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| Amianto e fibre sostitutive: pro, contro
e rischi connessi |
A. Macioce, L. Quaranta
INAIL, Direzione Regionale Toscana, Consulenza Tecnica Accertamento Rischi Professionali |
Abstract
I primi studi epidemiologici che hanno dimostrato l'associazione tra tumore del polmone e
amianto e tra esposizione ad amianto e mesotelioma della pleura risalgono rispettivamente
al 1955 ed al 1960; il termine asbestosi, invece, viene coniato già nel 1927. Oggi in
Italia i lavoratori sono ormai sensibilizzati riguardo ai rischi passati e presenti
correlati all'amianto. Con la messa la bando dell'amianto si ricercano materiali naturali
o sintetici che di quest'ultimo rispecchino o migliorino la qualità e l'efficacia. Ma
tali materiali sono atossici o inattivi a livello biologico o tra qualche anno scopriremo
che sono solo succedanei dell'asbesto e che di questo conservano anche l'aspetto nocivo?
Da alcune ricerche che da anni si stanno compiendo sembra proprio che, soprattutto i
materiali fibrosi sostitutivi dell'amianto , siano essi naturali o sintetici, conservano
del più famoso predecessore non solo l'aspetto morfologico ma anche la peculiare
nocività. Gli effetti sulla salute umana delle fibre inorganiche minerali e sintetiche
hanno probabilmente un ruolo non secondario nell'eziologia di un gran numero di tumori. |
INTRODUZIONE
Sulle caratteristiche chimiche e fisiche dell'amianto e relativi effetti dannosi a livello
di salute umana sono stati scritti innummerevoli volumi. Ancora molto poco invece, si
conosce in merito ai materiali che, nel tempo, lo hanno sostituito. In merito a ciò,
attraverso il presente lavoro ci si propone di portare a conoscenza di quanto si è
appreso consultando testi o riviste o partecipando a convegni sull'argomento.
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L'AMIANTO
E' sicuramente difficile aggiungere un contributo significativo al tema sull'amianto. Di
quest'ultimo infatti, è ormai nota ogni caratteristica chimica e fisica. Può comunque
essere utile una sintetica puntualizzazione. E' giusto sottolineare che il termine amianto
è del tutto generico essendo ascritte ad esso diverse forme mineralogiche. Si usa
distinguere in genere l'amianto d'anfibolo da quello di serpentino. Tale differenza
implica anche una diversa genesi. Infatti gli anfiboli costituiscono un nutrito gruppo di
minerali primari (per gruppo si intende minerali o serie di minerali che hanno la stessa
unità chimica di base e simile struttura cristallina) che alcuni autori interpretano come
forme polimeriche dei pirosseni, altro grande gruppo, ed entrambi sono definiti
inosilicati (inos in greco significa fibra). Sono comunque, dal punto di vista chimico
sali inorganici ovvero silicati di Mg, Fe e Ca. L'aspetto che differenzia maggiormente un
minerale dall'altro all'interno di uno stesso gruppo è spesso la forma esterna cioè
l'habitus cristallino e le variazioni in tenore di un elemento rispetto all'altro. Ad
esempio sembra che il contenuto maggiore in Fe aumenti la fusibilità che invece tende a
diminuire con l'aumentare del Mg. Al gruppo degli anfiboli appartengono due minerali
fibrosi: l'actinolite Na2Ca4(Mg
,Fe)10OH)2O2/Si16O44 (che quando si presenta filamentoso e con fibre poco flessibili
prende il nome di Amianto d'anfibolo mentre quando si presenta in aggregati compatti e
tenaci si chiama giada o nefrite) e la più famosa crocidolite della serie degli anfiboli
alcalini ricchi in magnesio la cui formula è estremamente complessa o amianto azzurro o
amianto del Capo.
Diversa è invece la genesi del serpentino che è un minerale di origine secondaria cioè
d'alterazione. Si forma infatti per trasformazione di olivina (un silicato primario
associato a rocce basiche o ultrabasiche contenente Fe e Mg) o anche da pirosseni rombici.
Vi è da precisare che anche il termine serpentino è in realtà generico e sta ad
indicare un insieme di minerali (si parla di sottogruppo del serpentino). Tra questi
ultimi figurano per l'appunto, per citarne alcuni, l'amosite o amesite
Mg4Al2(OH)8Si2Al2O10, l'antigorite Mg6(OH)8Si4O10 ed il famoso crisotilo anch'esso
rispondente alla formula: Mg6(OH)8Si4O10.
Fino al 1951 si credeva che il crisotilo fosse un inosilicato cioè un minerale d'origine
primaria poi alcuni studi condotti sul minerale da numerosi autori hanno dimostrato che è
in realtà un fillosilicato (struttura a strati). I fogli costituiti da Mg
6OH8Si4O10 sono arrotolati in modo da formare dei cilindri e ciò ne spiega l'aspetto
fibroso. Il crisotilo ha in altre parole la stessa composizione chimica di una antigorite
(che è lamellare) ma a struttura arrotolata. Whittaker dimostrò che esistono ben tre
tipi di crisotilo (clino, orto e para). Le forme sono sempre associate in paragenesi. Una
ulteriore distinzione più commerciale che mineralogica era effettuata in base alla
lunghezza delle fibre. Nella roccia madre (detta serpentina) il crisotilo si trova sempre
associato ad antigorite in vene raramente superiori ai 7 cm. Le fibre in genere sono
trasversali alle pareti della roccia (cross fiber) o parallele (slip fiber). Questa
giacitura è legata all' origine stessa del minerale che è dinamometamorfica a scala
regionale. Infatti il crisotilo viene lavorato meccanicamente dalla frizione e dalla
pressione che si sprigionano dalle masse rocciose in seguito ad eventi tettonici
(movimenti di grandi blocchi litoidi) di enorme portata come ad esempio i recenti eventi
orogenetici (nascita di montagne). Non è un caso infatti che i giacimenti di amianto più
importanti sono localizzati proprio in corrispondenza dell'arco alpino.
La coltivazione in galleria (effettuata senza armature in legno per evitare contaminazioni
del minerale) aveva una resa doppia rispetto alla coltivazione a giorno. In Italia
l'amianto a fibra lunga si trova in Val Malenco mentre quello a fibra corta a Balangero.
La S.p.A. Amiantifera di Balangero produceva negli anni 60 ben cinque tipi di amianto con
diverso grado di purezza chiamati tests 4, 5, 6, 7 e polveri. La richiesta di amianto in
quel periodo era talmente forte da spingere a ricercare il succedaneo sintetico, che venne
in realtà ottenuto ma in fibre che risultarono essere di pochi mm di lunghezza. |
LE FIBRE INORGANICHE
Il termine fibra è stato mutuato dalla biologia nel cui ambito è riferito ad esempio al
tessuto muscolare. Si intende per fibra, al di là della composizione chimica, qualsiasi
particella che abbia dimensioni tali che la sua lunghezza superi di almeno tre volte il
suo diametro.
Si parla poi, in funzione della composizione chimica o dell'origine, di fibre organiche o
inorganiche, naturali o sintetiche, biologiche o non biologiche.
Per whiskers si intende una struttura sintetica fibrosa di natura cristallina di
dimensioni variabili ma con un diametro generalmente inferiore ai 25 .
Comunque quello che sembra essere di fondamentale importanza è la forma che condiziona
altre caratteristiche quali i parametri tecnologici di una particella e il suo
comportamento sia a livello aerodinamico sia biologico. Si parla infatti di fibre di
dimensioni tali da essere respirabili quando hanno un diametro inferiore a 3 - 3,5 m e
lunghezza minore di 100 - 200m. Con tali caratteristiche si possono rinvenire sia le
particelle fibrose di origine minerale artificiale (lane isolanti, fibre refrattarie,
fibre speciali) sia minerale naturale (vari tipi d'amianto, sepiolite, wollastonite,
attapulgite, zeoliti ecc.).
Una differenza sostanziale risiede nel comportamento meccanico. Le fibre minerali
naturali, infatti, si frammentano sia longitudinalmente sia trasversalmente mentre, quelle
artificiali solo trasversalmente. Le ridotte dimensioni e la forma sono poi alla base
delle caratteristiche aerodinamiche delle particelle fibrose, della loro biopersistenza e
della loro biodisponibilità.
La composizione chimica delle fibre inorganiche, invece, condizionerebbe un altro fattore
che è la biosolubilità della sostanza.
Più in dettaglio sembra che la biopersistenza dipenda non solo dall'efficienza del
sistema immunitario di un soggetto, dall'azione inglobante dei leucociti macrofagi o ad
esempio da quella depurativa della mobilità ciliare della mucosa bronchiale ( la
velocità di depurazione polmonare è pari a 13 mm al giorno in una persona normale) ma
anche dalla lunghezza delle fibre. In tal senso si considerano attive fibre di lunghezza
superiore a 5m.
La biodisponibilità è anch'essa un parametro che è funzione delle dimensioni della
particella ed in particolare essa dipende dal diametro della fibra che per essere attiva
in tal senso deve misurare meno di 2m.
I fattori chimico fisici appena descritti sono quelli che determinerebbero la
cancerogenicità delle fibre in generale. |
LE FIBRE MINERALI NATURALI
Un breve cenno alle fibre minerali naturali è d'obbligo. Sono numerosissimi i minerali
che cristallizzano in forme aciculari (aghiformi) o fibrose. Quelli di maggiore interesse
nel settore di pertinenza dell'Istituto, oltre quelli già citati all'inizio, sono i
seguenti:
Sepiolite detta anche Schiuma di mare è un silicato idrato di magnesio la cui
composizione non è proprio costante. Secondo alcuni autori si tratta di una miscela di un
minerale cristallino fibroso e di un colloide. Ha la caratteristica di non fondere al
cannello ma di indurirsi e il basso grado di durezza (22,5) consente una facile
lavorazione. E' attaccata dagli acidi forti. Si rinviene sull'altopiano di Eski-Scher in
Asia Minore. Il tipo di giacitura primaria è in rocce serpentiniche ma si rinviene, in
forma di masse, soprattutto in placer originati dal disfacimento delle rocce madri. Era
comunemente utilizzata per fabbricare pipe o altri oggetti per fumatori e per
oggettistica.
Wollastonite CaSiO3 è un pirosseno atipico, forse, più correttamente si dovrebbe parlare
di serie della Wollastonite di questo minerale sono infatti isotipe la bustamite che
contiene magnesio e la pectolite che contiene sodio. In natura questo silicato di calcio
si presenta in tre forme di cristallizzazione: parawollastonite o CaSiO3 , la wollastonite
stabile al di sotto dei 1126° C e la pseudowollastonite o CaSiO3 che invece è stabile al
di sopra dei 1126° C. Le forme e sono sempre associate in paragenesi con granati,
vesuviana e diopside per fenomeni di metamorfismo di contatto tra rocce effusive e
carbonatiche. Per il suo elevato punto di fusione viene impiegata nell'industria delle
ceramiche. Si presenta in aggregati di colore bianco colonnari, fascicolati o fibrosi. La
Wollastonite può anche essere confusa con la tremolite, un anfibolo (amianto).
Zeoliti costituiscono un gruppo di allumosilicati di origine secondaria. Sono state per
molti anni al centro di numerose ricerche che tendevano a chiarire la funzione dell'acqua
che esse contengono e che non è acqua di cristallizzazione in s.s., si parla infatti di
acqua zeolitica che è alloggiata nelle cavità del reticolo cristallino. Quest'acqua può
essere eliminata senza danneggiare il reticolo cristallino e può essere riassorbita o
sostituita da altri liquidi purchè non si sia superata una certa temperatura. Sulle
zeoliti sono nate diverse teorie le più importanti sono: la teoria della spugna e quella
del cristallo misto. Dal punto di vista chimico in genere sono allumosilicati che
contengono soprattutto sodio ma ve ne sono alcune varietà che contengono anche bario e
magnesio. La struttura meglio conosciuta è quella delle zeoliti fibrose (gruppo della
natrolite). |
LE FIBRE MINERALI ARTIFICIALI E METODI DI PRODUZIONE
L'OMS nel 1988 ha fornito una classificazione delle fibre minerali artificiali in funzione
del metodo di produzione.
Per trafilatura si ottiene il filamento continuo costituito da vetro. Con questo metodo si
ottengono fibre il cui diametro è compreso tra 6 e 15 m. Esso costituisce uno dei
processi commerciali per la produzione di fibre di vetro. Un getto di vetro fuso cade su
ruote girevoli e viene filato. I filamenti caduti generano pezzi di vetro o fibre che
vengono accumulate trattate con spray, a base di resine fenolformaldeidiche ed olii
minerali lubrificanti, per preservare la superficie da abrasioni o attacchi chimici e
sopposte a cottura. I diametri e le lunghezze delle fibre ottenute attraverso tale
processo sono variabili.
Centrifugazione e Centrifugazione / soffiatura costituiscono processi meno costosi del
precedente e si adottano per fabbricare lane isolanti come lane di vetro, di roccia o
scoria. Si ricavano fibre il cui diametro varia dai 2 ai 9m. Il metodo consiste nel
disaggregare il fluido in filamenti ricorrendo ad un potente getto di corrente gassosa.
Ciò genera un insieme di fibre e particelle vetrose che costituiscono la caratteristica
delle lane di vetro.
Ricorrendo alla soffiatura o alla soffiatura e trafilatura si producono fibre refrattarie
per ceramiche il cui diametro va dai 1,2 ai 3m. A questo processo si ricorre anche per la
fabbricazione di fibre tessili. Consiste nello stirare attraverso boccole con innumerevoli
fori di piccole dimensioni il vetro fuso.
Infine, attraverso l'attenuazione con fiamma si ottengono le fibre speciali (microfibre di
vetro) con un diametro compreso tra 0,1 e 3m.
Nell'ambito delle fibre sintetiche poi vi è una ulteriore differenziazione queste
infatti, sono distinte in MMMF e MMVF acronimi che stanno a definire rispettivamente:
man-made mineral fibers e man-made vitreous fibers, termini coniati nel 1985 ed introdotti
nel codice tecnico.
Esistono anche le MMIF ovvero man-made inorganic fibers (fibre di carbone e di grafite).
In commercio sono state introdotte oltre alle fibre di vetro anche fibre amorfe di
allumina, combinazioni di silicati e non silicati come il carbonio. Basti pensare che
sperimentalmente sono state prodotte migliaia di fibre a composizione diversa. In totale
sono noti quasi trecento materiali fibrosi di diversa composizione chimica.
Gli studi sulle fibre sintetiche hanno rappresentato un settore di ricerca in rapida
espansione. Sorgenti di informazione ufficiale sono: il Journal of Crystal Growth, Journal
of solid State Chemistry, e Carbon nonchè società internazionali come l'American
Association for Crystal Growth che provvedono ad notificare la sintesi di nuovi composti e
ad illustrare le tecniche di produzione messe a punto. |
LE FIBRE NATURALI ORGANICHE E ARTIFICIALI
Un cenno a parte meritano le fibre organiche sia naturali (cotone, lino, iuta, lana,
canapa, sisal) sia artificiali (nylon, rayon, poliacrilonitrile, polivinilalcool,
aramidiche, polietilene e polipropilene).
APPLICAZIONI ED USI DELLE FIBRE MINERALI NATURALI E ARTIFICIALI
Tra le zeoliti ad esempio vi è l'erionite (fibrosa) che risponde alla formula
(K2,Ca,Na2)2Al4Si14O36.15H2O, che viene utilizzata al posto dell'amianto come inerte o
come carica per cementi, conglomerati, carta e fertilizzanti.
La wollastonite che ha sostituito l'amianto per gli isolamenti termici, per la
fabbricazione del fibrocemento, delle vernici, per i pannelli isolanti, per i materiali
d'attrito, per le pavimentazioni, ecc.
Le fibre di vetro, la lana di roccia o di scoria hanno preso il posto dell'amianto negli
isolamenti termoacustici nell'edilizia, nella costruzione di treni, navi, pannelli
antifuoco, pannelli isolanti, filtri per aria e per liquidi, fibre ottiche, plastiche
rinforzate, pavimenti vinilici, fibrocemento, tessuti, ecc..
Le fibre ceramiche vengono ormai adottate per isolamenti termici ad alta temperatura,
guarnizioni, componenti elettronici, tessuti antifiamma ecc..
L'Attapulgite utilizzata per la fabbricazione di sabbie assorbenti, vernici, adesivi,
sigillanti, fertilizzanti, cosmetici, pesticidi, farmaci, ecc.. |
EFFETTI SULLA SALUTE DEI MATERIALI FIBROSI INORGANICI
Fin dagli inizi del secolo si sono studiati rischi per la salute connessi all'esposizione
a materiali fibrosi. L'amianto è stato usato fin dall'antichità ed addirittura venerato
per le sue magiche qualità, è ora stato messo al bando e sostituito da numerosi
prodotti, soprattutto fibre sintetiche inorganiche. I cavi in fibra di vetro hanno
sostituito i cavi in rame per le comunicazioni, La lana di vetro o di roccia ha sostituito
l'amianto come isolante. Le fibre di carbone o grafite sono usate per fabbricare ad
esempio articoli sportivi. Questi sono solo alcuni esempi delle numerosissime
applicazioni. Si è visto che con la diffusione delle fibre inorganiche si hanno indizi
per ritenerle rischiose per la salute umana. Sono stati necessari oltre 25 anni per
stabilire una connessione tra mesotelioma ed esposizione a fibre d'asbesto e comunque
l'eziologia e gli specifici meccanismi che causano il cancro non sono stati ancora del
tutto chiariti. Questi consisterebbero, stando a ricerche condotte dallo IARC:
a) formazione di radicali liberi;
b) interferenza con la mitosi;
c) proliferazione cellulare;
d) stimolo infiammatorio cronico;
e) cocancerogenesi e trasporto dei cancerogeni.
Da evidenze risultanti da studi condotti sperimentalmente si è visto che l'erionite
risulterebbe tra i cancerogeni accertati ed inseriti nella classificazione IARC nel gruppo
1 al pari dell'asbesto.
Anche le fibre ceramiche sembra che svolgano un ruolo attivo nell'insorgenza di
mesoteliomi.
Le fibre aramidiche hanno indotto carcenogenesi su animali (ratti). Per molti altri
materiali fibrosi non sono ancora univoci i pareri riguardo la pericolosità.
Nella classificazione dello IARC (1994) al gruppo 1 sono ascritti Asbesto ed Erionite, al
gruppo 2b lana di vetro, lana di roccia, lana di scoria, fibre ceramiche, al gruppo 3
filamenti di vetro continui, Sepiolite, Wollastonite e Attapulgite.
Si ricorda che il gruppo 1 identifica i cancerogeni per l'uomo, il gruppo 2a i
probabilmente cancerogeni per l'uomo, il gruppo 2b i possibilmente cancerogeni per l'uomo,
il gruppo 3 non classificabile come cancerogeno per l'uomo. |
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