Come prevenire i rischi fisici

I pericoli in laboratorio non includono solo rischi chimici e biologici, ma anche rischi fisici. Questi includono – ma non sono limitati a – gas compressi, apparecchiature elettriche, laser, radiazioni e rischi termici. La loro gestione è una delle maggiori preoccupazioni per tutti i responsabili di laboratorio.

Apparecchiature calde, pesanti e affilate possono compromettere la salute e il benessere dei membri del team o degli studenti. Ciò rende importante che vengano fornite attrezzature di manipolazione corrette come  ad es. i guanti di sicurezza. Il personale deve essere addestrato nelle procedure appropriate per prevenire i pericoli derivanti dall’uso e dalla gestione delle diverse attrezzature.

Scivolate e cadute sono più probabili in laboratorio rispetto a molti altri luoghi di lavoro a causa della quantità di tempo che i ricercatori trascorrono in piedi e del volume di materiali diversi presenti. La dovuta cura e diligenza deve essere posta da parte di ognuno per ridurre la possibilità di scivoloni e la presenza di rischi di inciampo. Una pulizia adeguata è essenziale per prevenire scivoloni e cadute.

A – Procedure di sicurezza generali

Ecco alcune regole generali da seguire ai fini della prevenzione dei rischi fisici:

  • Nel collegare un circuito elettrico, rendi l’attaccare la spina o il premere l’interruttore di accensione l’ultima azione nell’assemblaggio e il primo atto nel disassemblare il circuito. Questa pratica è applicabile a tutti gli apparecchi elettrici portatili. Tutti i circuiti a corrente alternata (AC) con tensione superiore a 12 volt dovrebbe essere schermati per evitare il contatto diretto.
  • Quando si utilizza una corrente elettrica, evita di portare entrambe le mani a contatto con sezioni in tensione del circuito. Se possibile, usa una sola mano alla volta in tutte le manipolazioni che coinvolgono un circuito elettrico.
  • I cavi elettrici e le prolunghe utilizzate in classe devono essere ispezionati regolarmente per notare eventuali difetti nell’isolamento o nelle connessioni. Tutte le prolunghe dovrebbero essere a tre fili, con messa a terra. I cavi di prolunga non devono mai essere utilizzati per la connessione permanente al circuito di apparecchiature elettriche.
  • Se la corrente elettrica è costantemente utilizzata vicino a qualsiasi oggetto metallico, l’oggetto dovrebbe essere protetto in modo permanente con una copertura isolante per evitare possibili contatti. Assicurati che i cavi sotto tensione non entrino in contatto con oggetti metallici messi a terra.
  • Non utilizzare spine multiple nelle prese elettriche. I collegamenti elettrici semipermanenti non devono essere fatti alle prese a muro. In nessun caso un motore che richiede una corrente di avviamento di oltre 20 ampere va collegato a una presa a muro.
  • Durante la ricarica di una cella di stoccaggio umida prodotta dagli studenti, allontanate gli studenti dallo spruzzo fine che si sviluppa. Lo spray è dannoso se inalato o quando viene a contatto con la pelle o gli occhi.
  • Insegnanti e studenti dovrebbero essere cauti quando maneggiano una batteria al piombo-acido o simile. È una fonte di pericolo nonostante la bassa tensione a causa dell’acido che contiene ed a causa dell’alta corrente che può essere prelevata da essa in caso di cortocircuito. Conserva le batterie che devono essere caricate solo in uno spazio ben ventilato. Le scintille della batteria hanno abbastanza energia per accendere i vapori infiammabili. Idrogeno gassoso, che è potenzialmente esplosivo, è prodotto durante la ricarica.
  • Le connessioni delle bobine a induzione di qualsiasi tipo dovrebbero essere chiaramente contrassegnate per bassa tensione e alta tensione per evitare la possibilità di shock.
  • Gli istruttori e gli studenti dovrebbero essere sempre protetti dagli apparecchi a raggi ultravioletti e durante l’uso o la produzione di raggi X, microonde e laser.
  • Quando si maneggiano apparecchiature elettroniche, gli insegnanti e gli studenti devono osservare le seguenti precauzioni: (1) Accertarsi che la corrente sia spenta prima di mettere le mani in una radio o in qualsiasi altro dispositivo elettronico; (2) Assicurarsi che vi sia un’alta resistenza attraverso l’uscita di un alimentatore, in caso contrario potrebbe verificarsi una forte scossa da un condensatore carico; (3) Prestare la massima attenzione nella dimostrazione, regolazione o utilizzo dei tubi catodici di ricevitori televisivi o oscilloscopi quando le relative protezioni vengono rimosse.
  • Durante l’evacuazione di una lampadina durante gli esperimenti di densità dell’aria, avvolgete la lampadina in un asciugamano, ed evitate di far cadere il vetro in caso di schiacciamento della lampadina. Utilizzate i palloni a fondo tondo per sperimentare: sono più forti delle fiasche a fondo piatto.
  • Quando si utilizza una pentola a pressione per dimostrare la variazione dei punti di ebollizione sotto pressione, assicuratevi di esaminare la valvola di sicurezza sulla pentola prima dell’uso per accertarsi che è funzionante. Non lasciare che la pressione superi i 20 chili per pollice quadrato, o 137,8 kPa.
  • Presta attenzione nell’uso di tutti gli apparati rotanti, come il tavolo girevole, la ruota di Savart, il disco della sirena ed i cerchi centrifughi. Assicurarsi che il dado di sicurezza sia saldamente fissato in ogni momento. L’apparecchio dovrebbe ruotare solo a velocità moderate.
  • Presta attenzione per evitare lesioni da spigoli vivi su specchi, prismi e lastre di vetro. Ispeziona gli oggetti prima di passarli agli studenti e rimuovi i bordi macinandoli con tela smeriglio o con una pietra di carburo di silicio o dipingendoli con smalto ad asciugatura rapida.

B – Uso e rischi dei laser

I laser sono preziose fonti di luce da utilizzare in dimostrazioni entusiasmanti e in esperimenti di laboratorio a scuola. La maggior parte dei laser scolastici ha una potenza relativamente bassa, con un’emissione luminosa inferiore a un millesimo di watt (1 milliwatt). Tuttavia, gli insegnanti di scienze dovrebbero sempre prendere precauzioni appropriate per limitare l’esposizione della luce laser degli studenti.

I laser sono classificati in base alla potenza del raggio emesso. La classificazione è basata sul potenziale del laser di provocare lesioni immediate agli occhi o alla pelle. Diversi fattori sono considerati nella classificazione: lunghezza d’onda, potenza, livello di emissione accessibile e durata delle emissioni. Tutti i laser disponibili in commercio devono essere conformi allo standard.

Classificazione dei laser e relativi effetti sull’uomo.

Alcune importanti regole da seguire nell’uso dei laser:

  • Evitate la visione diretta del raggio. Chiedete agli studenti di non guardare mai direttamente nel fascio laser o i suoi riflessi luminosi, così come non devono guardare direttamente il sole o le lampade ad arco. Come pratica generale, nessuna parte del corpo dovrebbe trovarsi nel percorso del raggio laser. Queste pratiche diventano sempre più importanti via via che la potenza di uscita del dispositivo laser aumenta.
  • Conoscete la posizione del percorso del raggio e tenetelo lontano da oggetti estranei. Prima di propagare un raggio laser, fissate tutti i componenti ottici in posizione per garantire che il percorso del raggio non cambi in modo incontrollato. Oggetti con finiture simili a specchi (ad esempio, impianti idraulici, gioielli personali e strumenti) riflettono i raggi laser in modo inaspettato. Se possibile, rimuovete tali superfici dalle vicinanze del percorso del raggio. L’attrezzatura dimostrativa, come aste di supporto, superfici del banco e regolazione degli strumenti, dovrebbero essere verniciati o trattati per produrre una superficie opaca e non riflettente.
  • Bloccate il raggio quando non è necessario. Rimuovere i fermi del raggio o aprite le persiane solo per consentire misurazioni o osservazioni. Persiane o fermi del raggio devono essere al loro posto quando si inserisce o si sposta un elemento ottico.
  • Termina i raggi laser. Blocca il raggio in un punto oltre il punto più lontano di interesse, un obiettivo o una tabella ottica. Termina tutti i raggi laser con un materiale non riflettente che assorbe la luce. Per i laser di maggiore potenza (superiori a 500 milliwatt), il materiale dovrebbe anche essere non infiammabile.
  • L’istruttore deve preparare e provare le dimostrazioni quando nessun altro è presente. Identifica e rintraccia tutti i percorsi del fascio ed i riflessi imprevisti eliminandoli o bloccandoli.
  • Equipaggia il laser con un interruttore a chiave. Il laser dovrebbe essere dotato di un interruttore a chiave sul circuito di alimentazione primario, piuttosto che dell’interruttore a levetta più comunemente usato. Gli interruttori a chiave sono disponibili presso i negozi di elettronica per un costo relativamente ridotto.
  • Non lasciare un laser utilizzabile in una posizione accessibile e non presidiata. Rimuovi la chiave e posizionalo in un luogo sicuro per impedire l’uso non autorizzato del laser e possibili esposizioni pregiudizievoli. Per lo stesso motivo, quando esperimenti o le dimostrazioni si svolgono in aree che potrebbero consentire l’accesso al raggio da parte di individui non sotto il controllo dell’insegnante, incarica una persona responsabile di fermare il raggio di emissione, se c’è motivo.
  • Riduci la potenza ottica del laser. Riduci la potenza ottica al livello minimo necessario per raggiungere l’obiettivo dell’esperimento o della dimostrazione. Usa filtri a densità neutrale o plastica colorata per ridurre efficacemente la potenza ottica irradiata.
  • Fornisci e utilizza dispositivi di protezione degli occhi adeguati. Scegli occhiali appropriati per la potenza del laser e specifici per la lunghezza d’onda emessa dal sistema laser. Non usare occhiali che offrono protezione contro tutte le lunghezze d’onda e livelli di trasmittanza (densità ottica). Assicurati che siano disponibili e utilizzati gli occhiali adatti da tutti gli studenti.

Prima di utilizzare i laser nelle dimostrazioni o nella ricerca, accertati che tutti i partecipanti – studenti e altro personale coinvolto – siano a conoscenza dei potenziali pericoli nell’operare con i laser. In generale, i laser utilizzati nelle dimostrazioni scolastiche emettono luce nella porzione della luce visibile o nella parte infrarossa dello spettro elettromagnetico. Pertanto, studenti e insegnanti devono affrontare i pericoli tipici della luce visibile e del vicino infrarosso, che sono:

Pericoli per gli occhi

Forse il più grande pericolo nell’uso dei laser è la penetrazione del laser accidentalmente irradiato verso gli occhi. Il danno alle diverse strutture dell’occhio da parte della luce laser dipende dalla lunghezza d’onda della luce emessa. Le ustioni retiniche che causano cecità parziale o totale sono possibili quando si utilizzano raggi nelle regioni del visibile (400-700 nm) e del vicino infrarosso (700-1400 nm). A quelle lunghezze d’onda, l’occhio focalizzerà il raggio su un punto minuscolo sulla retina e creerà un punto cieco. Se l’area della retina irradiata è la macula, la sua fovea (area di visione estremamente sottile), o il nervo ottico possono causare danni visivi gravi e permanenti.

Pericoli per la pelle

Gli effetti della luce laser sulla pelle sono fondamentalmente quelli delle ustioni termiche. Il danno alla pelle può verificarsi dall’esposizione alla luce infrarossa o ultravioletta. Per l’esposizione all’infrarosso, i risultati possono essere ustioni termiche o pelle eccessivamente secca, a seconda dell’intensità della radiazione. La pelle più chiara con piccoli pigmenti di melanina è influenzata in misura minore, ma la pelle con alto contenuto di melanina (nel complesso o in punti) possono essere gravemente bruciati. Al contrario, la pelle più chiara non protegge il tessuto più profondo dal danno da irradiazione nel visibile e vicino all’infrarosso, così come la pelle più scura. L’esposizione alle radiazioni ultraviolette può provocare “scottature” e possibilmente cancro della pelle in individui sensibili.

C – Uso e rischi delle radiazioni ionizzanti

Quando si prevede di utilizzare macchine per la produzione di radiazioni o materiali radioattivi in aula, insegnanti e personale amministrativo dovrebbero essere pienamente consapevoli delle raccomandazioni per la protezione e la misurazione delle radiazioni, che limita l’esposizione alle radiazioni di persone di età inferiore a 18  anni a non più di 0,5 rem all’anno.

Sebbene il rischio di raggiungere o superare tale limite è eccezionalmente piccolo, tutti gli usi dovrebbero essere pianificati e condotti di conseguenza. Le scuole non dovrebbero accettare regali di macchine a raggi X o materiali radioattivi fino a quando le macchine sono state controllate da un fisico sanitario qualificato o da un fisico radiologico per determinare che l’apparecchiatura può essere usata in modo sicuro ed i materiali radioattivi sono stati verificati non superare i limiti di quantità consentiti.

Macchine radiogene

Una macchina radiogena è un dispositivo in grado di produrre radiazioni ionizzanti. Esempi di macchine per la produzione di tali radiazioni sono alcune attrezzature mediche e dentistiche (in particolare le macchine a raggi X), i microscopi elettronici, i fluoroscopi. Esempi di apparecchiature potenzialmente pericolose sono i trasformatori flyback, tubi regolatori di shunt ed i tubi a raggi catodici che funzionano con una tensione superiore a 20.000 volt, come quelli dei vecchi televisori.

Materiali radioattivi

La legge stabilisce le condizioni alle quali le persone e le istituzioni possono possedere e utilizzare materiali radioattivi. In ogni caso, una scuola può avere e usare solo piccole quantità e concentrazioni di materiali radioattivi, e in alcuni Paesi la scuola deve avere una licenza specifica per possedere e utilizzare materiali radioattivi. Perciò, informati a riguardo prima di procurarteli o utilizzarli.

Prima del primo acquisto di materiale radioattivo, la scuola dovrebbe accertarsi che sia disponibile un misuratore di rilevamento delle radiazioni. Il tipo di strumento di rilevamento della radiazione raccomandato è un contatore Geiger-Muller. Se usato correttamente, questo strumento rileva le radiazioni alfa, beta e gamma. I rivelatori G-M sono disponibili relativamente a basso costo; l’assistenza nella scelta dello strumento corretto può essere fornita da un fisico sanitario competente.

L’uso di materiali radioattivi nelle attività in classe può fornire un’esperienza preziosa in vista di una successiva specializzazione. Un simile misuratore di radiazione dovrebbe tuttavia essere sempre disponibile e dovrebbe essere utilizzato dopo l’esercitazione in classe per verificare che non vi siano contaminazioni sulle mani o sul corpo o sulle superfici che sono penetrate a contatto diretto con gli isotopi.

L’osservanza delle seguenti regole garantirà che i radioisotopi siano usati in sicurezza:

  • Non maneggiare mai sorgenti radioattive con le punte delle dita non protette. L’uso di un forcipe o di pinze minimizzeranno l’esposizione di mani e dita.
  • Gli emettitori alfa possono essere facilmente schermati da un foglio di carta; gli emettitori beta dovrebbero essere schermato da un vetro di 6 mm di spessore. quarto di pollice o vetro. Tuttavia, gli insegnanti dovrebbero ricordare che entrambe queste fonti sono spesso accompagnate dall’emissione di raggi gamma, che potrebbero richiedere la schermatura con il piombo.
  • Gli esperimenti che potrebbero causare il rilascio di prodotti radioattivi gassosi non dovrebbero essere eseguiti, ed i materiali radioattivi non devono essere smaltiti in lavandini e fognature o in contenitori di rifiuti non appositamente contrassegnati.

 

Bibliografia

Science Safety Handbook, https://www.cde.ca.gov/pd/ca/sc/documents/scisafebook2014.pdf