Fumi di petrolio: origine, rischi per la salute e misure di protezione efficaci

I vapori d'olio si formano ovunque oli e lubrificanti di raffreddamento siano esposti ad alte temperature o a sollecitazioni meccaniche. Nell'industria metallurgica, nelle officine automobilistiche e nei centri di lavorazione CNC, questi aerosol si formano come un inquinante invisibile nell'aria degli ambienti chiusi.

Il limite di esposizione professionale TRGS 900 si applica anche a una concentrazione di 5 mg/m³ di nebbie di olio minerale nell'aria. Nebbie, fumi e vapori di olio causano malattie respiratorie, irritazioni cutanee e aumentano il rischio di cancro in caso di inalazione prolungata.

Sistemi di estrazione e filtrazione efficaci catturano questi inquinanti direttamente alla fonte e proteggono la salute dei dipendenti.

Che cosa sono i vapori di petrolio e in cosa si differenziano dalla nebbia di petrolio?

I vapori di petrolio si riferiscono alla fase gassosa degli oli e dei liquidi contenenti olio. Secondo la norma ISO 8573-5, il termine vapore di petrolio comprende la somma di tutti gli aerosol e i composti organici a partire dall'n-esano che vengono rilasciati nell'aria per evaporazione o decomposizione termica (pirolisi).

La nebbia oleosa, d'altro canto, è costituita da finissime goccioline d'olio che fluttuano nell'atmosfera sotto forma di aerosol. Entrambe le forme si presentano frequentemente insieme negli ambienti di lavoro industriali.

La differenza cruciale risiede nella dimensione delle particelle e nello stato della materia. La nebbia d'olio è composta da goccioline liquide con un diametro compreso tra 0,5 e 5 micrometri. I vapori d'olio, invece, sono completamente gassosi e non possono essere visti a occhio nudo.

I fumi di petrolio si formano a temperature particolarmente elevate quando il petrolio si decompone termicamente e contengono particelle ultrafini di dimensioni inferiori a 0,5 micrometri. È proprio questa miscela di nebbie, vapori e fumi di petrolio a rendere così pericoloso l'inquinamento atmosferico negli stabilimenti produttivi, poiché le diverse dimensioni delle particelle penetrano nelle vie respiratorie a profondità variabili.

Come si producono i vapori d'olio durante la lavorazione dei metalli?

La formazione di vapori d'olio è direttamente correlata alla temperatura e al tipo di liquido refrigerante utilizzato. Nei processi di lavorazione come tornitura, fresatura, rettifica e foratura, le elevate velocità di taglio e il contatto tra l'utensile e il pezzo generano temperature di diverse centinaia di gradi Celsius. In questi punti di contatto, i liquidi refrigeranti evaporano rilasciando vapori d'olio che si diffondono in tutta l'officina.

I seguenti processi favoriscono la formazione di vapori oleosi e nebbie di emulsione:

• Atomizzazione dei lubrificanti di raffreddamento mediante parti e mandrini di macchine in rapida rotazione su centri di lavoro CNC
• Evaporazione termica dell'olio sulle superfici calde dei pezzi durante i processi di rettifica e tempra
• Utilizzo di aria compressa per rimuovere i pezzi in lavorazione impregnati d'olio, in modo che l'olio aderente venga finemente atomizzato.
• Perdite nei sistemi idraulici e nelle macchine utensili che causano gocciolamento di olio su parti calde della macchina
• Lubrificazione a quantità minima (MQL), in cui piccole quantità di olio vengono spruzzate direttamente nella zona di lavorazione ad alta pressione.

Oltre che nella lavorazione dei metalli, i vapori d'olio si producono anche nelle officine automobilistiche durante la manipolazione di oli motore e liquidi dei freni, nella lavorazione delle materie plastiche e ovunque vengano riscaldati gli oli. Persino gli impianti di riscaldamento a gasolio negli edifici residenziali possono rilasciare concentrazioni problematiche in caso di perdite da serbatoi o tubature.

Quali rischi per la salute comportano i fumi di petrolio sul luogo di lavoro?

I fumi di petrolio rappresentano un grave rischio per la salute di tutti i lavoratori che operano regolarmente in aree contaminate. Gli aerosol fini e i componenti gassosi penetrano in profondità nei polmoni attraverso le vie respiratorie e possono causare danni cronici in caso di esposizione prolungata.

1. Le malattie respiratorie sono tra le conseguenze più comuni dell'esposizione prolungata ai fumi di petrolio. Le particelle di nebbia oleosa sono inalabili e penetrano fino agli alveoli. Tra le patologie documentate si annoverano bronchite cronica, asma e polmonite lipidica, in cui le particelle di petrolio si accumulano nel tessuto polmonare.
2. Il rischio di cancro deriva in particolare dagli idrocarburi policiclici aromatici (IPA), che si formano durante la decomposizione termica degli oli. L'Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC) classifica alcune nebbie di oli minerali come potenzialmente cancerogene. I vapori di petrolio ad alta temperatura contengono questi composti cancerogeni in concentrazioni particolarmente elevate.
3. Le irritazioni cutanee e le allergie si verificano quando goccioline d'olio e aerosol contenenti olio entrano in contatto con la pelle. Gli emulsionanti e i conservanti presenti nei lubrificanti refrigeranti miscibili in acqua intensificano questo effetto. La dermatite da contatto e l'acne da olio sono tipiche patologie cutanee derivanti da una protezione inadeguata. Oltre a queste condizioni croniche, i vapori d'olio causano sintomi acuti come mal di testa, nausea, vertigini e irritazione delle mucose in molti soggetti colpiti.
4. Sono possibili anche effetti neurologici in caso di esposizione prolungata. I vapori di petrolio possono penetrare nel flusso sanguigno attraverso i polmoni ed esercitare effetti tossici sul sistema nervoso.

Quali sono i valori limite per i vapori e le nebbie oleose?

Il limite di esposizione professionale (OEL) per le emissioni dei lubrificanti di raffreddamento è specificato nella norma TRGS 900. Per gli oli minerali altamente raffinati, si applica un OEL di 5 mg/m³ (frazione respirabile) come media per turno su otto ore.

La norma DGUV 109-003 specifica i requisiti per la lavorazione dei metalli e definisce un valore all'avanguardia di 10 mg/m³ per l'esposizione totale da aerosol e vapore di lubrificanti di raffreddamento miscibili in acqua.

Il valore limite generale per le polveri TRGS 900 limita la frazione respirabile (polvere A) a 1,25 mg/m³ e la frazione inalabile (polvere E) a 10 mg/m³.

inquinante	limite	Regole
Olio minerale altamente raffinato (frazione A)	5 mg/m³	TRGS 900
Fluido refrigerante a base di acqua (aerosol + vapore)	10 mg/m³	Regola DGUV 109-003
Limite generale di polvere (frazione A)	1,25 mg/m³	TRGS 900
Valore limite generale per le polveri (frazione E)	10 mg/m³	TRGS 900

Il rispetto di questi limiti richiede misurazioni periodiche della qualità dell'aria. I metodi gravimetrici e i contatori ottici di particelle forniscono dati precisi sull'effettiva esposizione sul luogo di lavoro.

L'esperienza pratica nel settore delle tecnologie di aspirazione industriale dimostra che molte aziende, prive di sistemi di aspirazione e filtraggio adeguati, superano ampiamente i limiti consentiti, soprattutto sulle macchine CNC con elevate velocità di rotazione del mandrino.

Come si possono ridurre efficacemente le emissioni di fumi di petrolio?

La riduzione dei vapori di petrolio segue il principio STOP (Sostituzione, Misure tecniche, Misure organizzative, Dispositivi di protezione individuale), che stabilisce una chiara gerarchia delle misure di protezione.

1. La sostituzione è la priorità assoluta: è possibile sostituire il lubrificante di raffreddamento utilizzato con un'alternativa meno inquinante? Il passaggio a fluidi di raffreddamento a base d'acqua o alla lubrificazione a quantità minima può ridurre significativamente la formazione di vapori d'olio e nebbie di emulsione in alcune applicazioni.
2. Le misure tecniche costituiscono il fulcro di una soluzione sostenibile. Le cabine di lavorazione chiuse impediscono la fuoriuscita incontrollata di vapori d'olio nell'aria del capannone. Efficaci sistemi di aspirazione alla fonte catturano nebbie e vapori d'olio direttamente alla loro origine, prima che gli inquinanti si diffondano nell'intero capannone di produzione. I separatori di nebbie d'olio ad alte prestazioni operano con filtrazione multistadio: uno stadio di pre-separazione rimuove le particelle grossolane e le abrasioni metalliche, lo stadio principale elimina nebbie d'olio e nebbie di emulsione, e uno stadio di post-filtrazione con filtri fini trattiene gli aerosol più sottili e i fumi d'olio. I filtri a carboni attivi integrano il sistema quando è necessario eliminare idrocarburi gassosi e odori. I moderni sistemi di aspirazione raggiungono efficienze di separazione fino al 99,95% e restituiscono l'aria purificata all'area di lavoro, migliorando al contempo l'efficienza energetica attraverso il recupero di calore.
3. Le misure organizzative includono la manutenzione e l'ispezione regolari dei lubrificanti di raffreddamento in conformità con la norma TRGS 611, la formazione dei dipendenti sulla gestione sicura delle emissioni dei lubrificanti di raffreddamento e il rispetto degli intervalli di manutenzione definiti per i sistemi di filtraggio. La temperatura in produzione dovrebbe essere mantenuta il più bassa possibile, idealmente al di sotto dei 40 gradi Celsius, per ridurre al minimo l'evaporazione dell'olio.
4. I dispositivi di protezione individuale (DPI), come ad esempio i respiratori, vengono utilizzati solo quando le misure tecniche non sono sufficienti a ridurre l'esposizione. Il principio rimane valido: i sistemi di aspirazione e i separatori di nebbie oleose hanno la precedenza sulle misure organizzative e sui dispositivi di protezione individuale.

Che ruolo svolgono i sistemi di aspirazione nel contrasto ai vapori di petrolio?

I sistemi di aspirazione rappresentano la misura tecnica più efficace per ridurre vapori, nebbie e fumi oleosi negli ambienti di lavoro industriali. La scelta tra una soluzione autonoma e un sistema di aspirazione centralizzato dipende da diversi fattori: il numero di macchine da aspirare, la portata d'aria richiesta, il tipo e la concentrazione dei lubrificanti di raffreddamento e le condizioni spaziali del capannone di produzione.

Per separare i vapori d'olio vengono utilizzate diverse tecnologie di filtraggio. I filtri meccanici e i filtri a coalescenza (che fanno sì che le goccioline d'olio più fini si uniscano in gocce più grandi) separano le goccioline d'olio dall'aria. A seconda degli obiettivi e dei requisiti, le torri di filtraggio possono essere posizionate in diversi punti del capannone di produzione.

Il dimensionamento di un sistema di aspirazione deve sempre basarsi su dati di misurazione concreti. Stime generiche spesso portano a sistemi sottodimensionati che non raggiungono la portata volumetrica richiesta e non garantiscono una purificazione dell'aria adeguata. I produttori esperti di sistemi di aspirazione considerano non solo la portata volumetrica, ma anche la distribuzione granulometrica delle particelle, i lubrificanti di raffreddamento utilizzati e le condizioni operative delle macchine durante la progettazione dei loro sistemi.

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