Valutazione dello stress termico per lavoratori che indossano abbigliamento protettivo

BS 7963:2000 “Guide to the assessment of heat strain in workers wearing personal protective equipment”

Questo standard non definisce un nuovo indice di esposizione, ma propone dei metodi per correggere le procedure definite dai metodi esistenti[1] (WBGT e PHS) per ottenere una possibile valutazione degli effetti dello stress termico da caldo anche per i lavoratori che devono indossare abbigliamenti protettivi o altri DPI che possono incidere sull’ambiente termico personale.

Il primo effetto da tenere in considerazione, valido per entrambi i metodi, è correlato all’aumento del metabolismo energetico dovuto all’uso dei determinati DPI (incluso l’abbigliamento protettivo). Il tasso metabolico, secondo la BS 7963, dev’essere quindi riconsiderato quando il lavoratore indossa un abbigliamento diverso da quello standard, correggendolo con i valori forniti alla tabella 3.2 della norma stessa e riportata nella figura 1. Con abbigliamento standard si intende un insieme di capi a basso isolamento termico (I_cl = 0.6 clo) e permeabili all’aria e al vapore (im = 0.38) (cfr UNI EN ISO 7243:2017).

Figura 1. BS 7963, table 2 “Estimated increases in metabolic rate due to wearing PPE”

Per quel che concerne la metodica WBGT, corretti i valori di metabolismo come indicato sopra, lo standard britannico indica di modificare il valore ottenuto dall’indice WBGT, sommandovi dei fattori correttivi che consentono di tenere conto degli effetti dell’abbigliamento protettivo rispetto a quello standard previsto dalla norma. Tali fattori sono proposti nella tabella A.1 della norma, riproposizione di un’indicazione di ACGIH del 1990. A questo proposito si deve tenere conto che la revisione 2017 della metodica WBGT ha fatto propria l’idea di correggere l’indice risultante nei casi in cui l’abbigliamento indossato dal lavoratore risulta differente dall’ “ordinario abbigliamento da lavoro”, soprattutto per quel che concerne la permeabilità al vapore. I termini correttivi sono detti CAV (clothing adjustement value). L’indice che se ne ricava è indicato come WBGT_eff (WBGT_eff = WBGT + CAV). I possibili valori di CAV sono forniti nell’appendice F della UNI EN ISO 7243:2017. Non approfondiamo oltre il metodo in questa sede perchè è parere degli scriventi che un indice di screening come il WBGT non dovrebbe essere preso in considerazione per esaminare casi ad alta criticità.

Considerato il maggior dettaglio del metodo PHS rispetto al metodo WBGT, anche gli aggiustamenti da apportare per adattarlo al caso di operatori che indossano abbigliamento protettivo, sono più articolati.

a) Innanzitutto, identicamente al caso WBGT, occorre determinare l’impatto dei DPI, abbigliamento incluso, sul tasso metabolico. A questo scopo si deve ricorrere nuovamente alla tabella 2 della BS 7963 (vedi figura 1 in questo articolo).

b) Quindi sarà necessario valutare se l’isolamento termico dell’abbigliamento sia effettivamente da correggere per tenere conto degli effetti dinamici. La procedura PHS prevede di applicare questa correzione comunque, calcolando il parametro I_{cl dyn}, individuato dalla variabile Icldyn nel codice Basic del programma di cui all’appendice E della UNI EN ISO 7933:2005. Se l’abbigliamento indossato è attillato o addirittura completamente incapsulante, andrebbe impedita questa correzione imponendo che il parametro I_{cl dyn} assuma lo stesso valore del parametro I_cl, ammesso che sia fattibile con i tool software che si hanno a disposizione.

Nel caso si utilizzi un tool commerciale sarà difficilmente attuabile una correzione di questo tipo. Uno stratagemma molto approssimato potrebbe essere quello di inserire come isolamento termico di base (quindi statico) il valore reale aumentato del 20-30%.

c) Sempre con riferimento all’abbigliamento, nel caso in cui quello realmente indossato dal lavoratore abbia un’alta resistenza all’evaporazione o, al limite, sia impermeabile, andrà tenuto conto che sarà da eliminare o comunque ridurre la quota di calore ceduta all’ambiente, per evaporazione del sudore. La BS 7963, riferendosi alla UNI EN 12515:1999 che non considerava la permeabilità al vapore degli indumenti, propone di imporre che la temperatura di bulbo umido sia pari alla temperatura di bulbo secco (occorrenza che si avrebbe se l’umidità relativa dell’aria fosse pari al 100% e pertanto nessuna evaporazione fosse possibile). Lo standard PHS include invece in input l’indice di permeabilità al vapore dell’abbigliamento (pari a 0.38 per il cosiddetto “abbigliamento standard”). Questo non può essere posto pari a 0 (caso di abbigliamento impermeabile e completamente incapsulante), dal momento che nei calcoli diventa un divisore, tuttavia si può porre pari a un valore basso o molto basso (0.001 per esempio). Si tenga però conto che la modificazione dell’indice di permeabilità dell’abbigliamento non è un grado di libertà previsto dalla norma perché questa non è applicabile per abbigliamenti speciali e infatti suggerisce di porre quest’indice sempre pari a 0.38. Pertanto, se il tool impiegato non consente di variarlo, si può pensare di agire sulla pressione parziale del vapor d’acqua p_a, dato senz’altro presente tra quelli richiesti in input. Per annullare gli effetti della cessione di calore per evaporazione del sudore, basta porre p_a pari al valore della pressione di vapor saturo (al quale corrisponde ovviamente un’umidità relativa pari al 100%), calcolabile, per via approssimata, a partire dalla temperatura dell’aria a bulbo secco t_a.

Si veda in proposito UNI EN ISO 7726:1998, appendice D. P_as, pressione di vapor saturo, è calcolabile per via approssimata come 0.611×exp(17.27×t_a / (t_a + 237.3))

d) Sempre per rendere conto della limitata capacità del corpo di disperdere calore per evaporazione, la norma suggerisce di imporre una velocità dell’aria non superiore a 0.1 ms^-1. In questo modo si riduce anche la quota di calore che sarà ceduta per convezione, considerato che questa quota è anch’essa inferiore a quella che si sarebbe avuta se l’abbigliamento fosse stato permeabile al vapore.