Sicurezza e ambiente. 9659A Sicurezza e ambiente L'AMBIENTE TERMICO E IGROMETRICO

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1 L'AMBIENTE TERMICO E IGROMETRICO 1 VALUTAZIONE: di idoneità all uso, alla permanenza ed all attività delle persone CONTROLLO: con il fine di realizzare e mantenere tale idoneità L'AMBIENTE TERMICO E IGROMETRICO AMBIENTI MODERATI O DI BENESSERE AMBIENTI SEVERI CALDI AMBIENTI SEVERI FREDDI CONTROLLO TECNICO DELL'AMBIENTE 2 SCHEMI CONCETTUALI NORME DI RIFERIMENTO Politecnico di Torino Pagina 1 di 25

2 3 SITUAZIONE TERMICA E SENSAZIONE TERMICA SITUAZIONE TERMICA: insieme delle temperature dell organismo e delle attività del sistema di termoregolazione. SENSAZIONE TERMICA: percezione di caldo o di freddo nell organismo in generale o in qualche sua parte. BILANCIO TERMICO 4 C 6 H 12 O 6 + O 2 fi CO 2 + H 2 O + M NUCLEO M M W η = W M H W = M h H = M (1 - h) Politecnico di Torino Pagina 2 di 25

3 5 TEMPERATURA DEL NUCLEO CORPOREO 36,7 36,5 36,9 35,8 37,9 6 MECCANISMI DI TERMOREGOLAZIONE FISIOLOGICI VARIAZIONE FLUSSO SANGUIGNO SUDORAZIONE BRIVIDI COMPORTAMENTALI VELOCITA' ARIA VESTIARIO MOVIMENTO Politecnico di Torino Pagina 3 di 25

4 BILANCIO TERMICO 7 NUCLEO M SCAMBIO DI ENERGIA MECCANICA SCAMBIO TERMICO DI RESPIRAZIONE SCAMBIO TERMICO DI EVAPORAZIONE SCAMBIO TERMICO DI CONVEZIONE RADIAZIONE CONDUZIONE BILANCIO TERMICO 8 NUCLEO M M + W + C + R + K + C res + E res + E = S + S.I. W/m 2 S = 0 S > 0 S < 0 Politecnico di Torino Pagina 4 di 25

5 9 DISPENDIO METABOLICO M Attività W/m2 met Disteso 46 0,8 Seduto, rilassato 58 1,0 In piedi, rilassato 70 1,2 Attività sedentaria 70 1,2 (ufficio, casa, laboratorio) Attività leggera in piedi 93 1,6 (compere, laboratorio) Attività moderata 116 2,0 (commesso, lavori domestici) Attività di media intensità (movim. carichi, riparazione auto) 165 2,8 ATTIVITA' PESANTI (ESEMPI) M W/m 2 Trasporto di 30 kg in piano, 4 km/h 250 Carico di carriola con pietre e calce 275 Preparazione di canale di colata 340 Spillatura al forno elettrico 430 Lavoro d'ascia 2 kg x 33 c/min Politecnico di Torino Pagina 5 di 25

6 11 TENUTE DI ABBIGLIAMENTO I cl m 2 C/W clo Pantaloncini 0,015 0,1 Tipico abbigliamento tropicale 0,045 0,3 Abbigliamento leggero estivo 0,08 0,5 Abbigliamento da lavoro leggero 0,11 0,7 Abbigliamento invernale interno 0,155 1,0 Abbigliamento invernale esterno 0,23 1,5 12 GRANDEZZE AMBIENTALI Temperatura dell aria Temperatura media radiante Velocità dell aria relativa al soggetto Umidità dell aria GRANDEZZE PERSONALI Dispendio metabolico Rendimento meccanico dell attività Isolamento termico del vestiario t a t r v a r h M h I cl Politecnico di Torino Pagina 6 di 25

7 STRUMENTAZIONE DI MISURA termometro a bulbo secco 3. termometro a globo nero 2. termometro a bulbo umido 4. anemometro a filo caldo 5. radiometro netto 6. termometro b.u. a ventilazione naturale STRUMENTAZIONE DI MISURA 14 Politecnico di Torino Pagina 7 di 25

8 IL BENESSERE TERMICO 15 LE CONDIZIONI DI BENESSERE Condizione di omeotermia Intervento di termoregolazione moderato e congruente con l'attività svolta S = 0 t sk = 35,7-0,028 [M (1- h)] C E S = 0,42 [M (1 - h) - 58] W/m 2 IL BENESSERE TERMICO 16 LE CONDIZIONI DI BENESSERE LOCALE Assenza di: fenomeni fastidiosi di scambio termico locale transitori rapidi gradienti importanti delle condizioni termiche ambientali Politecnico di Torino Pagina 8 di 25

9 IL CRITERIO PMV - PPD ISO 7730 UNI-EN VALUTAZIONE DEL LIVELLO DI BENESSERE: termico complessivo dell organismo determinato dai fenomeni locali (determinato dai transitori temporali) VALUTAZIONE DEL BENESSERE TERMICO COMPLESSIVO MOLTO CALDO CALDO TIEPIDO FRESCO FREDDO MOLTO FREDDO NEUTRO 0 PREDICTED MEAN VOTE PMV = (0,303 e - 0,036 M + 0,028) [M (1 - h) + (C + R + E + C res + E res ) ] Politecnico di Torino Pagina 9 di 25

10 19 VALUTAZIONE DEL BENESSERE TERMICO COMPLESSIVO PREDICTED PERCENTAGE OF DISSATISFIED PPD % PPD = exp (- 0,03353 PMV ,2179 PMV 2 ) ,0-1,0 0 PMV 1,0 2,0 20 VALUTAZIONE DEL BENESSERE TERMICO COMPLESSIVO t a t r V a rh PMV PPD MISURAZIONI SPERIMENTALI STIME DI M, I cl, h VALUTAZIONE SITUAZIONE PMV = -0,5 +0,5 PPD 10 % Politecnico di Torino Pagina 10 di 25

11 21 VALUTAZIONE DEL LIVELLO DI BENESSERE DETERMINATO DAI FENOMENI LOCALI CORRENTI D'ARIA ASIMMETRIA RADIANTE GRADIENTE DI TEMPERATURA VERTICALE TEMPERATURA DEL PAVIMENTO Temperatura, velocità e turbolenza dell aria Asimmetria della temperatura rad. piana Valori di temperatura dell aria a quota testa e quota caviglie Temperatura del pavimento 22 VALUTAZIONE DEL LIVELLO DI BENESSERE DETERMINATO DAI FENOMENI LOCALI CORRENTI D'ARIA ASIMMETRIA RADIANTE GRADIENTE DI TEMPERATURA VERTICALE TEMPERATURA DEL PAVIMENTO NORMA DI RIFERIMENTO Politecnico di Torino Pagina 11 di 25

12 23 TRANSITORI, GRADIENTI E QUALITA' DELL'ARIA FLUTTUAZIONI NEL TEMPO DELLE CONDIZIONI TERMOIGROMETRICHE GRADIENTI DI PMV TRA PUNTO E PUNTO CATTIVA QUALITA' DELL'ARIA GLI AMBIENTI CALDI 24 CARATTERISTICHE RILEVANTI TEMPERATURE ELEVATE ELEVATI LIVELLI DI IRRAGGIAMENTO ELEVATI VALORI DI UMIDITA' RELATIVA FORTE DISOMOGENEITA' AMBIENTALE VARIABILITA' DEI FATTORI PERSONALI MOVIMENTO DELL'ARIA Politecnico di Torino Pagina 12 di 25

13 GLI AMBIENTI CALDI 25 MODALITA' DI INTERVENTO DEL SISTEMA DI TERMOREGOLAZIONE RUOLO DELLA SUDORAZIONE RUOLO DELL'ACCLIMATAMENTO RUOLO DEL VESTIARIO LA SITUAZIONE DI BREVE ESPOSIZIONE GLI AMBIENTI CALDI 26 SINDROMI CONSEGUENTI L'ESPOSIZIONE: COLPO DI CALORE DISIDRATAZIONE COLLASSO CARDIOCIRCOLATORIO USTIONI DA CALORE RADIANTE Politecnico di Torino Pagina 13 di 25

14 IL CRITERIO WBGT ISO 7243 UNI-EN WBGT IN ASSENZA DI RADIAZIONI SOLARI SUL SOGGETTO, TIPICAMENTE ALL' INTERNO DEGLI AMBIENTI: WBGT = 0,7 t nw + 0,3 t g IN PRESENZA DI RADIAZIONE SOLARE: WBGT = 0,7 t nw + 0,2 tg + 0,1 t a TERMOMETRO B.U.V.N. 28 Qc + Qr + Qe = 0 A v a B (T (t 4 r a - - T t w 4 w ) + ) + + C v a D (p a - p w ) = 0 Politecnico di Torino Pagina 14 di 25

15 GLOBOTERMOMETRO Qr + Qc = 0 29 σ ε (T + hcg (t r 4 - T a g - t 4 g ) + ) = 0 6,3 v hcg = 0, D g a 4 0, 6 T r = 4 T g 4 + 2, v a 0,6 ( t - t ) g a 30 WBGT WBGT = 0,7 t nw + 0,3 t g Politecnico di Torino Pagina 15 di 25

16 Classe W/m2 ACCLIMATATO NON ACCLIM. 0 < >260 IL CRITERIO WBGT I VALORI LIMITE TUTELA DAL COLPO DI CALORE PIENA FUNZIONALITA' TERMOREGOLAZIONE ESPOSIZIONI NON BREVISSIME ED INTENSE ISOLAMENTO DEL VESTIARIO I cl = 0,6 clo 32 Nel caso di vestiario con isolamento maggiore: > parere del medico competente Nel caso di fluttuazioni temporali i WBGT t WBGT = i i t t i ( ) 1h i = i i Politecnico di Torino Pagina 16 di 25

17 33 IL CRITERIO WBGT TUTELA DAL COLPO DI CALORE ESPOSIZIONI NON BREVI ISOLAMENTO I cl = 0,6 clo CRITERIO PIUTTOSTO RESTRITTIVO IN ALTERNATIVA, SE NECESSARIO IL CRITERIO DELLA SUDORAZIONE RICHIESTA ISO 7933 UNI-EN IL CRITERIO DELLA SUDORAZIONE RICHIESTA ISO 7933 UNI-EN PROCEDURA DI VALUTAZIONE 1. INDIVIDUAZIONE DELLA CONDIZIONE DI EQUILIBRIO TERMICO M + W + C + R + E = 0 E RIC = - E = M + W + C + R Politecnico di Torino Pagina 17 di 25

18 35 2. INDIVIDUAZIONE DELLE RICHIESTE AL SISTEMA SUDORALE IN TERMINI DI PORTATA S RIC = E RIC / h h = E / S h = 1-0,5 exp [- 6,6 (1 - w RIC )] IN TERMINI DI QUANTITA' GIORNALIERA D RIC = S S RICi t RICi 3. VERIFICA DI REALIZZABILITA' DELLE RICHIESTE VALORI LIMITE NON ACCLIM ACCLIM All Per All Per 36 PORTATA MAX SUDORE INDIVIDUO A RIPOSO (g/h) INDIVIDUO OPERANTE (g/h) AUMENTO T NUCLEO ( C) 0,8 1,0 0,8 1,0 QUANTITÀ MAX SUDORE GIORNALIERA (g) Politecnico di Torino Pagina 18 di 25

19 4. EVENTUALE LIMITAZIONE DELL'ESPOSIZIONE 37 S = M + W + C + R + E REAL DLE = DA S DA = W h/ m 2 Dt = 0,8 C Dt = 1 C GLI AMBIENTI DI LAVORO FREDDI 38 TEMPERATURA OPERATIVA: C VELOCITA' DELL'ARIA: 0 0,5 m/s IPOTERMIA LENTA (LOCALIZZATA) IPOTERMIA RAPIDA (CONGELAMENTO) Politecnico di Torino Pagina 19 di 25

20 IL CRITERIO DELL'ISOLAMENTO RICHIESTO (ISO TR 11079) 39 ISOLAMENTO RICHIESTO M + W + C(Icl) + R(Icl) + E(Icl) + Cres + Eres = 0 ISOLAMENTO MINIMO 40 VALUTATO A PELLE SECCA, t sk = 30 C MODERATA SENSAZIONE DI FREDDO SE NON RAGGIUNTO RAFFREDDAMENTO DEL CORPO IPOTERMIA INACCETTABILE Politecnico di Torino Pagina 20 di 25

21 41 ISOLAMENTO OTTIMALE VALUTATO IN CONDIZIONI DI NEUTRALITA' CORRISPONDE A NEUTRALITA' TERMICA SE SUPERATO SUDORAZIONE ECCESSIVA DEGRADAZIONE DELL'ISOLAMENTO 42 CARATTERISTICHE DEL VESTIARIO DI SPESSORE ADEGUATO COMODO MA BEN ADATTATO CHE SI POSSA VARIARE (ALMENO 3 STRATI SOVRAPPOSTI) PERMEABILE AL VAPOR D'ACQUA. Politecnico di Torino Pagina 21 di 25

22 43 VINCOLI ALL'ADOZIONE DEL VESTIARIO OTTIMALE ESIGENZE OPERATIVE COMODITA' OPERATIVA >LIMITAZIONE DELL'ESPOSIZIONE PER: Icl REALE < Icl MINIMO: SI ACCETTA UNA PERDITA NETTA PARI A: DA = - 40 Wh/m 2 (0,7 C) VALUTAZIONE DELLA DURATA LIMITE DI ESPOSIZIONE 44 DLE = DA S DA = - 40 Wh/m 2 S = M + W + C+ R+ E+ Cres + Eres CON Icl = Icl REAL Politecnico di Torino Pagina 22 di 25

23 GLI INTERVENTI NELL'AMBIENTE TERMICO 45 FATTORI OPERATIVI DETERMINANTI : impegno fisico dell'attivita' caratteristiche del vestiario mezzi ausiliari di protezione numero e durata dei periodi di lavoro condizioni dell' ambiente operativo condizioni dell' ambiente di riposo 46 INTERVENTI POSSIBILI : Dispendio metabolico automazione, rotazione Vestiario in ambienti moderati, caldi, freddi Mezzi di protezione in ambienti caldi, ambienti freddi Numero e durata dei periodi di lavoro Politecnico di Torino Pagina 23 di 25

24 47 INTERVENTI POSSIBILI : Condizioni ambientali Interventi sulle sorgenti compartimentazione coibentazione schermatura aspirazione localizzata Interventi sulle zone di lavoro cabinatura climatizzazione locale 48 INTERVENTI POSSIBILI : Interventi di climatizzazione dell'intero ambiente riscaldamento raffrescamento condizionamento A C Politecnico di Torino Pagina 24 di 25

25 49 CONTROLLO DELLE CONDIZIONI DI LAVORO DISPOSIZIONI DI LEGGE > SALUTE QUALITÀ DELLA VITA > BENESSERE PRESTAZIONI > CAPACITA' OPERATIVA 50 PROCEDURA DI VALUTAZIONE E CONTROLLO esame dell ambiente per individuare rischi e fattori di rischio confronto tra le condizioni dell ambiente e condizioni ritenute idonee intervento tecnico e organizzativo per eliminare o ridurre al minimo i rischi. Politecnico di Torino Pagina 25 di 25