavia, negli esseri umani questa forza probante vale soltanto per il solfato di nichel e per solfuro e ossido di nichel. Il nichel metallico è stato classificato nella categoria 3 di cancerogenicità, ciò significa che in base ad adeguate sperimentazioni sugli animali esistono indizi per un effetto cancerogeno, ma che le informazioni per una decisione non sono sufficienti.
Cromo: Nel fumo di saldatura dell’acciaio inossidabile e altre leghe contenenti cromo e materiali d’apporto sono presenti cromo (VI) e cromo (III). Il cromo (III) ha una minore importanza tossicologica rispetto al cromo (VI). Il primo è corrosivo e può causare ulcerazioni croniche dopo il contatto con il setto nasale e la cute e può inoltre scatenare reazioni cutanee allergiche di tipo IV o asma. Il cromo (VI) nella lista dei valori limite è classificato nella classe 1 di cancerogenicità (il cromo (III) e il cromo metallico non sono cancerogeni). Il cromo (VI) aumenta il rischio di cancro del polmone e probabilmente di cancro delle cavità nasali e dei seni paranasali, come è stato osservato in particolare nei lavoratori addetti alla galvanizzazione e alla cromatura e anche alla produzione di cromati e pigmenti cromati. In una metanalisi sul rapporto tra esposizione ai composti del cromo (VI) e rischio di carcinoma bronchiale nei lavoratori esposti è stato calcolato un SMR (Standardized Mortality Ratio) rispettivamente di 1.41 e 1.12 dopo la correzione per l’abitudine al fumo. La presenza di una concentrazione soglia è in discussione.
Piombo: Un tempo sono state utilizzate vernici e lacche contenenti piombo, oggi proibite secondo l’ORRPChim, così come vernici e lacche contenenti cadmio. Peraltro, in alcuni contesti, sono ancor sempre utilizzate leghe contenenti piombo. Il piombo può causare danni al sistema nervoso. Se viene colpito il sistema nervoso centrale, si possono osservare sintomi sotto forma di sindrome neurastenica. In questo caso, tuttavia, sono necessarie esposizioni elevate per tempi lunghi che oggi non si verificano praticamente più. Se perdura l’esposizione possono comparire anche disturbi al sistema nervoso periferico. Un esempio noto di questa tossicità è la mano cadente nel saturnismo. Altri quadri clinici sono le anemie con colorazione basofila degli eritrociti, alterazioni del metabolismo delle porfirine con aumento di acido delta-aminolevulinico e coproporfirina nell’urina o alterazioni funzionali tubulari renali con microproteinuria e alterazioni del sistema riproduttivo.
Rame: I più frequenti problemi di salute associati agli effetti del rame sono i disturbi gastroenterici e le lesioni epatiche dopo la ingestione, per esempio nelle bevande che sono state conservate in vasi che rilasciano rame. Nei saldatori, dopo l’esposizione a fumi di rame, sono state osservate irritazioni delle vie aeree e febbre da inalazione di fumi metallici, che si manifesta con iperpiressia, cefalea, secchezza delle fauci e della gola con gusto metallico, nausea e dispnea. La febbre da inalazione di fumi metallici inizia alcune ore dopo l’esposizione per terminare dopo 1-2 giorni.
Zinco: L’ossido di zinco si forma, per esempio, durante la saldatura di metallo galvanizzato. Dopo l’inalazione di ossido di zinco (e altri composti dello zinco) può comparire una febbre da inalazione di fumi metallici. Un eccesso di zinco nel cervello esercita un effetto dannoso sui neuroni. Dopo l’ingestione di zinco si possono avere disturbi gastroenterici come vomito o lesioni pancreatiche (danni alle cellule beta o fibrosi) o si possono verificare effetti tossici cerebrali. Lo zinco, inoltre, inibisce l’assorbimento del rame nell’intestino e può causare una carenza del rame stesso.
Stagno: Lo stagno e i suoi composti inorganici possono essere presenti nei metalli (leghe) d’apporto e sono relativamente poco tossici. Un’inalazione cronica può portare alla cosiddetta stannosi, una pneumoconiosi benigna. Dopo l’ingestione si può verificare una gastroenterite acuta. Alcuni composti organici dello stagno (trietil- e trimetilstagno) sono neurotossici e, in elevata concentrazione, causano encefalopatie ed edema cerebrale. Il tributilstagno può causare irritazioni o ustioni cutanee.
Cadmio: Il cadmio un tempo era un componente di alcuni metalli (leghe) d’apporto, ma oggi, a norma dell’ORRPChim, è vietato. La tossicità dipende dal tipo di composto del cadmio. Il cloruro, l’ossido e il carbonato di cadmio sono più tossici del solfuro di cadmio. Un’esposizione di lunga durata al cadmio può causare lesioni polmonari ostruttive e danni renali con conseguente osteoporosi. Un’esposizione a fumi di saldatura contenenti cadmio può causare irritazioni polmonari con decorso grave. Il cadmio e i suoi composti appartengono alla categoria 2 di cancerogenicità secondo la lista svizzera dei valori limite, ciò significa che questa sostanza dovrebbe essere considerata cancerogena. È in discussione il fatto che il cadmio aumenti il rischio di cancro del polmone e parimenti viene discussa un’associazione con il cancro renale e pancreatico.
Alluminio: Dopo un’esposizione a concentrazioni elevate e per molti anni a fumi di saldatura contenenti alluminio si può sviluppare una pneumoconiosi detta alluminosi. Mentre l’alluminio si è dimostrato neurotossico negli esperimenti sugli animali, portando alla deposizione dei cosiddetti “neurofibrillary tangles” nei neuroni, il significato di questa neurotossicità negli esseri umani non è chiaro. I neurofibrillary tangles compaiono anche nella malattia di Alzheimer, tuttavia esistono poche evidenze riguardo al ruolo causale dell’alluminio in questa demenza. È parimenti controverso il ruolo dell’alluminio in altri disturbi cognitivi.
Ozono: L’ozono si forma a partire dall’ossigeno con la radiazione UV dell’arco elettrico, per esempio nelle procedure di saldatura MIG, WIG e ad arco al plasma. L’ozono può causare secchezza delle mucose, cefalea, infiammazione delle basse vie aeree e quindi bronchite, asma, edema o fibrosi polmonare. L’effetto cancerogeno è in discussione, tuttavia al momento mancano dati per una valutazione definitiva. Nella lista svizzera dei valori limite, perciò, l’ozono è classificato nella categoria 3 delle sostanze cancerogene.
Monossido di carbonio: Il monossido di carbonio si forma dalla combustione incompleta di gas combustibili, fondenti e rivestimenti. Esso causa cefalea, vertigini e nausea. Dato che è inodore, inavvertito e ad alte concentrazioni in ambienti chiusi, può portare a morte per intossicazione.
Ossidi di azoto (gas nitrosi): Essi si formano dall’ossidazione dell’azoto nell’aria ai margini della fiamma o dell’arco elettrico. A temperature superiori a 1000°C si forma prima di tutto monossido di azoto che, a temperatura ambiente, si ossida a biossido di azoto. Il biossido di azoto, come l’ozono, può causare secchezza delle mucose, cefalea, infiammazione delle basse vie aeree, edema e fibrosi polmonare.
Altre sostanze: Ulteriori possibili sostanze nocive sono i fluoruri, il fosgene, il vanadio e le aldeidi di materiali di rivestimento, ingrassanti e sgrassanti, ma anche gli isocianati durante la termodegenera-zione delle lacche poliuretaniche. Nel trattamento delle superfici di un pezzo tramite sabbiatura possono essere rimossi ruggine, sporcizia, colori e altre impurità. Durante queste attività, a seconda del metodo, si può verificare un’esposizione ai silicati che possono ugualmente portare a infiammazione e fibrosi del parenchima polmonare.
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