Alexandro Catini, Professore Associato presso il Dipartimento di Ingegneria Elettronica dell’Università di Roma Tor Vergata, ha rilasciato un’intervista alla Società Italiana di Elettronica in cui ha illustrato l’importanza e le innovazioni apportate dai sensori indossabili nella prevenzione del rischio di esposizione ad agenti chimici aerodispersi nei luoghi di lavoro.
“Gli agenti chimici sono onnipresenti nella vita quotidiana: dai prodotti per le pulizie e la disinfezione, a quelli per la stampa e per la conservazione degli alimenti. Una così diffusa presenza di sostanze chimiche, anche potenzialmente pericolose, comporta inevitabilmente un incremento dei lavoratori effettivamente esposti a rischio chimico, che a volte lo sono in modo del tutto inconsapevole”.
Molti degli agenti chimici possono produrre effetti indesiderati per la salute di uomini e donne, alterando in modo significativo le funzioni di organi e apparati fino a comprometterne persino la sopravvivenza. Il danno può manifestarsi immediatamente oppure dopo periodi di tempo più o meno lunghi. Nonostante le evidenze scientifiche, la percezione del rischio chimico è poco diffusa, e il mancato controllo, tra l’altro, comporta che ci sia una bassa incidenza nel riconoscimento di malattie professionali legate all’esposizione a composti organici volatili pericolosi.
“Il fatto che molte specie chimiche siano invisibili e difficilmente percepibili a livello olfattivo, è forse la causa più importante della mancata percezione del rischio da parte dell’individuo, pertanto l’adozione di strategie di misurazione in tempo reale, il più possibile specifiche e affidabili, consente di dare evidenza in modo inequivocabile della presenza di sostanze potenzialmente pericolose negli ambienti di lavoro”.
Il monitoraggio elettronico del rischio chimico
L’insorgenza del rischio si concretizza nel momento in cui sul posto di lavoro risultano presenti due fattori contemporaneamente:
- il pericolo derivante dall’agente chimico;
- l’esposizione, cioè le condizioni che possono portare il lavoratore nell’area in cui l’agente chimico agisce perché sono legate alle mansioni svolte dall’operatore e alla dinamica di diffusione della sostanza.
Quindi, per ridurre al minimo il rischio è importante lavorare sul primo fattore, il pericolo, ma si può altrettanto efficacemente agire sull’esposizione. Considerando che spesso gli agenti chimici utilizzati sono essenziali nell’ambiente lavorativo e non possono essere rimossi, non si può sempre agire in maniera determinante sul pericolo. Per modificare il secondo fattore è, invece, di fondamentale importanza un’operazione di monitoraggio elettronico dell’esposizione.
“A tal proposito, i sistemi sensoriali con sensibilità e specificità compatibili con i limiti di nocività delle sostanze, e in grado di monitorare con continuità la qualità dell’aria, sono fondamentali per identificare le situazioni ad alto rischio”.
In Italia, un ruolo fondamentale nella gestione della sicurezza nei posti di lavoro è svolto dall’Istituto Nazionale per l’Assicurazione contro gli Infortuni sul Lavoro (INAIL). Tra i suoi compiti, INAIL svolge un’intensa attività di ricerca sulle tecnologie volte a migliorare le condizioni di sicurezza. Parte della ricerca di INAIL si svolge in collaborazione con Università e Centri di Ricerca attraverso i bandi annuali di ricerca in collaborazione (BRIC).
In questo contesto è stato progettato e realizzato, in collaborazione con il gruppo coordinato dalla Dott.ssa Giovanna Tranfo, direttrice del Dipartimento di medicina, epidemiologia, igiene del lavoro e ambientale di INAIL, un sistema sensoriale indossabile in grado monitorare i composti volatili potenzialmente nocivi. Il progetto coordinato dal Prof. Corrado Di Natale ha visto la partecipazione dell’Ing. Leonardo Papale, dell’Ing. Valerio Allegra, della Prof. Rosamaria Capuano del dipartimento di Ingegneria Elettronica dell’Università di Roma Tor Vergata, del gruppo della Dott.ssa Antonella Macagnano dell’Istituto di Inquinamento Atmosferico del CNR e del Prof. Giancarlo della Ventura del Dipartimento di Scienze dell’Università di Roma Tre.
“Il sistema sensoriale sviluppato si basa su tecnologie avanzate, come i materiali nanostrutturati per sensori di gas e le reti di sensori wireless integrate con metodi di localizzazione, per generare mappe dinamiche della concentrazione di composti volatili in ambiente indoor”.
I sensori indossabili, soggetti alla stessa variabilità spazio-temporale dei lavoratori, sono in grado di fornire informazioni sull’esposizione del singolo individuo, consentendo una valutazione più precisa del rischio individuale. I dati dei sensori sono poi utilizzabili per lo sviluppo di un piano operativo che possa tutelare il singolo lavoratore che riesce quindi a evitare l’eccessiva esposizione ad agenti chimici.
“Questo tipo di tecnologia può essere impiegata anche per la stima dell’esposizione al rischio biologico. I sensori di gas, infatti, sono anche in grado di rilevare composti organici volatili associati a specifici agenti biologici. In questo contesto, l’utilizzo di un sistema olfattivo artificiale costituito da un insieme di sensori parzialmente selettivi e da algoritmi di analisi di machine learning permette di identificare i contaminanti presenti nell’aria e le relative concentrazioni in tempo reale”.
L’ingegnere elettronico nella realizzazione dei sensori
Il Prof. Alexandro Catini spiega che le competenze degli ingegneri elettronici sono fondamentali per diversi aspetti.
“Innanzitutto, sono cruciali per progettare interfacce per sensori e sistemi wireless che siano ad alte prestazioni, affidabili e sicuri. Sono in grado di attuare soluzioni che ottimizzano l’efficienza energetica, un altro aspetto particolarmente importante per i dispositivi portatili e quelli installati in luoghi remoti dove la sostituzione delle batterie non è molto pratica.
La progettazione accurata di queste interfacce è, dunque, necessaria per il corretto funzionamento dei dispositivi e per garantire la precisione e l’affidabilità dei dati acquisiti ma non è l’unico compito dell’ingegnere elettronico in questo ambito. Infatti, le sue conoscenze sono fondamentali per ottimizzare l’efficienza energetica dei dispositivi, riducendo il consumo di energia e aumentando la durata delle batterie. Questo è particolarmente importante per i dispositivi portatili o per quelli installati in luoghi remoti dove non è possibile sostituire frequentemente le batterie. Inoltre, l’ingegneria elettronica è l’ambito tecnologico in cui affrontare le sfide complesse legate alla compatibilità elettromagnetica, alla riduzione del rumore e alle interferenze, garantendo che i dati mantengano sempre un elevato rapporto segnale/rumore.
Grazie alle competenze tecniche e alla capacità di soluzione di problemi complessi, l’ingegnere elettronico ha un ruolo chiave nel progresso tecnologico e nell’innovazione legati alla sicurezza dei lavoratori.
