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90. Fabbricazione e manutenzione aerospaziale

Editor del capitolo: Buck Cameron


Sommario

Tabelle e figure

L'industria aerospaziale
Buck Cameron

Sicurezza ed ergonomia nella produzione di cellule di aeromobili
Douglas F. Briggs

Protezione anticaduta per la categoria dei trasporti Fabbricazione e manutenzione di aeromobili
Robert W.Hites

Produzione di motori aeronautici
John B. Feldmann

Controlli ed effetti sulla salute
Denis Bourcier

Problemi ambientali e di salute pubblica
Steve Massone

tavoli

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1. Rischi dell'industria aeronautica e aerospaziale
2. Requisiti di sviluppo tecnologico
3. Considerazioni tossicologiche
4. I pericoli delle sostanze chimiche nel settore aerospaziale
5. Sintesi degli Stati Uniti NESHAP
6. Rischi chimici tipici
7. Tipiche pratiche di controllo delle emissioni

Cifre

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Mercoledì, Febbraio 23 2011 16: 13

L'industria aerospaziale

Profilo generale

Storia e tendenze future

Quando Wilbur e Orville Wright fecero il loro primo volo di successo nel 1903, la produzione di aerei era un mestiere praticato nei piccoli negozi di sperimentatori e avventurieri. I piccoli ma drammatici contributi forniti dagli aerei militari durante la prima guerra mondiale hanno contribuito a portare la produzione fuori dall'officina alla produzione di massa. Gli aerei di seconda generazione hanno aiutato gli operatori del dopoguerra a farsi strada nella sfera commerciale, in particolare come vettori di posta e merci espresse. Gli aerei di linea, tuttavia, sono rimasti non pressurizzati, scarsamente riscaldati e incapaci di volare al di sopra del tempo. Nonostante questi inconvenienti, il viaggio dei passeggeri è aumentato del 600% dal 1936 al 1941, ma è stato ancora un lusso che relativamente pochi hanno sperimentato. I notevoli progressi della tecnologia aeronautica e l'uso concomitante della potenza aerea durante la seconda guerra mondiale hanno favorito la crescita esplosiva della capacità di produzione di aeromobili che è sopravvissuta alla guerra negli Stati Uniti, nel Regno Unito e nell'Unione Sovietica. A partire dalla seconda guerra mondiale, i missili tattici e strategici, i satelliti da ricognizione e navigazione e gli aerei pilotati hanno assunto un significato militare sempre maggiore. Le tecnologie di comunicazione satellitare, geomonitoraggio e tracciamento meteorologico sono diventate di crescente importanza commerciale. L'introduzione di aerei civili a turbogetto alla fine degli anni '1950 ha reso i viaggi aerei più veloci e più confortevoli e ha dato inizio a una crescita drammatica dei viaggi aerei commerciali. Nel 1993 oltre 1.25 trilioni di miglia passeggeri sono state percorse in tutto il mondo ogni anno. Questa cifra dovrebbe quasi triplicare entro il 2013.

Modelli occupazionali

L'occupazione nelle industrie aerospaziali è altamente ciclica. L'occupazione diretta nel settore aerospaziale nell'Unione Europea, Nord America e Giappone ha raggiunto il picco di 1,770,000 nel 1989 prima di scendere a 1,300,000 nel 1995, con gran parte della perdita di occupazione che si è verificata negli Stati Uniti e nel Regno Unito. La grande industria aerospaziale nella Confederazione degli Stati Indipendenti è stata notevolmente perturbata in seguito alla disgregazione dell'Unione Sovietica. In India e in Cina esiste una capacità produttiva piccola ma in rapida crescita. La produzione di missili intercontinentali e spaziali e di bombardieri a lungo raggio è stata in gran parte limitata agli Stati Uniti e all'ex Unione Sovietica, con la Francia che ha sviluppato capacità commerciali di lancio spaziale. Missili strategici a corto raggio, missili tattici e bombardieri, razzi commerciali e aerei da combattimento sono prodotti più ampiamente. I grandi aerei commerciali (quelli con una capacità di 100 o più posti) sono costruiti da, o in collaborazione con, produttori con sede negli Stati Uniti e in Europa. La produzione di aerei regionali (capacità inferiore a 100 posti) e business jet è più dispersa. La produzione di aeromobili per piloti privati, con sede principalmente negli Stati Uniti, è diminuita da quasi 18,000 aeromobili nel 1978 a meno di 1,000 nel 1992 prima di rimbalzare.

L'occupazione è suddivisa in misura approssimativamente uguale tra la produzione di aerei militari, aerei commerciali, missili e veicoli spaziali e relative attrezzature. All'interno delle singole imprese, le posizioni ingegneristiche, manifatturiere e amministrative rappresentano ciascuna circa un terzo della popolazione occupata. I maschi rappresentano circa l'80% della forza lavoro di ingegneria e produzione aerospaziale, con la stragrande maggioranza di artigiani, ingegneri e direttori di produzione altamente qualificati che sono maschi.

Divisioni di settore

Le esigenze e le pratiche nettamente diverse dei clienti governativi e civili in genere si traducono nella segmentazione dei produttori aerospaziali in società di difesa e commerciali o divisioni di società più grandi. Le strutture dei velivoli, i motori (chiamati anche propulsori) e l'avionica (apparecchiature elettroniche di navigazione, comunicazione e controllo di volo) sono generalmente forniti da produttori separati. I motori e l'avionica possono rappresentare ciascuno un quarto del costo finale di un aereo di linea. La produzione aerospaziale richiede la progettazione, la fabbricazione e l'assemblaggio, l'ispezione e il collaudo di una vasta gamma di componenti. I produttori hanno formato gruppi interconnessi di subappaltatori e fornitori interni ed esterni di componenti per soddisfare le loro esigenze. Le esigenze economiche, tecnologiche, di marketing e politiche hanno portato a una crescente globalizzazione della produzione di componenti e sottogruppi di aeromobili.

Materiali, strutture e processi di produzione

Materiali

Le strutture dei velivoli erano originariamente realizzate in legno e tessuto, e poi si sono evolute in componenti strutturali in metallo. Le leghe di alluminio sono state ampiamente utilizzate per la loro resistenza e leggerezza. Vengono utilizzate anche leghe di berillio, titanio e magnesio, in particolare negli aerei ad alte prestazioni. I materiali compositi avanzati (matrici di fibre incorporate in matrici di plastica) sono una famiglia di sostituti resistenti e durevoli dei componenti metallici. I materiali compositi offrono una resistenza uguale o maggiore, un peso inferiore e una maggiore resistenza al calore rispetto ai metalli attualmente utilizzati e hanno l'ulteriore vantaggio negli aerei militari di ridurre significativamente il profilo radar della cellula. I sistemi di resina epossidica sono i compositi più comunemente utilizzati nel settore aerospaziale, rappresentando circa il 65% dei materiali utilizzati. I sistemi di resina poliimmide vengono utilizzati dove è richiesta resistenza alle alte temperature. Altri sistemi di resina utilizzati includono composti fenolici, poliesteri e siliconi. Le ammine alifatiche sono spesso utilizzate come agenti indurenti. Le fibre di supporto includono grafite, kevlar e fibra di vetro. Stabilizzanti, catalizzatori, acceleratori, antiossidanti e plastificanti fungono da accessori per produrre la consistenza desiderata. Ulteriori sistemi di resina includono poliesteri saturi e insaturi, poliuretani e polimeri contenenti vinile, acrilico, urea e fluoro.

Primer, lacche e smalti proteggono le superfici vulnerabili da temperature estreme e condizioni corrosive. La vernice di fondo più comune è composta da resine sintetiche pigmentate con zinco cromato e pigmento esteso. Essicca molto rapidamente, migliora l'adesione delle finiture e previene la corrosione dell'alluminio, dell'acciaio e delle loro leghe. Smalti e lacche vengono applicati su superfici innescate come rivestimenti protettivi esterni e finiture e per scopi di colore. Gli smalti aeronautici sono costituiti da oli essiccanti, resine naturali e sintetiche, pigmenti e solventi appropriati. A seconda della loro applicazione, le lacche possono contenere resine, plastificanti, esteri di cellulosa, cromato di zinco, pigmenti, cariche e solventi appropriati. Le miscele di gomma trovano uso comune in vernici, materiali di rivestimento per celle a combustibile, lubrificanti e conservanti, supporti motore, indumenti protettivi, tubi flessibili, guarnizioni e tenute. Gli oli naturali e sintetici vengono utilizzati per raffreddare, lubrificare e ridurre l'attrito nei motori, nei sistemi idraulici e nelle macchine utensili. La benzina per aviazione e il carburante per aerei derivano da idrocarburi a base di petrolio. I combustibili liquidi e solidi ad alta energia hanno applicazioni per i voli spaziali e contengono materiali con proprietà fisiche e chimiche intrinsecamente pericolose; tali materiali includono ossigeno liquido, idrazina, perossidi e fluoro.

Nel processo di fabbricazione vengono utilizzati molti materiali che non diventano parte della cellula finale. I produttori possono avere decine di migliaia di singoli prodotti approvati per l'uso, anche se molti meno sono in uso in qualsiasi momento. Viene utilizzata una grande quantità e varietà di solventi, con varianti dannose per l'ambiente come il metiletilchetone e il freon sostituiti con solventi più rispettosi dell'ambiente. Le leghe di acciaio contenenti cromo e nichel sono utilizzate negli utensili e le punte di metallo duro contenenti cobalto e carburo di tungsteno sono utilizzate negli utensili da taglio. Il piombo, precedentemente utilizzato nei processi di formatura dei metalli, è ora usato raramente, essendo stato sostituito con kirksite.

In totale, l'industria aerospaziale utilizza più di 5,000 sostanze chimiche e miscele di composti chimici, la maggior parte con più fornitori e con molti composti contenenti da cinque a dieci ingredienti. L'esatta composizione di alcuni prodotti è proprietaria, o un segreto commerciale, che si aggiunge alla complessità di questo gruppo eterogeneo.

Strutture e processi di produzione

La produzione della cellula in genere viene eseguita in grandi impianti integrati. Gli impianti più recenti hanno spesso sistemi di ventilazione di scarico ad alto volume con aria di reintegro controllata. I sistemi di scarico locali possono essere aggiunti per funzioni specifiche. La fresatura chimica e la verniciatura di componenti di grandi dimensioni vengono ora eseguite regolarmente in cabine o cabine chiuse e automatizzate che contengono vapori o nebbie in fuga. Gli impianti di produzione più vecchi possono fornire un controllo molto più scarso dei rischi ambientali.

Un ampio gruppo di ingegneri altamente qualificati sviluppa e perfeziona le caratteristiche strutturali dell'aeromobile o del veicolo spaziale. Altri ingegneri caratterizzano la forza e la durata dei materiali dei componenti e sviluppano processi di produzione efficaci. I computer hanno svolto gran parte del lavoro di calcolo e disegno precedentemente svolto da ingegneri, disegnatori e tecnici. I sistemi informatici integrati possono ora essere utilizzati per progettare aeromobili senza l'ausilio di disegni su carta o modelli strutturali.

La produzione inizia con la fabbricazione: la realizzazione di parti da materiali di scorta. La fabbricazione comprende la costruzione di utensili e maschere, la lavorazione della lamiera, la lavorazione meccanica, la lavorazione della plastica e dei compositi e le attività di supporto. Gli strumenti sono costruiti come modelli e superfici di lavoro su cui costruire parti metalliche o composite. Le maschere guidano il taglio, la foratura e il montaggio. Le sottosezioni della fusoliera, i pannelli delle porte e i rivestimenti delle ali e della coda (superfici esterne) sono tipicamente formati da fogli di alluminio sagomati, tagliati e trattati chimicamente con precisione. Le operazioni della macchina sono spesso controllate da computer. Enormi mulini montati su rotaia lavorano i longheroni delle ali da singoli forgiati in alluminio. Le parti più piccole vengono tagliate e sagomate con precisione su frese, torni e molatrici. La canalizzazione è formata da lamiera o compositi. I componenti interni, compresa la pavimentazione, sono tipicamente formati da compositi o laminati di strati esterni sottili ma rigidi su un interno a nido d'ape. I materiali compositi vengono stesi (posizionati in strati sovrapposti accuratamente disposti e sagomati) a mano o a macchina e poi polimerizzati in forno o in autoclave.

L'assemblaggio inizia con l'accumulo di parti componenti in sottoassiemi. I principali sottogruppi includono ali, stabilizzatori, sezioni di fusoliera, carrello di atterraggio, porte e componenti interni. L'assemblaggio delle ali è particolarmente intenso, richiedendo un gran numero di fori da praticare con precisione e svasare nelle pelli, attraverso i quali vengono successivamente inseriti i rivetti. L'ala finita viene pulita e sigillata dall'interno per garantire un vano carburante a prova di perdite. L'assemblaggio finale avviene in enormi capannoni di montaggio, alcuni dei quali sono tra i più grandi edifici di produzione del mondo. La catena di montaggio comprende diverse posizioni sequenziali in cui la cellula rimane da diversi giorni a più di una settimana mentre vengono eseguite funzioni predeterminate. Numerose operazioni di assemblaggio si svolgono simultaneamente in ogni posizione, creando il potenziale per esposizioni incrociate alle sostanze chimiche. Parti e sottoassiemi vengono spostati su carrelli, trasportatori personalizzati e gru a ponte nella posizione appropriata. La cellula viene spostata da una posizione all'altra tramite un carroponte fino a quando non vengono installati il ​​carrello di atterraggio e il carrello anteriore. I movimenti successivi vengono effettuati mediante traino.

Durante l'assemblaggio finale, le sezioni della fusoliera vengono rivettate insieme attorno a una struttura di supporto. Le travi del pavimento e le traverse sono installate e l'interno è rivestito con un composto anticorrosione. Le sezioni anteriore e posteriore della fusoliera sono unite alle ali e al troncone dell'ala (una struttura scatolare che funge da serbatoio principale del carburante e centro strutturale dell'aereo). L'interno della fusoliera è ricoperto da coperte isolanti in fibra di vetro, sono installati cavi elettrici e condotti dell'aria e le superfici interne sono rivestite con pannelli decorativi. Vengono quindi installati i contenitori di stoccaggio, in genere con luci per i passeggeri integrate e forniture di ossigeno di emergenza. I sedili, le cucine e i servizi igienici preassemblati vengono spostati manualmente e fissati ai binari del pavimento, consentendo la rapida riconfigurazione della cabina passeggeri per conformarsi alle esigenze del vettore aereo. Vengono montati motopropulsori, carrello di atterraggio e carrello anteriore e vengono installati i componenti avionici. Il funzionamento di tutti i componenti viene accuratamente testato prima del traino dell'aeromobile completato in un deposito di vernice separato e ben ventilato, dove viene applicato uno strato di primer protettivo (normalmente a base di zinco-cromato), seguito da uno strato superiore decorativo di uretano o resina epossidica dipingere. Prima della consegna, l'aereo viene sottoposto a una rigorosa serie di test a terra e in volo.

Oltre ai lavoratori impegnati nei processi di ingegneria e produzione effettivi, molti dipendenti sono impegnati nella pianificazione, nel monitoraggio e nell'ispezione del lavoro e nell'accelerazione del movimento di parti e strumenti. Gli artigiani mantengono gli utensili elettrici e rettificano le punte da taglio. È necessario personale numeroso per la manutenzione degli edifici, i servizi di pulizia e il funzionamento dei veicoli terrestri.

 

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Di gestione della sicurezza

I sistemi di gestione della sicurezza dell'industria manifatturiera della cellula hanno rispecchiato il processo evolutivo della gestione della sicurezza all'interno dell'ambiente manifatturiero tradizionale. I programmi di salute e sicurezza tendevano ad essere altamente strutturati, con i dirigenti dell'azienda che dirigevano i programmi di salute e sicurezza e una struttura gerarchica che rifletteva il tradizionale sistema di gestione di comando e controllo. Le grandi aziende aeronautiche e aerospaziali dispongono di personale di professionisti della sicurezza e della salute (igienisti industriali, fisici sanitari, ingegneri della sicurezza, infermieri, medici e tecnici) che lavorano con la direzione di linea per affrontare i vari rischi per la sicurezza che si trovano all'interno dei loro processi di produzione. Questo approccio ai programmi di sicurezza del controllo di linea, con il supervisore operativo responsabile della gestione quotidiana dei rischi, supportato da un gruppo ristretto di professionisti della sicurezza e della salute, è stato il modello principale sin dalla fondazione del settore. L'introduzione di regolamenti dettagliati all'inizio degli anni '1970 negli Stati Uniti ha determinato il passaggio a una maggiore dipendenza dai professionisti della sicurezza e della salute, non solo per lo sviluppo del programma, ma anche per l'implementazione e la valutazione. Questo cambiamento è stato il risultato della natura tecnica degli standard che non sono stati facilmente compresi e tradotti nei processi di produzione. Di conseguenza, molti dei sistemi di gestione della sicurezza sono passati a sistemi basati sulla conformità piuttosto che sulla prevenzione di infortuni/malattie. I programmi di gestione della sicurezza del controllo di linea precedentemente integrati hanno perso parte della loro efficacia quando la complessità delle normative ha costretto a fare maggiore affidamento sui professionisti della sicurezza e della salute di base per tutti gli aspetti dei programmi di sicurezza e ha sottratto parte della responsabilità e responsabilità al management di linea.

Con la crescente enfasi sulla gestione della qualità totale in tutto il mondo, l'enfasi viene nuovamente posta sull'officina di produzione. I produttori di cellule di aeromobili stanno passando a programmi che incorporano la sicurezza come componente integrante di un processo di produzione affidabile. La compliance assume un ruolo secondario, in quanto si ritiene che mentre ci si concentra su un processo affidabile, la prevenzione di infortuni/malattie sarà un obiettivo primario e le normative o il loro intento saranno soddisfatte nello stabilire un processo affidabile. L'industria nel suo insieme ha attualmente alcuni programmi tradizionali, programmi procedurali/ingegnerizzati e applicazioni emergenti di programmi basati sul comportamento. Indipendentemente dal modello specifico, quelli che dimostrano il maggior successo nella prevenzione di infortuni/malattie richiedono tre componenti fondamentali: (1) impegno visibile sia da parte della direzione che dei dipendenti, (2) un'aspettativa chiaramente dichiarata di prestazioni eccezionali nella prevenzione di infortuni/malattie e ( 3) sistemi di responsabilità e ricompensa, basati sia su misure degli endpoint (come i dati su infortuni/malattie) che su indicatori di processo (come la percentuale di comportamenti sicuri) o altre attività di prevenzione proattiva che hanno lo stesso peso rispetto ad altri obiettivi aziendali critici. Tutti i sistemi di cui sopra stanno portando a una cultura della sicurezza positiva, che è guidata dalla leadership, con un ampio coinvolgimento dei dipendenti sia nella progettazione del processo che negli sforzi di miglioramento del processo.

Sicurezza fisica

Un numero considerevole di rischi potenzialmente gravi può essere incontrato nell'industria manifatturiera della cellula, in gran parte a causa delle dimensioni fisiche e della complessità dei prodotti fabbricati e della gamma diversificata e mutevole di processi di produzione e assemblaggio utilizzati. L'esposizione involontaria o inadeguatamente controllata a questi pericoli può produrre lesioni gravi e immediate.

Tabella 1. Rischi per la sicurezza dell'industria aeronautica e aerospaziale.

Tipo di pericolo Esempi comuni Possibili effetti
Fisico
Caduta di oggetti Pistole per rivetti, barre antiritorno, elementi di fissaggio, utensili manuali Contusioni, ferite alla testa
Attrezzatura in movimento Camion, trattori, biciclette, carrelli elevatori, gru Contusioni, fratture, lacerazioni
Altezze pericolose Scale, impalcature, aerostand, maschere di montaggio Molteplici ferite gravi, morte
Oggetti appuntiti Coltelli, punte da trapano, router e lame per seghe Lacerazioni, ferite da puntura
Macchinari in movimento Torni, punzonatrici, fresatrici, cesoie metalliche Amputazioni, avulsioni, ferite da schiacciamento
Frammenti aerei Forare, levigare, segare, alesare, rettificare Corpi estranei oculari, abrasioni corneali
Materiali riscaldati Metalli trattati termicamente, superfici saldate, risciacqui bollenti Ustioni, formazione di cheloidi, alterazioni della pigmentazione
Metallo rovente, scorie, scorie Operazioni di saldatura, ossitaglio, fonderia Gravi ustioni della pelle, degli occhi e delle orecchie
Materiale elettrico Utensili manuali, cavi, luci portatili, scatole di giunzione Contusioni, strappi, ustioni, morte
Fluidi in pressione Sistemi idraulici, grasso airless e pistole a spruzzo Lesioni agli occhi, gravi ferite sottocutanee
Pressione dell'aria alterata Prova di pressione degli aerei, autoclavi, camere di prova Lesioni dell'orecchio, del seno e del polmone, curve
Temperature estreme Lavorazione metalli a caldo, fonderie, lavorazione metalli a freddo Colpo di calore, congelamento
Rumori forti Rivettatura, collaudo motore, foratura ad alta velocità, magli a caduta Perdita temporanea o permanente dell'udito
Radiazione ionizzante Radiografia industriale, acceleratori, ricerca sulle radiazioni Sterilità, cancro, malattia da radiazioni, morte
Radiazioni non ionizzanti Saldatura, laser, radar, forni a microonde, lavori di ricerca Ustioni corneali, cataratta, ustioni retiniche, cancro
Superfici di calpestio/lavoro Lubrificanti versati, utensili, tubi e cavi fuori posto Contusioni, lacerazioni, strappi, fratture
Ergonomico
Lavorare in spazi ristretti Celle a combustibile per aerei, ali Privazione di ossigeno, intrappolamento, narcosi, ansia
Sforzi forzati Sollevamento, trasporto, pattini per vasche, utensili manuali, filo metallico Affaticamento eccessivo, lesioni muscoloscheletriche, sindrome del tunnel carpale
Vibrazione Rivettatura, levigatura Lesioni muscoloscheletriche, sindrome del tunnel carpale
Interfaccia uomo macchina Utensili, assemblaggio postura scomoda Lesioni muscoloscheletriche
Moto ripetitivo Inserimento dati, lavoro di progettazione ingegneristica, lay up plastico Sindrome del tunnel carpale, lesioni muscoloscheletriche

 Adattato da Dunphy e George 1983.

Un trauma immediato e diretto può derivare dalla caduta di barre di rivetti o altri oggetti che cadono; inciampare su piani di lavoro irregolari, scivolosi o disseminati; cadute da passerelle di carriponte, scale, piattaforme aeronautiche e grandi maschere di montaggio; toccare apparecchiature elettriche senza messa a terra, oggetti metallici riscaldati e soluzioni chimiche concentrate; contatto con coltelli, punte da trapano e lame di router; intrappolamento o intrappolamento di capelli, mani o vestiti in fresatrici, torni e punzonatrici; trucioli volanti, particelle e scorie da perforazione, molatura e saldatura; e contusioni e tagli dovuti all'urto contro parti e componenti della cellula durante il processo di fabbricazione.

La frequenza e la gravità degli infortuni correlati ai rischi per la sicurezza fisica sono state ridotte con la maturazione dei processi di sicurezza del settore. Gli infortuni e le malattie legate ai rischi legati all'ergonomia hanno rispecchiato la crescente preoccupazione condivisa da tutte le industrie manifatturiere e dei servizi.

Ergonomia

I produttori di cellule hanno una lunga storia nell'uso di fattori umani nello sviluppo di sistemi critici sui loro prodotti. La cabina di pilotaggio dei piloti è stata una delle aree più studiate nella storia della progettazione del prodotto, poiché gli ingegneri del fattore umano hanno lavorato per ottimizzare la sicurezza del volo. Oggi, l'area in rapida crescita dell'ergonomia per quanto riguarda la prevenzione di infortuni/malattie è un'estensione del lavoro originale svolto nei fattori umani. L'industria ha processi che comportano sforzi energici, posture scomode, ripetitività, stress da contatto meccanico e vibrazioni. Queste esposizioni possono essere esacerbate dal lavoro in aree ristrette come gli interni delle ali e le celle a combustibile. Per affrontare queste preoccupazioni, l'industria sta utilizzando ergonomisti nella progettazione di prodotti e processi, nonché "ergonomia partecipativa", in cui team interfunzionali di dipendenti di produzione, supervisione e strumenti e progettisti di strutture lavorano insieme per ridurre i rischi ergonomici nei loro processi.

Nell'industria delle cellule dei velivoli alcune delle principali preoccupazioni ergonomiche sono le officine di fili, che richiedono molti utensili manuali per spelare o crimpare e richiedono forti forze di presa. La maggior parte viene sostituita da utensili pneumatici sospesi da bilanciatori se pesanti. Le postazioni di lavoro regolabili in altezza per ospitare uomini e donne offrono opzioni per sedersi o stare in piedi. Il lavoro è stato organizzato in celle in cui ogni lavoratore svolge una varietà di compiti per ridurre l'affaticamento di un particolare gruppo muscolare. Nelle linee alari, un'altra area chiave, l'imbottitura di attrezzature, parti o lavoratori è necessaria per ridurre lo stress da contatto meccanico in aree ristrette. Anche nella linea laterale, al posto delle scale a pioli vengono utilizzate piattaforme di lavoro regolabili in altezza per ridurre al minimo le cadute e posizionare i lavoratori in una postura neutra per forare o rivettare. Le rivettatrici sono ancora una delle principali aree di sfida, in quanto rappresentano sia un rischio di vibrazione che di sforzo intenso. Per risolvere questo problema, vengono introdotte rivettatrici a basso rinculo e rivettatura elettromagnetica, ma a causa sia di alcuni criteri di prestazione dei prodotti sia anche dei limiti pratici di queste tecniche in alcuni aspetti del processo di produzione, non sono soluzioni universali.

Con l'introduzione dei materiali compositi sia per considerazioni di peso che di prestazioni, la posa manuale del materiale composito ha anche introdotto potenziali rischi ergonomici dovuti all'uso estensivo delle mani per formare, tagliare e lavorare il materiale. Per ridurre i rischi vengono introdotti strumenti aggiuntivi con diverse dimensioni dell'impugnatura e alcuni processi automatizzati. Inoltre, vengono utilizzati strumenti regolabili per collocare il lavoro in posizioni di postura neutre. I processi di assemblaggio comportano un numero elevato di posture scomode e sfide di movimentazione manuale che vengono spesso affrontate dai processi di ergonomia partecipativa. Le riduzioni del rischio si ottengono aumentando l'uso di dispositivi di sollevamento meccanici ove possibile, la riorganizzazione del lavoro, nonché stabilendo altri miglioramenti del processo che in genere non solo affrontano i rischi ergonomici, ma migliorano anche la produttività e la qualità del prodotto.

 

Di ritorno

Gli aeromobili della categoria trasporto sono utilizzati per il trasporto di passeggeri e merci nel settore delle compagnie aeree commerciali/trasporto aereo. Sia il processo di produzione che quello di manutenzione comportano operazioni che rimuovono, fabbricano, alterano e/o installano componenti in tutto l'aeromobile stesso. Questi velivoli variano in dimensioni, ma alcuni (ad esempio, Boeing 747, Airbus A340) sono tra i più grandi aerei del mondo. A causa delle dimensioni dell'aeromobile, alcune operazioni richiedono che il personale lavori sopra il pavimento o la superficie del suolo.

Ci sono molte potenziali situazioni di caduta all'interno delle operazioni di produzione e manutenzione degli aeromobili in tutto il settore del trasporto aereo. Mentre ogni situazione è unica e può richiedere una soluzione diversa per la protezione, il metodo preferito di protezione anticaduta è prevenzione cade attraverso un piano aggressivo per l'identificazione e il controllo dei pericoli.

Un'efficace protezione anticaduta implica un impegno istituzionale che affronti ogni aspetto dell'identificazione e del controllo dei pericoli. Ogni operatore deve valutare continuamente il proprio funzionamento per specifiche esposizioni di caduta e sviluppare un piano di protezione sufficientemente completo da affrontare ogni esposizione durante l'intera operazione. 

Pericoli di caduta

 Ogni volta che un individuo è elevato, ha il potenziale per scendere a un livello inferiore. Le cadute dall'alto spesso provocano lesioni gravi o mortali. Per questo motivo, sono stati sviluppati regolamenti, standard e politiche per assistere le aziende nell'affrontare i rischi di caduta durante le loro operazioni.

Un'esposizione al rischio di caduta consiste in qualsiasi situazione in cui un individuo sta lavorando da una superficie elevata in cui tale superficie si trova diversi piedi sopra il livello successivo. La valutazione dell'operazione per queste esposizioni comporta l'identificazione di tutte le aree o attività in cui è possibile che le persone siano esposte a superfici di lavoro elevate. Una buona fonte di informazioni sono i registri degli infortuni e delle malattie (statistiche sul lavoro, registri assicurativi, registri sulla sicurezza, cartelle cliniche e così via); tuttavia, è importante guardare oltre gli eventi storici. Ogni area di lavoro o processo deve essere valutato per determinare se ci sono casi in cui il processo o l'attività richiede all'individuo di lavorare da una superficie o un'area elevata di diversi piedi sopra la successiva superficie inferiore.

 Categorizzazione della situazione di caduta

 Praticamente qualsiasi attività di produzione o manutenzione eseguita su uno di questi velivoli può potenzialmente esporre il personale a rischi di caduta a causa delle dimensioni del velivolo. Questi velivoli sono così grandi che praticamente ogni area dell'intero velivolo si trova a diversi piedi dal livello del suolo. Sebbene ciò fornisca molte situazioni specifiche in cui il personale potrebbe essere esposto a rischi di caduta, tutte le situazioni possono essere classificate come entrambe lavorare dalle piattaforme or lavoro dalle superfici degli aerei. La divisione tra queste due categorie ha origine dai fattori coinvolti nell'affrontare le esposizioni stesse.

La categoria di lavoro da piattaforme coinvolge il personale che utilizza una piattaforma o un supporto per accedere all'aeromobile. Include qualsiasi lavoro eseguito da una superficie non aeronautica utilizzata specificamente per accedere all'aeromobile. I compiti svolti dai sistemi di attracco degli aerei, dalle piattaforme alari, dai supporti motore, dai carrelli elevatori e così via rientrerebbero tutti in questa categoria. Le potenziali esposizioni alle cadute da superfici in questa categoria possono essere affrontate con i tradizionali sistemi di protezione anticaduta o una varietà di linee guida attualmente esistenti.

La categoria lavori da superfici aeronautiche prevede che il personale utilizzi la superficie aeronautica stessa come piattaforma di accesso. Include qualsiasi lavoro eseguito da una superficie reale dell'aeromobile come ali, stabilizzatori orizzontali, fusoliere, motori e piloni dei motori. Le potenziali esposizioni alle cadute da superfici in questa categoria sono molto diverse a seconda dell'attività di manutenzione specifica e talvolta richiedono approcci non convenzionali per la protezione.

La ragione della distinzione tra queste due categorie diventa chiara quando si tenta di attuare misure di protezione. Le misure protettive sono quelle misure che vengono prese per eliminare o controllare ogni esposizione alla caduta. I metodi per controllare i rischi di caduta possono essere controlli tecnici, dispositivi di protezione individuale (DPI) o controlli procedurali.

 Controlli di ingegneria

 I controlli ingegneristici sono quelle misure che consistono in alterare l'impianto in modo tale da ridurre al minimo l'esposizione dell'individuo. Alcuni esempi di controlli tecnici sono ringhiere, muri o ricostruzioni di aree simili. I controlli tecnici sono il metodo preferito per proteggere il personale dalle esposizioni alle cadute.

I controlli ingegneristici sono la misura più comune impiegata per le piattaforme sia nella produzione che nella manutenzione. Di solito sono costituiti da ringhiere standard; tuttavia, qualsiasi barriera su tutti i lati aperti di una piattaforma protegge efficacemente il personale dall'esposizione alla caduta. Se la piattaforma fosse posizionata proprio accanto all'aeromobile, come è comune, il lato accanto all'aeromobile non avrebbe bisogno di binari, in quanto la protezione è fornita dall'aeromobile stesso. Le esposizioni da gestire sono quindi limitate ai gap tra la piattaforma e l'aeromobile.

I controlli tecnici di solito non si trovano nella manutenzione dalle superfici degli aeromobili, poiché qualsiasi controllo tecnico progettato nell'aereo aggiunge peso e diminuisce l'efficienza dell'aereo durante il volo. I controlli stessi si rivelano inefficienti quando progettati per proteggere il perimetro della superficie di un aeromobile, poiché devono essere specifici per il tipo, l'area e l'ubicazione dell'aeromobile e devono essere posizionati senza causare danni all'aeromobile.

La figura 1 mostra un sistema ferroviario portatile per l'ala di un aereo. I controlli ingegneristici sono ampiamente utilizzati durante i processi di produzione dalle superfici degli aeromobili. Sono efficaci durante la produzione perché i processi si verificano nella stessa posizione con la superficie dell'aeromobile nella stessa posizione ogni volta, quindi i controlli possono essere personalizzati in quella posizione e posizione.

Un'alternativa alle ringhiere per i controlli tecnici prevede la rete posizionata attorno alla piattaforma o alla superficie dell'aereo per catturare le persone quando cadono. Questi sono efficaci nell'arrestare la caduta di qualcuno ma non sono preferiti, poiché le persone potrebbero ferirsi durante l'impatto con la rete stessa. Questi sistemi richiedono anche una formale procedura di soccorso/recupero del personale una volta caduto nelle reti.

Figura 1. Sistema ferroviario portatile Boeing 747; un sistema di guardrail a due lati si attacca al lato del corpo dell'aeromobile, fornendo protezione anticaduta durante i lavori sulla porta sopra l'ala e sull'area del tetto dell'ala.

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Per gentile concessione di The Boeing Company

Equipaggiamento per la protezione personale

I DPI per le cadute sono costituiti da un'imbracatura completa con un cordino fissato a una linea di vita o ad altro ancoraggio idoneo. Questi sistemi sono tipicamente utilizzati per l'arresto della caduta; tuttavia, possono essere utilizzati anche in un sistema anticaduta.

Utilizzati in un sistema di arresto caduta personale (PFAS), i DPI possono essere un mezzo efficace per impedire a un individuo di urtare il livello immediatamente inferiore durante una caduta. Per essere efficace, la distanza di caduta prevista non deve superare la distanza dal livello inferiore. È importante notare che con un tale sistema l'individuo può ancora subire lesioni a seguito dell'arresto della caduta stesso. Questi sistemi richiedono anche una procedura formale per il salvataggio/recupero del personale una volta caduto e arrestato.

I PFAS vengono utilizzati con il lavoro dalle piattaforme più spesso quando i controlli tecnici non sono funzionali, solitamente a causa della limitazione del processo di lavoro. Sono anche utilizzati con il lavoro dalle superfici degli aerei a causa delle difficoltà logistiche associate ai controlli ingegneristici. Gli aspetti più impegnativi dei PFAS e del lavoro in superficie degli aeromobili sono la distanza di caduta rispetto alla mobilità del personale e il peso aggiunto alla struttura dell'aeromobile per supportare il sistema. Il problema del peso può essere eliminato progettando il sistema da collegare alla struttura attorno alla superficie dell'aeromobile, piuttosto che alla struttura dell'aeromobile; tuttavia, ciò limita anche la capacità di protezione anticaduta a quell'unica posizione della struttura. La Figura 2 mostra un portale portatile utilizzato per fornire un PFAS. I PFAS sono utilizzati più ampiamente nelle operazioni di manutenzione rispetto alla produzione, ma vengono utilizzati durante determinate situazioni di produzione.

Figura 2. Cavalletto del motore che fornisce protezione anticaduta per il lavoratore del motore dell'aeromobile.

AIA030F1

Per gentile concessione di The Boeing Company

Un sistema di ritenuta anticaduta (FRS) è un sistema progettato in modo tale da impedire all'individuo di cadere oltre il bordo. Gli FRS sono molto simili ai PFAS in quanto tutti i componenti sono gli stessi; tuttavia, gli FRS limitano il raggio di movimento dell'individuo in modo tale che l'individuo non possa avvicinarsi abbastanza al bordo della superficie per cadere. Gli FRS sono l'evoluzione preferita dei sistemi DPI sia per le operazioni di produzione che di manutenzione, perché prevengono qualsiasi lesione correlata alla caduta ed eliminano la necessità di un processo di salvataggio. Non sono ampiamente utilizzati né nel lavoro dalle piattaforme né dalle superfici degli aeromobili, a causa delle sfide poste dalla progettazione del sistema in modo che il personale abbia la mobilità necessaria per eseguire il processo di lavoro, ma non sia in grado di raggiungere il bordo della superficie. Questi sistemi riducono il problema di peso/efficienza con il lavoro dalle superfici degli aeromobili, poiché gli FRS non richiedono la forza richiesta da un PFAS. Al momento della stampa, solo un tipo di aeromobile (il Boeing 747) disponeva di un FRS basato sulla cellula. Vedi figura 3 e figura 4.

 Figura 3. Sistema di cordino alare del Boeing 747.

AIA030F3

Per gentile concessione di The Boeing Company

Figura 4. Zone di protezione anticaduta del sistema di cordino alare del Boeing 747.

AIA030F4

 Per gentile concessione di The Boeing Company

Una linea di vita orizzontale si attacca ai raccordi permanenti sulla superficie dell'ala, creando sei zone di protezione anticaduta. I dipendenti collegano un cordino da 1.5 m agli anelli a D o alle estensioni della cinghia che scorrono lungo la linea di vita orizzontale nelle zone da i a iv e sono fissati nelle zone v e vi. Il sistema consente l'accesso solo al bordo dell'ala, prevenendo la possibilità di caduta dalla superficie dell'ala.

Controlli procedurali

 I controlli procedurali vengono utilizzati quando sia i controlli tecnici che i DPI sono inefficaci o poco pratici. Questo è il metodo di protezione meno preferito, ma è efficace se gestito correttamente. I controlli procedurali consistono nel designare la superficie di lavoro come un'area ristretta solo per le persone a cui è richiesto l'accesso durante quello specifico processo di manutenzione. La protezione anticaduta si ottiene attraverso procedure scritte molto aggressive che coprono l'identificazione dell'esposizione al pericolo, la comunicazione e le azioni individuali. Queste procedure mitigano l'esposizione nel miglior modo possibile in base alle circostanze della situazione. Devono essere specifici del sito e devono affrontare i rischi specifici di tale situazione. Questi sono usati molto raramente per lavori da piattaforme sia nella produzione che nella manutenzione, ma sono usati per lavori di manutenzione dalle superfici degli aerei.

 

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Venerdì, Febbraio 25 2011 17: 20

Produzione di motori aeronautici

La fabbricazione di motori aeronautici, siano essi a pistoni oa getto, comporta la conversione di materie prime in macchine di precisione estremamente affidabili. Gli ambienti operativi altamente sollecitati associati al trasporto aereo richiedono l'uso di un'ampia gamma di materiali ad alta resistenza. Vengono utilizzati sia metodi di produzione convenzionali che unici.

Materiali da costruzione

I motori degli aerei sono costruiti principalmente con componenti metallici, anche se negli ultimi anni si è assistito all'introduzione di compositi plastici per alcune parti. Vengono utilizzate varie leghe di alluminio e titanio dove resistenza e leggerezza sono di primaria importanza (componenti strutturali, sezioni compressori, telai motore). Le leghe di cromo, nichel e cobalto vengono utilizzate dove è richiesta resistenza alle alte temperature e alla corrosione (sezioni combustore e turbina). Numerose leghe di acciaio vengono utilizzate in posizioni intermedie.

Poiché la minimizzazione del peso sugli aeromobili è un fattore critico per ridurre i costi del ciclo di vita (massimizzazione del carico utile, riduzione al minimo del consumo di carburante), sono stati recentemente introdotti materiali compositi avanzati come sostituti leggeri dell'alluminio, del titanio e di alcune leghe di acciaio nelle parti strutturali e nelle condutture dove non si verificano alte temperature. Questi compositi sono costituiti principalmente da poliimmide, resina epossidica e altri sistemi di resina, rinforzati con fibre di vetro intrecciate o fibre di grafite.

Operazioni di manifattura

Praticamente ogni comune operazione di lavorazione e lavorazione dei metalli viene utilizzata nella produzione di motori aeronautici. Ciò include forgiatura a caldo (profili alari, dischi di compressori), fusione (componenti strutturali, telai di motori), rettifica, brocciatura, tornitura, foratura, fresatura, tranciatura, segatura, filettatura, saldatura, brasatura e altro. I processi associati comprendono la finitura dei metalli (anodizzazione, cromatura e così via), la galvanica, il trattamento termico e la spruzzatura termica (plasma, fiamma). L'elevata resistenza e durezza delle leghe utilizzate, combinate con le loro forme complesse e le tolleranze di precisione, richiedono requisiti di lavorazione più impegnativi e rigorosi rispetto ad altri settori.

Alcuni dei processi di lavorazione dei metalli più unici includono la fresatura chimica ed elettrochimica, la lavorazione a elettroerosione, la perforazione laser e la saldatura a fascio di elettroni. Fresatura chimica ed elettrochimica comportano la rimozione di metallo da grandi superfici in modo da mantenere o creare un contorno. Le parti, a seconda della lega specifica, vengono poste in un bagno acido, caustico o elettrolitico controllato ad alta concentrazione. Il metallo viene rimosso dall'azione chimica o elettrochimica. La fresatura chimica viene spesso utilizzata dopo la forgiatura di profili aerodinamici per portare gli spessori delle pareti nelle specifiche mantenendo il contorno.

Lavorazioni con elettroerosione e foratura laser sono tipicamente utilizzati per realizzare fori di piccolo diametro e contorni intricati in metalli duri. Molti di questi fori sono richiesti nei componenti del combustore e della turbina per scopi di raffreddamento. La rimozione del metallo è ottenuta mediante l'azione termomeccanica ad alta frequenza delle scariche elettro-scintille. Il processo viene eseguito in un bagno di olio minerale dielettrico. L'elettrodo funge da immagine inversa del taglio desiderato.

Saldatura a fascio di elettroni viene utilizzato per unire parti in cui è richiesta una profonda penetrazione della saldatura in geometrie difficili da raggiungere. La saldatura è generata da un fascio di elettroni focalizzato e accelerato all'interno di una camera a vuoto. L'energia cinetica degli elettroni che colpiscono il pezzo viene trasformata in calore per la saldatura.

Fabbricazione di plastica composita prevede tecniche di lay-up “a umido” o l'utilizzo di panni preimpregnati. Con la laminazione a umido, la miscela di resina viscosa non indurita viene stesa su una forma o uno stampo per utensili mediante spruzzatura o pennello. Il materiale di rinforzo in fibra viene posato manualmente nella resina. Resina aggiuntiva viene applicata per ottenere uniformità e contorno con la forma degli utensili. Il lay-up completato viene quindi polimerizzato in un'autoclave sotto calore e pressione. I materiali preimpregnati sono costituiti da lastre semirigide, pronte all'uso, parzialmente indurite di compositi in fibra di resina. Il materiale viene tagliato a misura, modellato manualmente sui contorni della forma degli utensili e polimerizzato in autoclave. Le parti indurite vengono lavorate convenzionalmente e assemblate nel motore.

Ispezione e test

Per garantire l'affidabilità dei motori aeronautici, durante la fabbricazione e sul prodotto finale vengono eseguite una serie di procedure di ispezione, collaudo e controllo qualità. I comuni metodi di ispezione non distruttivi includono radiografia, ultrasuoni, particelle magnetiche e penetranti fluorescenti. Sono utilizzati per rilevare eventuali crepe o difetti interni all'interno delle parti. I motori assemblati vengono solitamente testati in celle di prova strumentate prima della consegna al cliente.

Rischi per la salute e la sicurezza e relativi metodi di controllo

I rischi per la salute associati alla fabbricazione di motori aeronautici sono principalmente legati alla tossicità dei materiali utilizzati e al loro potenziale di esposizione. Alluminio, titanio e ferro non sono considerati significativamente tossici, mentre cromo, nichel e cobalto sono più problematici. Alcuni composti e stati di valenza degli ultimi tre metalli hanno indicato proprietà cancerogene nell'uomo e negli animali. Le loro forme metalliche non sono generalmente considerate tossiche come le loro forme ioniche, tipicamente presenti nei bagni di finitura dei metalli e nei pigmenti di vernice.

Nella lavorazione convenzionale, la maggior parte delle operazioni viene eseguita utilizzando refrigeranti o fluidi da taglio che riducono al minimo la generazione di polvere e fumi nell'aria. Ad eccezione della macinazione a secco, i metalli di solito non presentano rischi di inalazione, anche se vi è preoccupazione per l'inalazione di nebbie di refrigerante. Viene eseguita una discreta quantità di rettifica, in particolare su parti di motori a reazione, per fondere i contorni e portare i profili alari nelle loro dimensioni finali. In genere vengono utilizzate piccole smerigliatrici manuali. Quando tale molatura viene eseguita su leghe a base di cromo, nichel o cobalto, è necessaria la ventilazione locale. Ciò include tavoli downdraft e macine autoventilanti. Dermatiti e rumore sono ulteriori rischi per la salute associati alla lavorazione convenzionale. I dipendenti avranno vari gradi di contatto della pelle con refrigeranti e fluidi da taglio durante il fissaggio, l'ispezione e la rimozione di parti. Il contatto ripetuto con la pelle può manifestarsi in varie forme di dermatite in alcuni dipendenti. In generale, guanti protettivi, creme barriera e un'adeguata igiene ridurranno al minimo tali casi. Elevati livelli di rumorosità sono spesso presenti durante la lavorazione di leghe a parete sottile e ad alta resistenza, a causa delle vibrazioni dell'utensile e delle parti. Questo può essere controllato in una certa misura attraverso utensili più rigidi, materiali di bagnatura, modifica dei parametri di lavorazione e mantenimento degli utensili affilati. In caso contrario, sono richiesti DPI (ad es. cuffie, tappi).

I rischi per la sicurezza associati alle operazioni di lavorazione convenzionali riguardano principalmente il potenziale di lesioni fisiche dovute ai movimenti di azionamento del punto di operazione, fissaggio e trasmissione di potenza. Il controllo viene realizzato attraverso metodi quali protezioni fisse, porte di accesso interbloccate, barriere fotoelettriche, tappetini sensibili alla pressione e formazione e sensibilizzazione dei dipendenti. La protezione degli occhi deve essere sempre utilizzata durante le operazioni di lavorazione per proteggersi da trucioli volanti, particelle e spruzzi di refrigeranti e solventi per la pulizia.

Le operazioni di finitura dei metalli, la fresatura chimica, la fresatura elettrochimica e la galvanica comportano l'esposizione di serbatoi a superficie aperta ad acidi, basi ed elettroliti concentrati. La maggior parte dei bagni contiene alte concentrazioni di metalli disciolti. A seconda delle condizioni operative e della composizione del bagno (concentrazione, temperatura, agitazione, dimensioni), la maggior parte richiederà una qualche forma di ventilazione locale per controllare i livelli di gas, vapori e nebbie nell'aria. Per il controllo vengono comunemente utilizzati vari design del cappuccio laterale a fessura. I progetti di ventilazione e le linee guida operative per diversi tipi di bagni sono disponibili tramite organizzazioni tecniche come l'American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) e l'American National Standards Institute (ANSI). La natura corrosiva di questi bagni impone l'uso di protezioni per occhi e pelle (occhiali antispruzzo, schermi facciali, guanti, grembiuli e così via) quando si lavora intorno a questi serbatoi. Devono essere disponibili anche lavaocchi e docce di emergenza per un uso immediato.

La saldatura a fascio di elettroni e la perforazione laser presentano rischi di radiazioni per i lavoratori. La saldatura a fascio di elettroni genera radiazioni di raggi X secondarie (bremsstrahlung effetto). In un certo senso, la camera di saldatura costituisce un tubo a raggi X inefficiente. È fondamentale che la camera sia costruita con materiale o contenga una schermatura che attenuerà la radiazione ai livelli pratici più bassi. Viene spesso utilizzata la schermatura in piombo. Le indagini sulle radiazioni dovrebbero essere eseguite periodicamente. I laser presentano rischi oculari e cutanei (termici). Inoltre, esiste la possibilità di esposizione ai fumi metallici prodotti dall'evaporazione del metallo di base. I pericoli del raggio associati alle operazioni laser dovrebbero essere isolati e contenuti, ove possibile, all'interno di camere interbloccate. Un programma completo dovrebbe essere rigorosamente seguito. Dovrebbe essere fornita ventilazione locale dove vengono generati fumi metallici.

I principali pericoli legati alla fabbricazione di parti in plastica composita comportano l'esposizione chimica a componenti di resina non reagita e solventi durante le operazioni di laminazione a umido. Di particolare interesse sono le ammine aromatiche utilizzate come reagenti nelle resine poliimmidiche e indurenti nei sistemi di resine epossidiche. Alcuni di questi composti sono cancerogeni umani confermati o sospetti. Esibiscono anche altri effetti tossici. La natura altamente reattiva di questi sistemi di resine, in particolare le resine epossidiche, provoca sensibilizzazione cutanea e respiratoria. Il controllo dei pericoli durante le operazioni di rimessaggio a umido dovrebbe includere la ventilazione locale e l'ampio uso di dispositivi di protezione individuale per prevenire il contatto con la pelle. Le operazioni di laminazione con fogli preimpregnati di solito non presentano esposizioni per via aerea, ma è necessario utilizzare la protezione della pelle. Dopo l'indurimento, queste parti sono relativamente inerti. Non presentano più i pericoli dei loro reagenti costituenti. Le lavorazioni convenzionali dei pezzi, però, possono produrre fastidiose polveri di natura irritante, associate ai materiali compositi di rinforzo (fibra di vetro, grafite). Spesso è necessaria la ventilazione locale dell'operazione di lavorazione.

I rischi per la salute associati alle operazioni di test di solito comportano radiazioni (raggi x o gamma) dall'ispezione radiografica e rumore dai test del prodotto finale. Le operazioni radiografiche dovrebbero includere un programma completo di radioprotezione, completo di addestramento, monitoraggio con badge e controlli periodici. Le camere di ispezione radiografica devono essere progettate con porte interbloccate, luci operatorie, arresti di emergenza e schermatura adeguata. Le aree di prova o le celle in cui vengono testati i prodotti assemblati devono essere trattate acusticamente, in particolare per i motori a reazione. I livelli di rumore alle console di controllo devono essere controllati al di sotto di 85 dBA. Dovrebbero inoltre essere prese disposizioni per evitare qualsiasi accumulo di gas di scarico, vapori di carburante o solventi nell'area di prova.

Oltre ai suddetti pericoli legati a specifiche operazioni, ve ne sono molti altri degni di nota. Includono l'esposizione a solventi per la pulizia, vernici, piombo e operazioni di saldatura. I solventi per la pulizia vengono utilizzati durante le operazioni di produzione. C'è stata una recente tendenza ad abbandonare l'uso di solventi clorurati e fluorurati a tipi acquosi, terpenici, alcolici e ragia minerale a causa della tossicità e degli effetti di riduzione dell'ozono. Sebbene quest'ultimo gruppo possa tendere ad essere più accettabile dal punto di vista ambientale, spesso presenta rischi di incendio. Le quantità di qualsiasi solvente infiammabile o combustibile devono essere limitate sul posto di lavoro, utilizzate solo da contenitori approvati e con un'adeguata protezione antincendio. Il piombo viene talvolta utilizzato nelle operazioni di forgiatura del profilo alare come lubrificante per stampi. In tal caso, dovrebbe essere in vigore un programma completo di controllo e monitoraggio del piombo a causa della tossicità del piombo. Molti tipi di saldatura convenzionale vengono utilizzati nelle operazioni di produzione. Fumi metallici, radiazioni ultraviolette ed esposizioni all'ozono devono essere valutati per tali operazioni. La necessità di controlli dipenderà dai parametri operativi specifici e dai metalli coinvolti.

 

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Venerdì, Febbraio 25 2011 17: 25

Controlli ed effetti sulla salute

Vi è una crescente domanda di mercato per l'industria aerospaziale per ridurre il tempo di flusso di sviluppo del prodotto, utilizzando allo stesso tempo materiali che soddisfano criteri di prestazione sempre più rigorosi e talvolta contraddittori. I test e la produzione accelerati dei prodotti possono far sì che lo sviluppo di materiali e processi superi lo sviluppo parallelo delle tecnologie per la salute ambientale. Il risultato possono essere prodotti che sono stati testati e approvati per le prestazioni, ma per i quali non esistono dati sufficienti sulla salute e sull'impatto ambientale. Regolamenti come il Toxic Substance Control Act (TSCA) negli Stati Uniti richiedono (1) test di nuovi materiali; (2) lo sviluppo di pratiche di laboratorio prudenti per i test di ricerca e sviluppo; (3) restrizioni all'importazione e all'esportazione di alcuni prodotti chimici; e 

(4) il monitoraggio degli studi sulla salute, la sicurezza e l'ambiente, nonché i registri aziendali per gli effetti sulla salute significativi derivanti dall'esposizione chimica.

L'aumento dell'uso delle schede di dati sulla sicurezza dei materiali (MSDS) ha contribuito a fornire agli operatori sanitari le informazioni necessarie per controllare le esposizioni chimiche. Tuttavia, esistono dati tossicologici completi solo per poche centinaia delle migliaia di materiali in uso, il che costituisce una sfida per gli igienisti industriali ei tossicologi. Per quanto possibile, la ventilazione locale degli scarichi e altri controlli tecnici dovrebbero essere utilizzati per controllare l'esposizione, in particolare quando sono coinvolte sostanze chimiche poco conosciute o velocità di generazione di contaminanti caratterizzate in modo inadeguato. I respiratori possono svolgere un ruolo secondario se supportati da un programma di gestione della protezione delle vie respiratorie ben pianificato e rigorosamente applicato. I respiratori e gli altri dispositivi di protezione individuale devono essere selezionati in modo da offrire una protezione del tutto adeguata senza causare eccessivo disagio ai lavoratori.

Le informazioni sui pericoli e sui controlli devono essere comunicate efficacemente ai dipendenti prima dell'introduzione di un prodotto nell'area di lavoro. Possono essere utilizzate presentazioni orali, bollettini, video o altri mezzi di comunicazione. Il metodo di comunicazione è importante per il successo di qualsiasi introduzione di sostanze chimiche sul posto di lavoro. Nelle aree di produzione aerospaziale, dipendenti, materiali e processi di lavoro cambiano frequentemente. La comunicazione dei pericoli deve quindi essere un processo continuo. È improbabile che le comunicazioni scritte siano efficaci in questo ambiente senza il supporto di metodi più attivi come riunioni dell'equipaggio o presentazioni video. Dovrebbero sempre essere presi provvedimenti per rispondere alle domande dei lavoratori.

Gli ambienti chimici estremamente complessi sono caratteristici degli impianti di produzione di cellule di aeromobili, in particolare le aree di assemblaggio. Sono necessari sforzi di igiene industriale intensivi, reattivi e ben pianificati per riconoscere e caratterizzare i pericoli associati alla presenza simultanea o sequenziale di un gran numero di sostanze chimiche, molte delle quali potrebbero non essere state adeguatamente testate per gli effetti sulla salute. L'igienista deve diffidare dei contaminanti rilasciati in forme fisiche non previste dai fornitori, e quindi non elencati nelle schede di sicurezza. Ad esempio, l'applicazione e la rimozione ripetute di strisce di materiali compositi parzialmente induriti possono rilasciare miscele solvente-resina sotto forma di aerosol che non possono essere misurate efficacemente utilizzando metodi di monitoraggio del vapore.

Anche la concentrazione e le combinazioni di sostanze chimiche possono essere complesse e molto variabili. Il lavoro ritardato eseguito al di fuori della normale sequenza può comportare l'utilizzo di materiali pericolosi senza adeguati controlli tecnici o adeguate misure di protezione personale. Le variazioni nelle pratiche di lavoro tra gli individui e le dimensioni e la configurazione delle diverse cellule possono avere un impatto significativo sulle esposizioni. Le variazioni nell'esposizione ai solventi tra gli individui che eseguono la pulizia del serbatoio alari hanno superato i due ordini di grandezza, in parte a causa degli effetti delle dimensioni del corpo sul flusso dell'aria di diluizione in aree estremamente ristrette.

I potenziali pericoli dovrebbero essere identificati e caratterizzati, e i necessari controlli implementati, prima che i materiali oi processi entrino nel luogo di lavoro. Gli standard di utilizzo sicuro devono inoltre essere sviluppati, stabiliti e documentati con conformità obbligatoria prima dell'inizio dei lavori. Se le informazioni sono incomplete, è opportuno assumere il massimo rischio ragionevolmente previsto e fornire misure di protezione adeguate. Le indagini sull'igiene industriale dovrebbero essere eseguite a intervalli regolari e frequenti per garantire che i controlli siano adeguati e funzionino in modo affidabile.

La difficoltà di caratterizzare le esposizioni sul posto di lavoro nel settore aerospaziale richiede una stretta collaborazione tra igienisti, medici, tossicologi ed epidemiologi (vedi tabella 1). Anche la presenza di una forza lavoro e di quadri dirigenziali molto ben informati è essenziale. La segnalazione dei sintomi da parte dei lavoratori dovrebbe essere incoraggiata e i supervisori dovrebbero essere addestrati a prestare attenzione a segni e sintomi di esposizione. Il monitoraggio dell'esposizione biologica può servire come importante complemento al monitoraggio dell'aria dove le esposizioni sono molto variabili o dove l'esposizione cutanea può essere significativa. Il monitoraggio biologico può anche essere utilizzato per determinare se i controlli sono efficaci nel ridurre l'assorbimento di agenti contaminanti da parte dei dipendenti. L'analisi dei dati medici per modelli di segni, sintomi e disturbi dovrebbe essere eseguita regolarmente.

Tabella 1. Requisiti di sviluppo tecnologico per la salute, la sicurezza e il controllo ambientale per nuovi processi e materiali.

Parametro                           
  Requisito tecnologico
Livelli aerei di contaminanti      
Metodi analitici per la quantificazione chimica Tecniche di monitoraggio dell'aria
Potenziale impatto sulla salute Studi di tossicologia acuta e cronica
Destino ambientale Studi di bioaccumulo e biodegradazione
Caratterizzazione dei rifiuti Test di compatibilità chimica Saggi biologici

 

Hangar di verniciatura, fusoliere di aeromobili e serbatoi di carburante possono essere serviti da sistemi di scarico di volume molto elevato durante operazioni intensive di verniciatura, sigillatura e pulizia. Le esposizioni residue e l'incapacità di questi sistemi di dirigere il flusso d'aria lontano dai lavoratori di solito richiedono l'uso supplementare di respiratori. La ventilazione di scarico locale è necessaria per piccole operazioni di verniciatura, trattamento dei metalli e pulizia con solventi, per lavori chimici di laboratorio e per alcuni lavori di laminazione della plastica. La ventilazione per diluizione è generalmente adeguata solo in aree con un uso minimo di sostanze chimiche o come supplemento alla ventilazione locale degli scarichi. Importanti ricambi d'aria durante l'inverno possono portare a un'aria interna eccessivamente secca. Sistemi di scarico mal progettati che dirigono un flusso d'aria fredda eccessivo sulle mani o sulla schiena dei lavoratori nelle aree di assemblaggio di piccole parti possono peggiorare i problemi alle mani, alle braccia e al collo. Nelle aree di produzione grandi e complesse, è necessario prestare attenzione alla corretta ubicazione dei punti di scarico e aspirazione della ventilazione per evitare il rientro di contaminanti.

La produzione di precisione di prodotti aerospaziali richiede ambienti di lavoro chiari, organizzati e ben controllati. Contenitori, fusti e serbatoi contenenti sostanze chimiche devono essere etichettati in merito ai potenziali pericoli dei materiali. Le informazioni di pronto soccorso devono essere prontamente disponibili. Anche le informazioni sulla risposta alle emergenze e sul controllo delle fuoriuscite devono essere disponibili sulla scheda di sicurezza o su una scheda tecnica simile. Le aree di lavoro pericolose devono essere segnalate e gli accessi controllati e verificati.

Effetti sulla salute dei materiali compositi

I produttori di cellule, sia nel settore civile che in quello della difesa, si affidano sempre più ai materiali compositi nella costruzione di componenti interni e strutturali. Generazioni di materiali compositi sono state sempre più integrate nella produzione in tutto il settore, in particolare nel settore della difesa, dove sono apprezzati per la loro bassa riflettività radar. Questo mezzo di produzione in rapido sviluppo rappresenta il problema della tecnologia di progettazione che supera gli sforzi per la salute pubblica. I pericoli specifici della resina o del componente tessuto del composito prima della combinazione e dell'indurimento della resina differiscono dai pericoli dei materiali induriti. Inoltre, i materiali parzialmente polimerizzati (prepreg) possono continuare a preservare le caratteristiche di rischio dei componenti in resina durante le varie fasi che portano alla produzione di una parte in composito (AIA 1995). Le considerazioni tossicologiche delle principali categorie di resine sono fornite nella tabella 2.

 


Tabella 2. Considerazioni tossicologiche dei principali componenti delle resine utilizzate nei materiali compositi aerospaziali.1

 

Tipo di resina Componenti 2 Considerazione tossicologica
Epoxy Induritori amminici, epicloridrina Sensibilizzante, sospetto cancerogeno
poliimmide Monomero aldeidico, fenolo Sensibilizzante, sospetto cancerogeno, sistemico*
fenolico Monomero aldeidico, fenolo Sensibilizzante, sospetto cancerogeno, sistemico*
Poliestere Stirene, dimetilanilina Narcosi, depressione del sistema nervoso centrale, cianosi
Silicone Silossano organico, perossidi Sensibilizzante, irritante
Termoplastici** Polistirene, solfuro di polifenilene Sistemico*, irritante

1 Vengono forniti esempi di componenti tipici delle resine non indurite. Altre sostanze chimiche di diversa natura tossicologica possono essere presenti come agenti indurenti, diluenti e additivi.

2 Si applica principalmente ai componenti della resina bagnata prima della reazione. Quantità variabili di questi materiali sono presenti nella resina parzialmente indurita e quantità in tracce nei materiali induriti.

* Tossicità sistemica, che indica gli effetti prodotti in diversi tessuti.

** Termoplastici inclusi come categoria separata, in quanto i prodotti di decomposizione elencati vengono creati durante le operazioni di stampaggio quando il materiale di partenza polimerizzato viene riscaldato.


 

 

Il grado e il tipo di rischio rappresentato dai materiali compositi dipende principalmente dall'attività lavorativa specifica e dal grado di indurimento della resina quando il materiale si sposta da una resina/tessuto umido alla parte indurita. Il rilascio di componenti volatili della resina può essere significativo prima e durante la reazione iniziale della resina e dell'agente indurente, ma può verificarsi anche durante la lavorazione di materiali che attraversano più di un livello di indurimento. Il rilascio di questi componenti tende ad essere maggiore in condizioni di temperatura elevata o in aree di lavoro scarsamente ventilate e può variare da tracce a livelli moderati. L'esposizione cutanea ai componenti della resina nello stato di pre-polimerizzazione è spesso una parte importante dell'esposizione totale e pertanto non deve essere trascurata.

La fuoriuscita di gas dei prodotti di degradazione della resina può verificarsi durante varie operazioni di lavorazione che creano calore sulla superficie del materiale indurito. Questi prodotti di degradazione devono ancora essere completamente caratterizzati, ma tendono a variare nella struttura chimica in funzione sia della temperatura che del tipo di resina. Le particelle possono essere generate dalla lavorazione meccanica di materiali induriti o dal taglio di preimpregnati che contengono residui di materiali resinosi che vengono rilasciati quando il materiale viene disturbato. L'esposizione ai gas prodotti dalla polimerizzazione in forno è stata rilevata laddove, a causa di una progettazione impropria o di un funzionamento difettoso, la ventilazione di scarico dell'autoclave non riesce a rimuovere questi gas dall'ambiente di lavoro.

Va notato che le polveri create da nuovi materiali tessili contenenti rivestimenti in fibra di vetro, kevlar, grafite o boro/ossido di metallo sono generalmente considerate in grado di produrre una reazione fibrogenica da lieve a moderata; finora non siamo stati in grado di caratterizzare la loro potenza relativa. Inoltre, le informazioni sul contributo relativo delle polveri fibrogeniche provenienti da varie operazioni di lavorazione sono ancora oggetto di indagine. Le varie operazioni e pericoli compositi sono stati caratterizzati (AIA 1995) e sono elencati nella tabella 3.

Tabella 3. Rischi delle sostanze chimiche nell'industria aerospaziale.

Agente chimico fonti Potenziale malattia
metalli
Polvere di berillio Lavorazione di leghe di berillio Lesioni cutanee, malattie polmonari acute o croniche
Polvere di cadmio, nebbia Saldatura, bruciatura, verniciatura a spruzzo Edema polmonare acuto ritardato, danno renale
Polveri/nebbie/fumi di cromo Primer a spruzzo/carteggiatura, saldatura Cancro delle vie respiratorie
Nichel, Ni free Saldatura, rettifica Cancro delle vie respiratorie
mercurio Laboratori, prove ingegneristiche Danni al sistema nervoso centrale
gas
Acido cianidrico Galvanotecnica Asfissia chimica, effetti cronici
Monossido di carbonio Trattamento termico, lavoro sul motore Asfissia chimica, effetti cronici
Ossidi di azoto Saldatura, galvanica, decapaggio Edema polmonare acuto ritardato, danno polmonare permanente (possibile)
Fosgene Saldatura decomposizione del vapore di solvente Edema polmonare acuto ritardato, danno polmonare permanente (possibile)
Ozono Saldatura, volo ad alta quota Danni polmonari acuti e cronici, cancro delle vie respiratorie
Composti organici
alifatico Lubrificanti per macchine, carburanti, fluidi da taglio Dermatite follicolare
Aromatico, nitro e amminico Gomma, plastica, vernici, coloranti Anemia, cancro, sensibilizzazione cutanea
Aromatico, altro solventi Narcosi, danni al fegato, dermatiti
alogenati Sverniciatura, sgrassatura Narcosi, anemia, danni al fegato
plastica
fenolici Componenti interni, canalizzazione Sensibilizzazione allergica, cancro (possibile)
Resina epossidica (indurenti amminici) Operazioni di rimessaggio Dermatiti, sensibilizzazione allergica, cancro
poliuretano Vernici, componenti interni Sensibilizzazione allergica, cancro (possibile)
poliimmide Componenti strutturali Sensibilizzazione allergica, cancro (possibile)
Polveri fibrogeniche
Amianto Aerei militari e più vecchi Cancro, asbestosi
Silica Sabbiatura, riempitivi Silicosi
Carburo di tungsteno Affilatura di utensili di precisione pneumoconiosi
Grafite, kevlar Lavorazione composita pneumoconiosi
Polveri benigne (possibili)
lana di vetro Coperte isolanti, componenti interni Irritazione cutanea e respiratoria, malattia cronica (possibile)
Legno Mock-up e modellismo Sensibilizzazione allergica, cancro respiratorio

 

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Venerdì, Febbraio 25 2011 17: 39

Problemi ambientali e di salute pubblica

Le industrie aerospaziali sono state significativamente colpite dall'enorme crescita delle normative sul rumore ambientale e comunitario approvate principalmente negli Stati Uniti e in Europa dagli anni '1970. Legislazioni come il Clean Water Act, il Clean Air Act e il Resource Conservation and Recovery Act negli Stati Uniti e le direttive complementari nell'Unione Europea hanno portato a voluminose normative locali per soddisfare gli obiettivi di qualità ambientale. Queste normative in genere impongono l'uso della migliore tecnologia disponibile, sia che si tratti di nuovi materiali o processi o apparecchiature di controllo di fine pila. Inoltre, questioni universali come l'esaurimento dell'ozono e il riscaldamento globale stanno imponendo modifiche alle operazioni tradizionali vietando completamente sostanze chimiche come i clorofluorocarburi a meno che non esistano condizioni eccezionali.

La legislazione iniziale ha avuto scarso impatto sulle operazioni aerospaziali fino agli anni '1980. La continua crescita del settore e la concentrazione delle operazioni intorno agli aeroporti e alle aree industrializzate hanno reso attraente la regolamentazione. L'industria ha subito una rivoluzione in termini di programmi necessari per monitorare e gestire le emissioni tossiche nell'ambiente con l'intento di garantire la sicurezza. Il trattamento delle acque reflue dalla finitura dei metalli e dalla manutenzione degli aeromobili è diventato uno standard in tutte le grandi strutture. La segregazione dei rifiuti pericolosi, la classificazione, la manifestazione e, successivamente, il trattamento prima dello smaltimento sono stati istituiti dove in precedenza erano esistiti programmi rudimentali. I programmi di bonifica nei siti di smaltimento sono diventati importanti problemi economici per molte aziende poiché i costi sono saliti a molti milioni in ciascun sito. Alla fine degli anni '1980 e all'inizio degli anni '1990, le emissioni atmosferiche, che costituiscono fino all'80% o più delle emissioni totali derivanti dalla produzione e dal funzionamento degli aeromobili, sono diventate il fulcro della regolamentazione. L'Organizzazione per l'aviazione civile internazionale (ICAO) ha adottato gli standard sulle emissioni dei motori già nel 1981 (ICAO 1981).

Le normative sulle emissioni chimiche influiscono essenzialmente su tutti i trattamenti chimici, il motore e l'unità di potenza ausiliaria, il rifornimento di carburante e le operazioni dei veicoli di servizio a terra. A Los Angeles, ad esempio, la riduzione dell'ozono a livello del suolo e del monossido di carbonio per raggiungere gli standard del Clean Air Act potrebbe richiedere una riduzione del 50% delle operazioni di volo all'aeroporto internazionale di Los Angeles entro il 2005 (Donoghue 1994). Le emissioni saranno monitorate giornalmente per garantire che i limiti sulle emissioni totali di composti organici volatili e monossido di carbonio siano inferiori al totale complessivo consentito. In Svezia è stata imposta una tassa sulle emissioni di anidride carbonica degli aerei a causa del loro potenziale di riscaldamento globale. Regolamenti simili in alcune regioni hanno portato a un'eliminazione quasi totale dello sgrassaggio a vapore utilizzando solventi clorurati come il tricloroetano a causa dei livelli storicamente elevati di emissioni degli sgrassatori a cielo aperto e del potenziale di riduzione dell'ozono e della tossicità dell'1,1,1 tricloroetano.

Forse il regolamento più ampio finora imposto è l'Aerospace National Emission Standard for Hazardous Air Pollutants (NESHAP) del 1995, promulgato dall'Agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti ai sensi degli emendamenti al Clean Air Act del 1990. Questo regolamento richiede che tutte le operazioni aerospaziali siano conformi con la media del miglior 12% delle attuali pratiche di controllo degli Stati Uniti per ridurre l'emissione di inquinanti dai processi di maggiore emissione. Lo standard richiede la conformità entro settembre 1998. I processi ei materiali più interessati sono la pulizia manuale con strofinamento e risciacquo, primer e finiture, sverniciatura e mascheratura chimica per fresatura. Il regolamento consente la modifica o il controllo dei processi e addebita alle autorità locali l'applicazione dei requisiti relativi a materiali, attrezzature, prassi lavorative e registrazione. Il significato di queste regole è l'imposizione delle migliori pratiche con poca attenzione ai costi su ogni produttore aerospaziale. Esse impongono un cambiamento completo ai materiali per la pulizia con solventi a bassa pressione di vapore e ai rivestimenti a basso contenuto di solventi, nonché alla tecnologia delle apparecchiature di applicazione come mostrato nella tabella 1. Sono state fatte alcune eccezioni dove la sicurezza del prodotto o la sicurezza del personale (a causa del rischio di incendio e così via ) sarebbe compromesso.

 


Tabella 1. Riepilogo del NESHAP degli Stati Uniti negli impianti di produzione e rilavorazione.

 

Processo Requisiti1
Pulizia manuale di componenti aerospaziali

Pressione massima del composito di 45 mmHg a 20 °C o utilizzo di specifici detergenti preferiti

Deroghe per spazi confinati, lavori in prossimità di impianti sotto tensione, ecc.

Chiusura immediata dei tergicristalli per contenere ulteriore evaporazione

Pulizia a filo con COV2 o HAP3 materiali contenenti Raccolta e contenimento di fluidi
Applicazione di primer e finiture Uso di apparecchiature ad alta efficienza di trasferimento4 
Primer HAP contenuto meno acqua 350 g/l di primer applicato mediamente5
Il top coat HAP contiene acqua 420 g/l di finitura applicata in media5
Sverniciatura superfici esterne

Zero sostanze chimiche HAP, esplosione meccanica, luce ad alta intensità6.

Indennità per la sverniciatura di 6 aeromobili assemblati per sito/anno con sostanze chimiche contenenti HAP

Rivestimenti contenenti HAP inorganici Controllo ad alta efficienza delle emissioni di particolato
Maschera di macinazione chimica HAP contenuto meno acqua 160 g/l di materiale come applicato o un sistema di raccolta e controllo del vapore ad alta efficienza
Overspray da operazioni di rivestimento con HAP Filtro antiparticolato multistadio
Apparecchiature per il controllo dell'inquinamento atmosferico Efficienze minime accettabili più monitoraggio
Pulizia della pistola a spruzzo Nessuna nebulizzazione del solvente per la pulizia, disposizioni per catturare i rifiuti

1 Si applicano considerevoli requisiti di tenuta dei registri, ispezione e altri, non elencati qui.

2 Composti organici volatili. È stato dimostrato che questi sono reattivi fotochimici e precursori della formazione di ozono a livello del suolo.

3 Inquinanti atmosferici pericolosi. Si tratta di 189 composti elencati dalla US Environmental Protection Agency come tossici.

4 Le apparecchiature elencate includono pistole a spruzzo elettrostatiche o ad alto volume e bassa pressione (HVLP).

5 Esclusi rivestimenti speciali e altri processi a basse emissioni.

6 Ritocco consentito utilizzando 26 galloni per aereo all'anno di solvente contenente HAP (commerciale) o 50 galloni all'anno (militare).

Fonte: Regolamento US EPA: 40 CFR Part 63.


 

I riepiloghi dei rischi chimici tipici e delle pratiche di controllo delle emissioni dovute all'impatto delle normative ambientali sulle operazioni di produzione e manutenzione negli Stati Uniti sono forniti rispettivamente nella tabella 2 e nella tabella 3. Le normative europee per la maggior parte non hanno tenuto il passo nell'area delle emissioni tossiche nell'aria, ma hanno posto maggiore enfasi sull'eliminazione delle tossine, come il cadmio, dai prodotti e sull'eliminazione graduale accelerata dei composti che riducono lo strato di ozono. Ad esempio, i Paesi Bassi richiedono agli operatori di giustificare l'uso del cadmio come essenziale per la sicurezza dei voli.

Tabella 2. Rischi chimici tipici dei processi di produzione.

Processi comuni Tipo di emissione Sostanze chimiche o pericoli
Rivestimenti, inclusi rivestimenti protettivi temporanei, maschere e vernici

Overspray di solidi ed evaporazione di solventi



 

 

 

 

 

Rifiuti solidi, (ad esempio, panni)

 

Composti organici volatili (COV) inclusi metiletilchetone, toluene, xileni

Composti che riducono lo strato di ozono (ODC) (clorofluorocarburi, tricloroetano e altri)

Tossine organiche tra cui tricoloretano, xilene, toluene

Tossine inorganiche tra cui cadmio, cromati, piombo

COV o tossine come sopra

Pulizia con solvente

Evaporazione dei solventi

Rifiuti solidi (tergicristalli)

Rifiuti liquidi

COV, depletori di ozono o tossine

COV o tossine

Solvente di scarto (COV) e/o acqua contaminata

Rimozione della vernice

Evaporazione o trascinamento di solventi

 

Rifiuti liquidi corrosivi

Polvere, calore, luce

COV come xilene, toluene, metiletilchetone

Tossine organiche (cloruro di metilene, composti fenolici)

Metalli pesanti (cromati)

Caustici e acidi compreso l'acido formico

Polveri tossiche (sabbiatura), calore (sverniciatura termica) e luce

Alluminio anodizzato

Scarico di ventilazione

Rifiuti liquidi

Nebbia acida

Acido concentrato solitamente cromico, nitrico e fluoridrico

Placcatura di metalli duri

Scarico di ventilazione

Acque di risciacquo

Metalli pesanti, acidi, cianuri complessati

Metalli pesanti, acidi, cianuri complessati

Macinazione chimica Rifiuti liquidi Caustici e metalli pesanti, altri metalli
Sigillatura

Solvente evaporato

Rifiuti solidi

COV

Metalli pesanti, tracce di sostanze organiche tossiche

Alodining (rivestimento di conversione)

Rifiuti liquidi

Rifiuti solidi

Cromati, possibilmente cianuro complessato

Cromati, ossidanti

Composti anticorrosione Particolato, rifiuti solidi Cere, metalli pesanti e sostanze organiche tossiche
Fabbricazione composita Rifiuti solidi Volatili non polimerizzati
Sgrassaggio a vapore Vapore fuoriuscito Tricloretano, trichoroetilene, percloroetilene
Sgrassante acquoso Rifiuti liquidi COV, silicati, tracce di metalli

 

Tabella 3. Pratiche tipiche di controllo delle emissioni.

Processi Emissioni nell'aria Emissioni di acqua Emissioni terrestri
Rivestimento: overspray Attrezzatura per il controllo delle emissioniper overspray (COV e particolato solido) Pretrattamento e monitoraggio in loco Trattare e discarica3 scarti della cabina di verniciatura. Incenerire materiali infiammabili e ceneri di discarica. Riciclare i solventi ove possibile.
Pulizia con solventi con COV Controlli delle emissioni2 e/o sostituzione materiale Pretrattamento e monitoraggio in loco Incenerire e gettare in discarica i tergicristalli usati
Pulizia con solvente con ODC Sostituzione per divieto di produzione di ODC Nessuna Nessuna
Pulizia con solventi con tossine Sostituzione Pretrattamento e monitoraggio in loco Trattare per ridurre la tossicità4 e discarica
Rimozione della vernice Controllo delle emissioni o sostituzione con metodi non HAP o meccanici Pretrattamento e monitoraggio in loco Fanghi di trattamento stabilizzati e interrati
Alluminio anodizzato, placcatura di metalli duri, fresatura chimica e rivestimento di conversione per immersione (Alodine) Controllo delle emissioni (scrubber) e/o sostituzione in alcuni casi Pretrattamento in loco delle acque di risciacquo. Concentrati acidi e caustici trattati in loco o fuori sede Fanghi di trattamento stabilizzati e interrati. Altri rifiuti solidi trattati e collocati in discarica
Sigillatura Di solito nessuno richiesto Di solito nessuno richiesto Incenerire e gettare in discarica i tergicristalli usati
Composti anticorrosione Ventilazione filtrata Di solito nessuno richiesto Tergicristalli, residui di pasta e filtri per cabina di verniciatura5 trattato e messo in discarica
Sgrassaggio a vapore Refrigeratori per la ricondensazione dei vapori Sistemi chiusi o raccolta carbone attivo Separazione del solvente sgrassante dalle acque reflue Solvente sgrassante tossico riciclato, residuo trattato e posto in discarica
Sgrassante acquoso Di solito nessuno richiesto Pretrattamento e monitoraggio in loco Fanghi di pretrattamento gestiti come rifiuti pericolosi

1 La maggior parte delle strutture aerospaziali deve possedere un impianto di pretrattamento delle acque reflue industriali. Alcuni possono avere un trattamento completo.

2 L'efficienza del controllo di solito deve essere superiore al 95% di rimozione/distruzione delle concentrazioni in entrata. Comunemente il 98% o più si ottiene mediante carbone attivo o unità di ossidazione termica.

3 Severi regolamenti sulle discariche specificano il trattamento e la costruzione e il monitoraggio delle discariche.

4 La tossicità è misurata mediante saggio biologico e/o test di lisciviazione progettati per prevedere i risultati nelle discariche di rifiuti solidi.

5 Solitamente cabine di verniciatura filtrate. Il lavoro svolto fuori sequenza o ritocco, ecc. è solitamente esente per considerazioni pratiche.

 

Le norme sul rumore hanno seguito un corso simile. La Federal Aviation Administration degli Stati Uniti e l'Organizzazione per l'aviazione civile internazionale hanno fissato obiettivi ambiziosi per il miglioramento della riduzione del rumore dei motori a reazione (ad esempio, lo United States Airport Noise and Capacity Act del 1990). Le compagnie aeree si trovano di fronte alla possibilità di sostituire i velivoli più vecchi come il Boeing 727 o il McDonnell Douglas DC-9 (aeromobile Stage 2 come definito dall'ICAO) con aeroplani di nuova generazione, rimotorizzando o adattando questi velivoli con kit "hush". L'eliminazione degli aeromobili rumorosi della Fase 2 è obbligatoria entro il 31 dicembre 1999 negli Stati Uniti, quando entreranno in vigore le regole della Fase 3.

Un altro pericolo rappresentato dalle operazioni aerospaziali è la minaccia di caduta di detriti. Articoli come rifiuti, parti di aerei e satelliti scendono con vari gradi di frequenza. Il più comune in termini di frequenza è il cosiddetto ghiaccio blu che si verifica quando gli scarichi del sistema di toilette che perdono consentono ai rifiuti di congelarsi all'esterno dell'aeromobile e quindi di separarsi e cadere. Le autorità aeronautiche stanno prendendo in considerazione norme per richiedere ulteriori ispezioni e correzioni degli scarichi che perdono. Altri pericoli come i detriti dei satelliti possono occasionalmente essere pericolosi (ad esempio, strumenti radioattivi o fonti di energia), ma presentano un rischio estremamente basso per il pubblico.

La maggior parte delle aziende ha formato organizzazioni per affrontare la riduzione delle emissioni. Sono stati stabiliti obiettivi per le prestazioni ambientali e sono state messe in atto politiche. La gestione dei permessi, la movimentazione e il trasporto dei materiali in sicurezza, lo smaltimento e il trattamento richiedono ingegneri, tecnici e amministratori.

Ingegneri ambientali, ingegneri chimici e altri sono impiegati come ricercatori e amministratori. Inoltre, esistono programmi per aiutare a rimuovere la fonte di emissioni chimiche e acustiche all'interno della progettazione o del processo.

 

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Contenuti

Riferimenti di produzione e manutenzione aerospaziale

Associazione delle industrie aerospaziali (AIA). 1995. Operazioni di produzione di materiali compositi avanzati, osservazioni e raccomandazioni sulle pratiche di sicurezza e salute, a cura di G. Rountree. Richmond, BC: AIA.

Donoghue, JA. 1994. Allarme smog. Mondo del trasporto aereo 31(9):18.

Dunphy, BE e WS George. 1983. Industria aeronautica e aerospaziale. In Encyclopaedia of Occupational Health and Safety, 3a edizione. Ginevra: OIL.

Organizzazione dell'aviazione civile internazionale (ICAO). 1981. Standard internazionali e pratiche raccomandate: protezione ambientale. Allegato 16 alla Convenzione sull'aviazione civile internazionale, volume II. Montréal: ICAO.