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DISCOMFORT TERMICO PER GLI ADDETTI AI LAVORI IN STRUTTURE DI ALLEVAMENTO CON RAFFRESCAMENTO PER NEBULIZZAZIONE A. Marucci, A. Colantoni, M. Cecchini, D.

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1 DISCOMFORT TERMICO PER GLI ADDETTI AI LAVORI IN STRUTTURE DI ALLEVAMENTO CON RAFFRESCAMENTO PER NEBULIZZAZIONE A. Marucci, A. Colantoni, M. Cecchini, D. Monarca Dipartimento DAFNE - Università della Tuscia – Viterbo Convegno Nazionale di medio termine dell'Associazione Italiana di Ingegneria Agraria Gestione e controllo dei sistemi agrari e forestali Hotel Villa Carlotta - Belgirate (VB) settembre 2011 Convegno Nazionale di medio termine dell'Associazione Italiana di Ingegneria Agraria Gestione e controllo dei sistemi agrari e forestali Hotel Villa Carlotta - Belgirate (VB) settembre 2011

2 MICROCLIMA Insieme dei parametri climatici dellambiente locale (non necessariamente confinato) che determinano gli scambi termici fra soggetto e ambiente. Il comfort termoigrometrico è la condizione di soddisfacimento dellindividuo nei confronti del microclima, il mancato raggiungimento del comfort si definisce un discomfort termico che, superati certi limiti, degenera in stress termico.

3 La valutazione di questo disagio allinterno di tutti i luoghi di lavoro è prevista dal D.Lgs. 81/08, artt. 180 e 181 e comprende anche le attività agro-industriali, agro-forestali e agro- zootecniche. In questo lavoro si è cercato di valutare il disagio termico nel periodo più caldo degli addetti allallevamento di bovine da latte in una stalla aperta e dotata di impianto di raffrescamento per nebulizzazione di acqua.

4 A differenza di quanto avviene per la valutazione di altri rischi fisici o chimici (es. il rischio rumore), non è lambiente in sé ad essere oggetto dellanalisi ma piuttosto lambiente in relazione allindividuo che vi opera. Dalla legislazione vigente la valutazione di questo rischio è delegata alla normativa tecnica.

5 UNI EN ISO 7730: -Voto Medio Previsto (PMV) - Percentuale Prevista di Insoddisfatti (PPD) in ambienti termici moderati UNI EN 27243: -temperatura a bulbo umido e del globotermometro (WBGT) in ambienti termici severi caldi. Indici definiti dalle principali normative di riferimento in ambito microclimatico

6 Ambiente termico ModeratoSevero Discomfort Stress Caldo Freddo Freddo Omeotermia ? Sì No

7 AMBIENTE TERMICO MODERATO Lambiente termico non è troppo distante dalle condizioni ideali per lorganismo umano e il sistema di termoregolazione risulta in grado di effettuare i necessari aggiustamenti per assicurare condizioni di omeotermia. La quantificazione del discomfort avviene mediante il PMV, un indice che consente di prevedere (in media) il grado di accettabilità di un ambiente e il PPD (Indici di Fanger).

8 PMV (Predicted Mean Vote) è una quantità che in una scala termica a 7 punti, estesa da: –3 (molto freddo) a +3 (molto caldo), –3 (molto freddo) a +3 (molto caldo), (0 = neutro) (0 = neutro) Il microclima è MODERATO se –2 PMV 2 Fornisce il giudizio medio che verrebbe espresso da un campione di soggetti esposti ad un determinato microclima.

9 Il calcolo del PMV si basa sulla misura di quattro parametri ambientali (t a, t r, v ar, UR) e sulla stima di due parametri soggettivi (isolamento fornito dallabbigliamento e metabolismo). A questo indice globale PMV possono essere associati degli indici LOCALI relativi a: flussi daria localizzati, temperatura del pavimento, sbalzi termici, ecc...

10 INDICI UTILIZZATI (Indici di Fanger) dove: M = attività metabolica (W m -2 ); W = potenza meccanica (W m -2 ); I cl = resistenza termica abbigliamento (m 2 K W -1 ); f cl = fattore superficie coperta dallabbigliamento; t a = temperatura dellaria (°C); t r = temperatura media radiante (°C); v ar = velocità dellaria (m s -1 ); p a = pressione parziale del vapore acqueo (Pa); h c = coefficiente di scambio termico convettivo W m -2 K -1 ; t cl = temperatura superficiale dellabbigliamento (°C).

11 Per ogni valore del PMV, anche per il valore ottimale 0, esiste una frazione di individui insoddisfatta dalle condizioni climatiche esistenti. PPD – Percentuale Prevista di Insoddisfatti (Predicted Percentage of Dissatisfied)

12 PPD – Percentuale Prevista di Insoddisfatti -0,5 < PMV < 0,5 PPD < 10 %

13 PPD – Percentuale Prevista di Insoddisfatti

14 Lambiente termico severo (caldo, freddo) è molto distante dalle condizioni ideali per lorganismo umano. Ambienti termici severi SEVEROCALDO SEVEROFREDDO

15 Il sistema di termoregolazione non è in grado di operare i necessari aggiustamenti per assicu-rare condizioni di omeotermia. Ambienti termici severi Intense sensazioni di caldo e di freddo. Forte interferenza con lattività lavorativa, fino allinabilità. Possibili rischi per la salute. Il criterio più semplice per valutare gli Ambienti termici severi caldi, è lindice WBGT (Wet Bulb Globe Temperature).

16 WBGT = 0,7 T NW + 0,3 T G Ambienti non soleggiati WBGT = 0,7 T NW + 0,2 T G + 0,1 T A Ambientisoleggiati Ambienti soleggiati WBGT è lacronimo di Wet Bulb Globe Temperature

17 La ricerca è stata svolta in una stalla aperta per 250 bovine da latte situata nel Comune di Viterbo, nelle zone di riposo, di alimentazione e di attesa è dotata di impianti per il raffrescamento dell'aria composti da turboventilatori con ugelli per la nebulizzazione dellacqua.

18 Per i rilevamenti strumentali sono state utilizzate le sonde per la misura della temperatura dellaria, della temperatura radiante, dellumidità relativa e della velocità dellaria installate allaltezza di circa 1,5 m. I sensori per la misura di tali parametri sono stati collegati ad un data logger CR10 della Campbell (Campbell Scientific, Inc., Logan, Utah) che, ad intervalli di tempo di 15 minuti, ha registrato su memorie allo stato solido i segnali rilevati dai sensori.

19 In conseguenza degli elevati valori raggiunti dalla temperatura dellaria anche lindice PMV supera rapidamente la soglia di +2, portando lambiente microclimatico da moderato ad AMBIENTE SEVERO CALDO. La temperatura massima si è mantenuta sempre superiore a 30°C, con punte di 35-36°C nel periodo più caldo, mentre i valori minimi si sono mantenuti tra i 16 e i 19°C.

20 Al fine di evidenziare la criticità delle soglie di superamento dei suddetti limiti è stata individuata la durata della permanenza del PMV al di sotto ed al di sopra del limite di +2

21 MUNGITURA MUNGITURA ALIMENTAZIONE, PULIZIA, SORVEGLIANZA Successivamente le fasce orarie di permanenza al di sotto ed al di sopra del limite +2 sono state messe in relazione con le attività svolte dagli operatori (mungitura, alimentazione, pulizia, sorveglianza). La mungitura del mattino avviene sempre in condizioni moderate, quella del pomeriggio avviene sempre in condizioni severe calde. Le attività intermedie, sebbene di breve durata, avvengono anche queste in condizioni di forte disagio per gli operatori.

22 Per 2/3 delle 24 ore (dalle 8 alle 24) il PMV è superiore a +2: il microclima è severo caldo (parte tratteggiata dei valori di PMV calcolati) Andamento giornaliero medio dei valori dei parametri ambientali (t a e UR), del PMV e PPD dal 18 al 24 luglio.

23 Quando il PMV supera +2 il microclima è severo caldo e in queste condizioni lindice WBGT consente di determinare i periodi di stress termico per gli operatori acclimatati (TLV=26,7) Il WBGT supera sempre ed ampiamente la soglia per gli operatori acclimatati per intervalli prossimi a valori di PMV pari a +3.

24 Per mitigare queste condizioni si può: - scegliere un abbigliamento più idoneo (riduzione dellindice I cl da 0,7 a 0,5 clo) (riduzione dellindice I cl da 0,7 a 0,5 clo) - la riduzione dei tempi di esposizione con pause in ambienti riparati dalle alte temperature e con possibilità di integrare i liquidi persi dalla sudorazione.

25 Una significativa riduzione dello stress termico può essere ottenuta in fase di progettazione delledificio adottando tutte quelle soluzioni tecniche (scelta dei materiali, coibentazione, ventilazione, raffrescamento, ecc.) che consentono di ridurre linnalzamento termico negli ambienti maggiormente interessati dalla presenza dagli operatori.

26 La valutazione del discomfort termico tramite il PMV e quella dello stress termico con il WBGT mostrano un potenziale rischio da microclima per lunghi periodi e per numerose attività svolte dagli operatori allinterno delle strutture di allevamento nei giorni più caldi dellanno. CONCLUSIONI Dalle elaborazioni effettuate è emerso che buona parte delle operazioni vengono svolte in condizioni di stress termico: solo la prima mungitura è condotta in condizioni di benessere per loperatore.

27 lindividuazione di indici microclimatici specifici e di facile determinazione che siano di supporto alla valutazione del microclima nelle realtà proprie degli ambienti di allevamento degli animali di interesse zootecnico; Ulteriori sviluppi di questa ricerca: La programmazione delle attività lavorative in funzione del rischio di stress termico presente nellambiente di allevamento.

28 GRAZIE A TUTTI PER LA CORTESE ATTENZIONE


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