Saldatori | Rischi ed Effetti sulla salute

ID 7012 | Rev. 1.0 del 23.09.2019

Il numero di occupati in imprese IT che fabbricano prodotti in metallo, macchine e apparecchi meccanici, e quindi potenzialmente adibiti a mansioni di saldatura, arriva ad 1 milione. Il lavoro di saldatura è eterogeneo in termini di tecnologia, di materiali utilizzati, di posto di lavoro, di tipo ed intensità dell’esposizione professionale; quindi i rischi per la salute sono variabili.
 
Il documento è stato elaborato con dati estratti dai seguenti studi allegati:

- Le nuove tecniche di saldatura e rischi per la salute (G. Marina La Vecchia - Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale - Università di Brescia
- Rischi sanitari della saldatura SUVA 2013.

La Tabella I riassume i principali pericoli connessi al lavoro di saldatura tradizionale. Molti di questi componenti pericolosi sono stati eliminati o ridotti con le nuove tecniche di saldatura.

Tuttavia queste tecniche trovano un’applicazione ancora limitata e non vi sono studi specifici sui lavoratori esposti. È stato osservato, ad esempio, che la saldatura dell’alluminio per frizione libera aerosol di particelle submicroniche e ultrafini di zinco, alluminio e ferro per cui i rischi per la salute potrebbero essere diversi da quelli tradizionali. 

Tabella 1 - Saldatura e fattori di rischio

I principali effetti sulla salute durante il processo di saldatura essere distinti in acuti e cronici, respiratori e non respiratori.

Fig. 1 Effetti sulla salute

2. Effetti acuti
2.1 Respiratori

Gli effetti respiratori acuti sono stati descritti in lavoratori esposti a concentrazioni elevate di fumi di saldatura.

- Febbre da fumi metallici
Rappresenta il più frequente disturbo respiratorio acuto nei saldatori.
È caratterizzata da sintomi similinfluenzali (febbre, brividi, malessere generale, mialgie, cefalea, tosse secca, dispnea), che iniziano dopo 4-8 ore dall’esposizione e si risolvono spontaneamente in 24-48 ore. È in genere dovuta all’inalazione di fumi contenenti ossidi di zinco nella saldatura di acciaio zincato, ma può essere causata da altri ossidi metallici (rame, magnesio, stagno o cadmio). Studi sull’uomo hanno suggerito che vi sia un reclutamento intrapolmonare di polimorfonucleati neutrofli con liberazione di TNF-α, nelle fasi iniziali (3 ore), e più tardivamente di IL-6 e IL-8 (8-22 ore). Una caratteristica della febbre da metalli è lo sviluppo di tolleranza per 1-2 giorni dopo un episodio, per cui i lavoratori restano asintomatici in occasione di esposizioni ripetute e i sintomi si manifestano più spesso il lunedì.

- Decremento della funzione respiratoria
È stata osservata una lieve e transitoria riduzione di indici funzionali respiratori durante il turno (volumi polmonari, flussi massimi espiratori, transfer del CO), specie nei saldatori esposti ad elevate concentrazioni di fumi, che può essere associata a sintomi respiratori come tosse, espettorato, sibili e senso di oppressione toracica. Le alterazioni funzionali e i sintomi respiratori sono reversibili e non sono correlati allo sviluppo di asma o BPCO.

1.2 Non respiratori
- Ustioni ed elettrocuzioni dovute al calore e all’elettricità.
- Foto-dermatiti da UV nelle zone cutanee scoperte.
- Foto-cheratocongiuntivite causata dalle radiazioni ultraviolette sviluppate dall’arco elettrico.
- Infiammazione sistemica.

- cute e occhi
L'arco elettrico e la fiamma di saldatura producono radiazioni ottiche nel campo dell'infrarosso fino all'ultravioletto. L'intensità dipende, tra l'altro, dal procedimento utilizzato, dal gas protettivo e dal materiale in lavorazione. Quindi, in caso di misure di protezione carenti, o a causa di riflessi, si possono avere lesioni corneali. A rischio non è soltanto il saldatore ma lo sono anche le persone che si trovano nelle vicinanze. L'irradiazione ultravioletta può causare un'infiammazione congiuntivale e corneale (cheratocongiuntivite fotoelettrica). Questo "abbagliamento del saldatore" compare alcune ore dopo la saldatura e scompare senza reliquati sospendendo l'esposizione dopo uno o due giorni. L'irradiazione infrarossa della saldatura può causare alterazioni associate al calore.

La luce ultravioletta presente nella saldatura ad arco elettrico e a fiamma, può causare una dermatite da UV ("ustione solare") delle zone di cute non protetta come collo o avambracci. Dopo diversi anni di saldatura sono state descritte anche alterazioni cutanee croniche. Ulteriori informazioni sui danni cutanei da UV si possono trovare nella pubblicazione della Suva "Brufliche Hautkrankheiten" (Fr.: "Les dermatoses professionnelles").

Scintille, scorie, parti metalliche incandescenti o anche esplosioni o incendi possono causare ustioni, in particolare a mani e viso.

3. Effetti cronici
3.1 Respiratori

- Bronchite cronica/Broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO)
La tosse e l’espettorato cronici sono i sintomi più frequentemente associati al lavoro di saldatura. Numerosi studi hanno indicato che i fumi di saldatura possono indurre bronchite cronica indipendentemente dall’abitudine al fumo. Tuttavia, la prevalenza di bronchite cronica particolarmente elevata nei saldatori che fumano ha suggerito che vi sia un’interazione tra fumo di sigaretta e saldatura. Vi è limitata evidenza che l’esclusiva esposizione a fumi di saldatura, in assenza di episodi acuti di inalazione massiva di fumi o di altre esposizioni concomitanti o di abitudine al fumo di sigaretta, determini BPCO.

- Pneumoconiosi/fibrosi polmonare
La comparsa di piccole opacità nodulari alla radiografia del torace di esposti a fumi di saldatura per almeno 15 anni, dovute ad accumulo di ossidi di ferro nei macrofagi alveolari, senza evidenza di fibrosi polmonare evolutiva è stata definita “siderosi”. Questa pneumoconiosi benigna è in genere asintomatica e senza alterazioni della funzione respiratoria. Sono stati tuttavia descritti dei casi di fibrosi polmonare interstiziale in saldatori con esposizione più lunga (>25 anni) ed ad elevate concentrazioni di fumi, in cui i depositi di ferro erano contigui ad aree di fibrosi. In questi casi, i soggetti potevano avere sintomi respiratori, come dispnea e bronchite cronica, e alterazioni della funzione respiratoria (quadro restrittivo o misto, riduzione del transfer del CO, ipossiemia da sforzo).

- Asma
L’esposizione a fumi di saldatura è frequentemente associata con asma correlata al lavoro, che comprende l’asma professionale, l’asma da irritanti e l’asma preesistente esacerbata dal lavoro. L’agente causale nei casi di asma professionale in genere non è stato determinato. Negli studi che hanno eseguito test di provocazione bronchiale specifico, l’asma era indotta da fumi di saldatura di acciai inossidabili ed è stato quindi ipotizzato che gli agenti causali fossero cromo e nickel.

- Infezioni respiratorie
La frequenza e la gravità di infezioni delle vie aeree superiori e inferiori è maggiore nei saldatori. L’inalazione di fumi metallici aggrava la prognosi di polmonite e comporta un eccesso di mortalità per questa causa. Il fenomeno è stato attribuito ad una ridotta capacità citotossica delle cellule immunocompetenti dei saldatori.

- Cancro polmonare
I fumi di saldatura sono stati classificati dalla International Agency for Research on Cancer (IARC) come 1, “cancerogeni” da IARC Monograph 118 Welding Molybdenum Trioxide, and Indium Tin Oxide (2018), aggiornamento della IARC Monograph 49 Chromium, Nickel and Welding (1990) nella quale erano 1 "possibili cancerogeni".

Precedentemente era stato ipotizzato che il rischio cancerogeno fosse circoscritto alla saldatura di acciaio inossidabile per il contenuto in cromo e nickel, noti cancerogeni polmonari. Con la IARC Monograph 118 del 2018, aggiornamento della precedente IARC Monograph 1990 del 1989, è stata introdotta nella valutazione le radiazioni ultraviolette emesse nel processo, già di per se classe 1 (IARC Monograph 100D), che porta la nuova classificazione dei fumi di saldatura a classe 1 (cancerogeni)

Vedi il Documento ID 9147 | 23.09.2019

3.2 Non respiratori

- Sistema nervoso centrale
È stato dimostrato che il manganese è neurotossico se inalato in elevate concentrazioni sul posto di lavoro. Tuttavia, la questione se il manganese contenuto nei fumi di saldatura possa causare problemi neurologici non è ancora risolta, ad eccezione di casi isolati che avevano lavorato in particolari condizioni espositive e presentavano chiara intossicazione da manganese. Alcuni costituenti dei fumi di saldatura (manganese, piombo, alluminio) sono sospettati di causare sintomi psichiatrici in lavoratori esposti.

- apparato riproduttivo
Esistono indizi che nei saldatori, in particolare di acciai altamente legati, possa comparire una limitazione dose-dipendente della qualità dello sperma, fatto che potrebbe portare ad altera-zioni della fertilità [OSHA, Rom, IARC].

- apparato locomotore
Gran parte del lavoro di un saldatore è statica. A seconda dell'equipaggiamento, devono esse-re sorretti contemporaneamente il cannello e la visiera di protezione. A volte devono essere sollevate parti da lavorare pesanti. I problemi ergonomici dipendono anche dalla dimensione delle parti da lavorare: per i piccoli pezzi prodotti in serie possono essere utilizzati tavoli di lavoro; a questo proposito, per la lavorazione di pezzi più grandi, raramente sono disponibili posti di lavoro adattati secondo un concetto ergonomico. Negli spazi ristretti e per i lavoro da effettuare al di sopra del capo si producono allo stesso modo situazioni sfavorevoli con posizioni obbligate. Anche il procedimento di saldatura utilizzato influenza il carico dell'apparato locomotore. Nella saldatura con elettrodo a bacchetta questo deve essere sostituito dopo circa 2 minuti, fatto che rende poco ordinata l'attività di saldatura; negli altri procedimenti di saldatura (MIG/MAG), a questo proposito è possibile lavorare al pezzo per un tempo più lungo e quindi il carico di lavoro statico è maggiore.

- campi elettromagnetici
Nella saldatura elettrica si formano campi elettrici e magnetici (EMF). Per quanto riguarda i rischi per la salute i campi elettrici sono trascurabili date le correnti relativamente basse. Al contrario i campi magnetici possono essere significativi a causa delle alte intensità di corrente. Correnti elevate fino a 750 A vengono utilizzate soprattutto nei procedimenti di saldatura ad arco elettrico MIG, MAG e WIG e nella saldatura a punti. I campi magnetici generano correnti nel corpo stesso perché influenzano le molecole cariche elettricamente. I fenomeni irritativi delle cellule muscolari e nervose o anche i cosiddetti fosfeni retinici sono effetti indesiderati diretti, scientificamente accertati, dei campi magnetici elevati.
Questi sono fenomeni luminosi percepiti soggettivamente che sono prodotti dall'irritazione elettrica delle cellule retiniche. Per la pratica in medicina del lavoro, invece, ha importanza la possibilità che venga esercitata un'influenza su pacemaker, defibrillatori impiantabili, neurostimolatori e altri dispositivi attivi.

- vibrazioni
Spesso i lavoratori che effettuano lavori di saldatura utilizzano anche apparecchiature vibranti per pulire o rettificare i pezzi. In caso di utilizzo per tempi lunghi di questi apparec-chi possono comparire alterazioni sensoriali e vascolari delle dita nel contesto della sindrome di Raynaud.

- udito
A seconda della procedura di saldatura, del pezzo in lavorazione o dei parametri elettrici, l'esposizione al rumore è notevole e può superare il picco di rumore citato nella lista svizzera dei valori limite pari a Leq 85 dB (A). Questo è il caso in particolare per il taglio al plasma, le macchine ossitaglio, il riscaldo alla fiamma oppure quando esistono contemporanea-mente altre fonti di rumore in posti di lavoro adiacenti.

- cute
La luce ultravioletta presente nella saldatura ad arco elettrico e a fiamma, può causare una dermatite da UV ("ustione solare") delle zone di cute non protetta come collo o avambracci. Dopo diversi anni di saldatura sono state descritte anche alterazioni cutanee croniche. Ulteriori informazioni sui danni cutanei da UV si possono trovare nella pubblicazione della Suva "Berufliche Hautkrankheiten" (Fr.: "Les dermatoses professionnelles").
Scintille, scorie, parti metalliche incandescenti o anche esplosioni o incendi possono causare ustioni, in particolare a mani e viso.
In caso di sviluppo di allergie verso sostanze utilizzate sul posto di lavoro (per esempio con-tatto con lubrorefrigeranti) e a causa del frequente lavaggio delle mani possono comparire eczemi cutanei. 
Ulteriori lesioni degli occhi possono essere causate da gas, fumi, scintille, ecc. che colpiscono direttamente gli occhi non protetti.

- occhi
L'arco elettrico e la fiamma di saldatura producono radiazioni ottiche nel campo dell'infrarosso fino all'ultravioletto. L'intensità dipende, tra l'altro, dal procedimento utilizzato, dal gas pro-tettivo e dal materiale in lavorazione. Quindi, in caso di misure di protezione carenti, o a causa di riflessi, si possono avere lesioni corneali. A rischio non è soltanto il saldatore ma lo sono anche le persone che si trovano nelle vicinanze. L'irradiazione ultravioletta può causare un'in-fiammazione congiuntivale e corneale (cheratocongiuntivite fotoelettrica). Questo "abbagliamento del saldatore" compare alcune ore dopo la saldatura e scompare senza reliquati so-spendendo l'esposizione dopo uno o due giorni. L'irradiazione infrarossa della saldatura può causare alterazioni associate al calore.

Recenti studi hanno dimostrato che l’esposizione a fumi di saldatura induce infiammazione sistemica (neutrofilia e aumento della proteina C reattiva) e alterazioni del sistema nervoso autonomo (riduzione delle variazioni del ritmo cardiaco). Il significato clinico di tali variazioni resta da determinare.

4. 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, fondenti 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.

Nella tabella 2 si trova una classificazione delle più importanti sostanze nocive che si liberano nelle singole procedure.


...segue

Tabella 2 Tecniche di saldatura e fumi e gas che si sviluppano

La Tabella 3 fornisce una panoramica dei valori limite delle più importanti sostanze che si formano durante la saldatura.

Tabella 3 Elenco dei più importanti valori MAC(2) secondo la lista dei valori limite (edizione 2013)

Frazione alveolare della polvere (in precedenza detta polvere fine) = globalità delle particelle nell'aria inspirata che possono raggiungere gli alveoli polmonari.

Frazione inalabile della polvere (in precedenza detta polvere totale) = globalità delle particelle nell'aria inspirata che possono essere inalate tramite bocca e naso.

5. Malattie a seconda della sostanza pericolosa

In Tabella 4 si trova un elenco delle più importanti sostanze pericolose che si riscontrano nella saldatura con le possibili conseguenze sulla salute da loro indotte. I problemi sulla salute possono essere indotti dalla stessa sostanza o da un composto di questa (per esempio un ossido); nella tabella questo fatto non viene differenziato.

Tabella 4 Sostanze pericolose più importanti e problemi sanitari che possono essere causati dalle stesse o dai loro composti

6. Monitoraggio biologico

Con monitoraggio biologico si intende la valutazione dell'esposizione dei lavoratori a sostanze chimiche con la determinazione della sostanza in materiali biologici come sangue, urine o aria espirata, la determinazione dei metaboliti o di un parametro dell'organismo che venga influenzato dalla sostanza da lavoro.
I valori misurati vengono confrontati con i valori limite biologici (BAT)(1) elencati nella lista dei valori limite. In questo modo può essere valutato il carico interno prodotto da una sostanza da lavoro o una reazione dell'organismo alla sostanza da lavoro stessa, da cui si stima un rapporto dose-effetto tra la concentrazione della sostanza da lavoro nell'aria e l'effetto sull'organo bersaglio. Con il monitoraggio biologico vengono rilevate tutte le vie di assorbimento di una sostanza da lavoro, quindi non solo l'inalazione, ma anche l'assunzione attraverso cute e tratto gastroenterico.

La concentrazione nei sopracitati materiali biologici è influenzata da diversi fattori, pertanto non sempre si trova una correlazione soddisfacente tra le misurazioni nell'aria ambientale e i valori biologici. Infatti l'assorbimento per via inalatoria può oscillare a seconda del volume respiratorio al minuto e l'assorbimento della cute a seconda della qualità delle misure di protezione; il metabolismo subisce delle variabilità individuali a seconda della situazione e, per emivite di eliminazione lunghe, una sostanza si può accumulare nell'organismo (body burden) ed essere rilasciata dai tessuti ancora dopo molto tempo. Le interazioni con altri solventi o sostanze, inoltre, influenzano la tossicodinamica e la tossicocinetica. Nel monitoraggio biologico i fattori influenzanti devono essere assolutamente riconosciuti con un'anamnesi accurata e considerati nella valutazione.

Per le seguenti sostanze, alle quali possono essere esposti i lavoratori durante la saldatura, esistono valori BAT.

Tabella 5 Valori BAT di alcune sostanze che si formano durante la saldatura [Lista dei valori limite 2013 SUVA];

a: nessuna limitazione,
b: fine dell'esposizione o del turno,
c: in caso di esposizione per periodi lunghi dopo la fine di diversi turni,
d: prima dell'inizio di un turno

(1) BAT Biologischer Arbeitsstoff-Toleranzwert (valore di tolleranza delle sostanze di lavoro biologiche) Svizzera
(2) MAC: Maximale Arbeitsstoffkonzentration (concentrazione massimale di una sostanza di lavoro), il valore per le sostanze cancerogene viene stabilito in base al rischio con l'obiettivo che l'eccesso di rischio di comparsa di un tumore maligno non sia superiore a 1: 100'000 all'anno. Svizzera

- G. Marina La Vecchia, Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale - Università di Brescia, Via Branze, 38, 25123 Brescia, Italy
- Dr. med. Dr. sc. nat. Michal Koller Dr. med. Marcel Jost, PD Dr. med. David Miedinger, PhD Dr. med. Klaus Stadtmüller dipl. chem. FH Markus Blättler - SUVA CH

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