VALUTAZIONE DELLE CONDIZIONI MICROCLIMATICHE AMBIENTALI
Aggiornamento: 02.09.1998

A cura di: Prof. Giovanni Catenacci, Dip. Medicina Preventiva, Occupazionale e di Comunità, IIa Sezione Medicina del Lavoro; Dr. Rosini Carlo Alberto, Divisione Igiene e Sicurezza.

INTRODUZIONE

I fattori microclimatici ambientali (temperatura Ta, Tr; umidità rh; ventilazione, Va), unitamente all’intensità dell’impegno fisico svolto, condizionano nell’uomo al lavoro una serie di risposte biologiche graduate che vanno da sensazioni di benessere termoigrometrico a sensazioni di disagio (discomfort termico) a vero e proprio impegno termoregolatorio (sudorazione più o meno accentuata), a sindromi patologiche (stress da calore).
Essendo la normativa nazionale carente dal punto di vista tecnico (il D.L.vo 626 afferma unicamente che deve essere garantita agli operatori una situazione di benessere termico), ci si deve basare sulle indicazioni scientifiche e sulle normative tecniche; queste ultime propongono per la standardizzazione di tali risposte alcuni indici microclimatici di comfort e/o di stress che verranno di seguito descritti e che sono di fondamentale importanza per interpretare le condizioni microclimatiche ambientali integrate con il tipo di attività svolta dagli addetti.
Per il calcolo di alcuni di tali indici è necessaria la conoscenza:
  1. del carico di lavoro (dispendio energetico);
  2. della impedenza termica del vestiario.
PARAMETRI NECESSARI PER LA DETERMINAZIONE DEL BILANCIO TERMICO
  1. Carico di lavoro
    Può essere determinato utilizzando le seguenti unità di misura: con questa unità viene espressa la potenza media oraria erogata da un soggetto durante una attività lavorativa; con questa unità viene espressa la potenza totale media erogata da un individuo durante una attività lavorativa divisa per la superficie corporea dell’individuo.

    PRODUZIONE CALORICA TIPOLOGIA DEL LAVORO
    circa 60 Kcal/h condizioni di riposo
    fino a 200 Kcal/h lavoro leggero
    fino a 350 Kcal/h lavoro medio
    fino a 500 – 600 Kcal/h lavoro pesante
    Classificazione del lavoro fisico in base al dispendio energetico in fasce di gravosità per uomo medio di 70 Kg.

    ATTIVITA’ MET WATT/m2 Kcal/h
    Sdraiato, a riposo 0.8 47 73
    Seduto, a riposo 1 58 90
    Attività sedentaria (ufficio, abitazione, laboratorio, scuola) 1.2 70 108
    In piedi, a riposo 1.2 70 108
    Attività leggera, in piedi (laboratorio, industria leggera) 1.6 93 145
    Attività media, in piedi (vendita, lavoro domestico, lavoro su macchinari) 2 117 182
    Attività pesante (lavoro pesante su macchinari, garage) 3 175 271
    Carichi di lavoro caratteristici (ISO 7730)

  2. Impedenza termica del vestiario:
    l’impedenza termica del vestiario è misurata in CLO;
    1 CLO = gradiente termico di 0.18 °C su un’area di 1 m2 attraversata da un flusso termico di 1 Kcal/h.
nudità 0 CLO
calzoncini 0,1 CLO
vestiti leggeri estivi 0,5 CLO
insieme di capi leggeri 0,7 CLO
completo invernale 1 – 1,5 CLO

INDICI DI COMFORT TERMICO

Il comfort termico viene definito dalla ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers INC) come una condizione di benessere psicofisico dell’individuo rispetto all’ambiente in cui vive e opera.
La valutazione di tale stato soggettivo può essere oggettivata e quantificata mediante l’utilizzo di indici integrati che tengono conto sia dei parametri microclimatici ambientali (Ta, Tr, Va, rh), sia del dispendio energetico (dispendio metabolico MET) connesso all’attività lavorativa, sia della tipologia di abbigliamento (isolamento termico CLO) comunemente utilizzato.
Tra i suddetti indici quello che con maggiore precisione rispecchia l’influenza delle variabili fisiche e fisiologiche sopracitate sul comfort termico è il PMV (Predicted Mean Vote).
Sinteticamente esso deriva dall’equazione del bilancio termico il cui risultato viene rapportato ad una scala di benessere psicofisico ed esprime il parere medio (voto medio previsto) sulle sensazioni termiche di un campione di soggetti allogati nel medesimo ambiente.
Dal PMV è derivato un secondo indice denominato PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) che quantifica percentualmente i soggetti comunque "insoddisfatti" in rapporto a determinate condizioni microclimatiche.

La ISO (International Organization for Standardization) raccomanda l’uso del PMV in presenza dei seguenti ambiti di variazione delle variabili condizionanti il bilancio termico: Il PMV risulta quindi un indice particolarmente adatto alla valutazione di ambienti lavorativi a microclima moderato, quali abitazioni, scuole, uffici, laboratori di ricerca, ospedali, ecc; esso è utile nel rilevare anche limitati gradi di disagio termico nei residenti in tali ambienti.
La stessa organizzazione precedentemente citata (norma ISO - DIS 7730 - 1983) suggerisce per lo stato di comfort termico valori di PMV compresi tra + 0,5 e - 0,5, cui corrisponde una percentuale di insoddisfatti delle condizioni termiche (PPD) inferiore al 10% (vedi tabella seguente).

PMV PPD % VALUTAZIONE AMBIENTE TERMICO
+3 100 Molto caldo
+2 75,7 Caldo
+1 26,4 Leggermente caldo
+0,85 20 Ambiente termicamente accettabile
+0,5<PMV<-0,5 < 10 Benessere termico
-0,85 20 Ambiente termicamente accettabile
-1 26,8 Fresco
-2 76,4 Freddo
-3 100 Molto freddo
Tabella 1: scala di valutazione dell’ambiente termico

STRESS TERMICO

Oggetto della norma ISO 7243 è la tutela dallo stress termico eccessivo della maggior parte degli individui operanti in ambienti termici caldi (fonderie, carpenterie, industrie meccaniche, attività conciaria e tessile, ecc.), che siano in buono stato di salute ed adatti all’attività svolta. Vengono considerate accettabili solo quelle condizioni ambientali che si ritiene non provochino aumento della temperatura del nucleo corporeo oltre i 38 °C. L’indice WBGT (indice di temperatura con bulbo umido e globotermometro) e’ uno degli indici utilizzato per la determinazione dello stress termico e prende in considerazione le grandezze personali, vestiario e metabolismo (dispendio energetico in funzione della particolare attività svolta dal lavoratore), che concorrono a determinare la situazione termica di un soggetto. L’indice WBGT, espresso in gradi centigradi, rappresenta il valore, in relazione al dispendio metabolico associato ad una particolare attività lavorativa, oltre il quale il soggetto si trova in una situazione di stress termico.

WBGTambienti chiusi = 0,7 tnw + 0,3 tg

WBGTambienti esterni = 0,7 tnw + 0,2 tg + 0,1 ta

Dove:
tnw = temperatura del bulbo umido naturalmente ventilato;
tg = temperatura del globo termometro;
ta = temperatura dell’aria.

L’ACGIH propone i seguenti limiti (TLV) per esposizione a calore espressi in WBGT

  Carico di Lavoro
% Lavoro/% Riposo ogni ora Leggero Moderato Pesante
Lavoro continuativo 30 26.7 25
75% Lavoro – 25% Riposo ogni ora 30.6 28 25.9
50% Lavoro - 50% Riposo ogni ora 31.4 29.4 27.9
25% Lavoro – 75% Riposo ogni ora 32.2 31.1 30
TLV per esposizione a calore espressi in °C WBGT

L’HSI (Heat Stress Index) è un ulteriore indice di stress termico per ambienti caldi che deriva dalla equazione del bilancio calorico per un uomo al lavoro Ereq = M + C + R.
In tale equazione, dove Ereq rappresenta il valore di potenza termica ceduta per sudorazione necessaria affinchè il bilancio termico sia in equilibrio, sono espressi in termini matematici i contributi calorici radianti (R), convettivi (C) e il dispendio energetico connesso alla mansione (M).
La somma di tali contributi calorici esprime l’energia da disperdere nell’ambiente da parte del lavoratore, mediante il meccanismo della sudorazione. Tale energia è rapportata all’energia massima che si può disperdere in tale ambiente.
Per comodità il risultato del rapporto è moltiplicato per cento. Ovviamente il limite superiore tollerabile è il 100%.
Valori più elevati comportano l’introduzione di pause lavorative orarie. Tuttavia già a partire da valori superiori all’80% la risposta termoregolatoria da parte degli addetti al lavoro risulta essere più severa e comporta l’adozione di particolari precauzioni per assicurare un adeguato assorbimento di acqua e sali minerali.

INDICE HSI IMPLICAZIONI FISIOLOGICHE PER ESPOSIZIONI DI 8 ORE
0 Assenza di "affaticamento" calorico
da +10 a +30 Lieve e moderato "affaticamento" calorico. Se il lavoro comporta funzioni intellettuali superiori, prontezza, attenzione, c’è da attendersi un sostanziale calo delle prestazioni.
Nell’esecuzione di un lavoro fisico pesante, c’è da attendersi un lieve calo in soggetti capaci di svolgere tale attività in ambienti a microclima confortevole in maniera efficiente.
da +40 a +60 Severo "affaticamento calorico che comporta una minaccia alla salute se l’uomo non è fisicamente sano. E’ richiesto un periodo di acclimatamento preventivo. C’è però da attendersi un calo delle prestazioni nelle attività lavorative. E’ desiderabile una selezione medica del personale, poiché queste condizioni sono incompatibili con una compromissione dell’apparato respiratorio e cardiovascolare o con una dermatite cronica. Queste condizioni sono anche incompatibili con attività che comportino uno sforzo mentale protratto.
da +70 a + 90 "Affaticamento" calorico molto grave. Solo una piccola percentuale della popolazione è idonea a questa attività. Il personale deve essere selezionato attraverso un esame medico e attraverso prove di lavoro, dopo acclimatazione. Sono necessarie particolari misure per assicurare un adeguato apporto di acqua e di sali minerali. E’ auspicabile un miglioramento delle condizioni di lavoro con qualsiasi mezzo disponibile, al fine di ottenere una diminuzione di rischio per la salute e una maggiore efficienza.
+100 Massimo "affaticamento" tollerabile da un individuo giovane ed acclimatato.
>100 Tempo di esposizione limitato. Aumento della temperatura interna corporea.
Tabella 4: relazione tra indice HSI e implicazioni metaboliche per esposizioni di 8 ore

RIFERIMENTI NORMATIVI