Grafene, il materiale del futuro che si respira oggi

A cura della Redazione

Il grafene e i nanomateriali derivati (GBN) stanno entrando in batterie, compositi, vernici, imballaggi e dispositivi biomedicali. Con loro entra nei reparti un rischio nuovo, che per ora sfugge ai valori limite. Una scheda Inail del 2026 (in allegato) mette in fila le conoscenze disponibili: effetti citotossici e genotossici negli studi di laboratorio, accumulo polmonare negli animali, esposizioni professionali spesso più alte del previsto nelle fasi di manipolazione delle polveri. Ma anche un dato incoraggiante: dove si introducono sistemi chiusi, aspirazione localizzata e DPI adeguati, calano sia l'esposizione sia i segni biologici di danno. Per RSPP, HSE manager e HR la strada è il principio di precauzione applicato con metodo, dentro il Titolo IX del D.Lgs. 81/2008 e il regolamento REACH.

COSA TRATTA

Un foglio di carbonio spesso un solo atomo. Il grafene è questo: atomi disposti in una trama esagonale che ricorda un nido d'ape, così sottile da essere considerato a tutti gli effetti un materiale bidimensionale. Da quando, ormai vent'anni fa, è stato isolato per la prima volta in laboratorio, le sue proprietà hanno acceso l'immaginazione di ingegneri e investitori: resistenza meccanica fuori scala rispetto al peso, una superficie specifica enorme, conducibilità elettrica e termica eccellenti. Quello che era un oggetto da laboratorio universitario oggi è una materia prima industriale, venduta a chili e lavorata in reparti produttivi veri.

Quando si parla di rischio professionale, però, il grafene puro è solo una parte del quadro. La scheda informativa pubblicata nel 2026 dal Dipartimento di medicina, epidemiologia, igiene del lavoro e ambientale dell'Inail, firmata da Anna Maria Fresegna, Aureliano Ciervo e Delia Cavallo, parla di nanomateriali a base di grafene, i GBN: una famiglia che comprende il grafene monostrato e quello a pochi strati, l'ossido di grafene e la sua forma ridotta, nanopiastrine, nanofogli, nanoscaglie e punti quantici. Materiali parenti, ma non gemelli. Ognuno ha forma, rigidità, chimica di superficie e tendenza ad aggregarsi diverse, e quindi un comportamento diverso quando entra in contatto con l'organismo umano.

Questo articolo ripercorre la scheda Inail, la colloca nel quadro normativo italiano ed europeo e prova a tradurla in scelte concrete per chi gestisce la prevenzione in azienda. Perché il punto non è demonizzare un materiale che sta cambiando l'industria. Il punto è non ripetere errori già visti.

Dove lo troviamo: una presenza che si allarga in silenzio

Chi pensa che il grafene riguardi solo i centri di ricerca deve aggiornare la mappa. L'elettronica e il settore energetico lo usano per dispositivi flessibili, sensori, batterie, supercondensatori e celle solari. Nell'aerospaziale e nell'automotive serve come rinforzo nei compositi: polimeri, plastiche e vernici che diventano più leggere e più resistenti. Il biomedicale lo studia per biosensori, rilascio mirato di farmaci, ingegneria tissutale, diagnostica per immagini e superfici antibatteriche. L'industria degli imballaggi e quella alimentare lo sperimentano come materiale barriera. E poi c'è tutta la ricerca e sviluppo in ambito chimico, ambientale e dei materiali.

Per un RSPP questa diffusione ha una conseguenza pratica che spesso sfugge. Il grafene non arriva sempre con un'etichetta che dice "nanomateriale". Arriva dentro un masterbatch, in una pasta conduttiva, in un additivo per vernici, in un lotto di polvere acquistato per una prova pilota dall'ufficio tecnico. E qui si apre la prima falla del sistema: se l'acquisto non passa da chi valuta i rischi, la sostanza entra in reparto prima di entrare nel DVR.

Durante gli audit capita di sentirlo dire in modo quasi disarmante: "La polvere nera l'abbiamo presa per una prova, non è ancora produzione". Ma l'operatore che apre il sacco e travasa a secco respira esattamente come se fosse produzione. La distinzione tra sperimentazione e routine non esiste per i polmoni.

Come entra nell'organismo e che cosa può provocare

Per la popolazione generale l'esposizione ai GBN è bassa, legata a rilasci accidentali o al degrado di prodotti di consumo. Nei luoghi di lavoro il discorso cambia. La via principale è l'inalazione delle polveri generate durante le lavorazioni a secco: pesatura, travaso, miscelazione, macinazione, taglio e levigatura di compositi. Sono possibili anche il contatto cutaneo e l'ingestione accidentale, quest'ultima quasi sempre figlia di cattive abitudini igieniche (mani non lavate, cibo o sigarette in reparto). C'è poi un'esposizione indiretta che i DVR tendono a dimenticare: quella di chi pulisce e di chi fa manutenzione sulle macchine di produzione. Spesso sono figure esterne o in appalto, con una formazione sul rischio specifico vicina allo zero.

Sugli effetti, la scheda Inail è prudente e precisa. Gli effetti biologici dipendono dalle caratteristiche fisico-chimiche, dalle dimensioni, dalla dose e dalla durata dell'esposizione. Gli studi in vitro documentano citotossicità (ridotta vitalità cellulare, danni alla membrana, apoptosi, disfunzioni mitocondriali), genotossicità per danno diretto o ossidativo al DNA, stress ossidativo e risposte infiammatorie. Gli studi sugli animali indicano che alcuni GBN si accumulano nei polmoni e provocano stress ossidativo e infiammazione, fino alla fibrosi in condizioni specifiche. Entità e persistenza degli effetti dipendono da dose, dimensioni, rigidità e biopersistenza delle particelle.

Rigidità e biopersistenza sono due parole che un igienista industriale non può leggere senza un brivido. Sono le stesse proprietà che hanno reso le fibre di amianto un disastro sanitario e che hanno fatto suonare l'allarme sui nanotubi di carbonio. Questo non significa che il grafene sia il nuovo amianto: non ci sono prove per affermarlo. Significa che il paradigma tossicologico di riferimento è quello delle particelle poco solubili e persistenti, e che conviene ragionare di conseguenza.

C'è anche un dato rassicurante, e va letto bene. Uno studio del 2024, pubblicato su Nature Nanotechnology, ha esposto 14 volontari sani a un'inalazione controllata di nanofogli di ossido di grafene per due ore. Nel breve periodo non sono emersi effetti respiratori, cardiovascolari o infiammatori acuti evidenti. Ottima notizia, ma con un perimetro stretto: un solo tipo di GBN, dosi controllate, un'unica esposizione, osservazione a breve termine. Chi lo cita come prova dell'innocuità del grafene sul lavoro commette un errore di metodo. Il lavoratore non respira una volta per due ore. Respira otto ore al giorno, per anni, materiali diversi da quello testato.

Cosa dicono le misure sul campo

I dati occupazionali sono ancora pochi e mancano studi epidemiologici longitudinali. Le valutazioni condotte in aziende produttrici e laboratori di ricerca europei parlano di un rischio espositivo generalmente basso, a patto che le misure preventive siano adeguate. Il rischio sale nelle fasi di manipolazione delle polveri e quando cambiano processi, materiali o personale. Quest'ultimo passaggio merita attenzione. Il cambiamento organizzativo è da sempre il momento in cui la prevenzione perde i pezzi: il nuovo fornitore, il nuovo addetto, la nuova ricetta. Il sistema di gestione deve accorgersene in tempo.

Uno studio pubblicato nel 2026 sul Journal of Occupational and Environmental Hygiene ha campionato 44 lavoratori in 11 stabilimenti. Le esposizioni più alte si registrano nella produzione primaria, cioè sintesi e manipolazione della polvere, rispetto alla produzione secondaria, dove il GBN viene trasformato o incorporato in altri materiali. I livelli dipendono dall'efficacia dei controlli tecnici e dall'uso dei DPI. Le concentrazioni medie geometriche di carbonio elementare sono risultate pari a 2,01 µg/m³ nella frazione respirabile e a 12,63 µg/m³ in quella inalabile. Il valore orientativo di 10 µg/m³, proposto in letteratura come fascia di riferimento in assenza di limiti cogenti, è stato superato nel 38% dei campioni respirabili e nel 53% di quelli inalabili. Nel nostro ordinamento quel numero non ha valore di legge. Ma come segnale d'allarme funziona benissimo: in più di un campione su due la frazione inalabile supera la soglia prudenziale.

Il dato più interessante arriva però dalla ricerca italiana. Nell'unico studio di biomonitoraggio disponibile, condotto da Inail su sei lavoratori esposti a GBN, è emerso un aumento dei biomarcatori di effetto genotossico precoce: più soggetti positivi al test del micronucleo su cellule della mucosa buccale e più danno diretto e ossidativo al DNA rilevato con il comet assay modificato con enzima Fpg. Nessuna variazione significativa, invece, nei biomarcatori urinari di infiammazione e stress ossidativo. Tradotto: l'esposizione può produrre alterazioni biologiche precoci e ancora riparabili a livello cellulare, prima o in assenza di effetti infiammatori sistemici. Il monitoraggio ambientale ha mostrato contaminazione nelle fasi di stoccaggio e pulizia.

Poi è arrivato il follow-up. Dopo l'introduzione di sistemi chiusi, aspirazione localizzata e DPI, sia l'esposizione sia gli effetti genotossico-ossidativi sono diminuiti in modo significativo. Il campione è piccolo, va detto. Ma il messaggio è forte. La prevenzione tecnica e organizzativa non è un atto di fede: produce risultati misurabili anche a livello cellulare, sulla stessa persona, a distanza di mesi.

Precauzione senza valori limite: come si lavora davvero

Il nodo per chi fa prevenzione è che per il grafene e i GBN non esistono valori limite di esposizione professionale specifici, né nell'Allegato XXXVIII del D.Lgs. 81/2008 né nelle direttive europee che lo alimentano. Questo vuoto viene talvolta letto, in qualche azienda, come un'assenza di obblighi. È una lettura sbagliata, e va detto senza giri di parole. Il Titolo IX del Testo Unico chiede al datore di lavoro di valutare tutti gli agenti chimici pericolosi presenti, a prescindere dall'esistenza di un valore limite, e di eliminare o ridurre al minimo il rischio con misure generali e specifiche. Senza un numero di riferimento l'onere non si alleggerisce. Si sposta sulla qualità del metodo.

E sul metodo l'Europa offre strumenti solidi. Il regolamento REACH, aggiornato dal regolamento (UE) 2018/1881, impone dal 2020 requisiti specifici di registrazione per le nanoforme. Il regolamento (UE) 2020/878 ha portato le informazioni sulle nanoforme dentro le schede di dati di sicurezza. La raccomandazione della Commissione del 2022 ha fissato una definizione aggiornata di nanomateriale. La normativa tecnica, a partire dalla UNI EN 17058 sulla valutazione dell'esposizione per inalazione di nano-oggetti, fornisce l'approccio a più livelli: inventario delle fonti, misure a lettura diretta con contatori di particelle, campionamento e analisi in laboratorio solo dove serve. Il control banding per i nanomateriali, codificato in ambito ISO, aiuta a stimare una fascia di rischio quando i dati tossicologici sono incompleti. È il caso tipico dei GBN.

Sulle misure di controllo vale la gerarchia classica, applicata con il rigore che si riserva agli agenti più insidiosi. Prima si valuta se usare il GBN in forma dispersa (pasta, sospensione liquida, masterbatch) invece che in polvere secca: spesso è la mossa che taglia di più l'esposizione e costa meno di qualsiasi impianto. Poi vengono i sistemi chiusi e le cappe ventilate per pesatura e travaso, l'aspirazione localizzata con filtrazione HEPA, la compartimentazione delle aree, la pulizia esclusivamente a umido o con aspiratori certificati per polveri pericolose. Basta scope e aria compressa. Infine i DPI: protezione respiratoria di classe 3 (FFP3 o filtri P3), guanti conformi alla norma per agenti chimici, indumenti a uso limitato che non trattengano le polveri, tutti scelti secondo l'Allegato VIII del D.Lgs. 81/2008 come aggiornato dal decreto interministeriale del 20 dicembre 2021.

Qui la tecnologia può fare la differenza, se usata con giudizio. Sensori di particolato a lettura continua collegati a un sistema che registra i picchi e li associa alla fase di lavorazione trasformano il monitoraggio da fotografia annuale a film. Un gestionale che collega schede di sicurezza, anagrafica degli esposti, consegne dei DPI e scadenze della sorveglianza sanitaria impedisce al lotto di prova di entrare in reparto senza che nessuno lo sappia. Ma lo strumento da solo non cambia nulla: serve che i dati vengano letti in riunione, discussi con il medico competente, trasformati in decisioni.

Il medico competente, l'HR e la questione degli esposti

La sorveglianza sanitaria, prevista dall'articolo 229 per i lavoratori esposti a un rischio non basso per la salute, è il secondo pilastro indicato da Inail. Va costruita su misura. Spirometria e visita respiratoria sono il minimo, ma il protocollo deve tenere conto del bersaglio polmonare evidenziato dagli studi sugli animali e, dove la ricerca lo rende praticabile, dei biomarcatori di effetto precoce. Il giudizio di idoneità con limitazioni diventa uno strumento concreto per chi ha patologie respiratorie preesistenti o è fumatore abituale. E l'HR ha qui un ruolo spesso sottovalutato: gestire le ricollocazioni, coordinare la rotazione nelle fasi più esposte, presidiare l'onboarding di chi arriva in un reparto dove si lavorano polveri nanostrutturate.

Sul registro degli esposti va presa una posizione netta. La legge lo impone per gli agenti cancerogeni e mutageni, non per i GBN, che oggi non sono classificati come tali. Eppure le alterazioni genotossiche precoci osservate e la biopersistenza dei materiali consigliano di tenere comunque, su base volontaria, un elenco nominativo degli esposti con le fasi, le durate e le misure adottate. Costa pochissimo. Se un domani la classificazione dovesse cambiare, l'azienda che ha documentato avrà una storia espositiva ricostruibile. Le altre avranno un buco di anni. Chi ha vissuto la stagione delle malattie professionali da amianto sa cosa significa non avere dati.

C'è infine un ritorno economico che conviene ricordare in direzione. Un sistema di gestione dei nanomateriali ben documentato rientra a pieno titolo tra gli interventi valorizzabili nella domanda di riduzione del tasso medio per prevenzione (il vecchio OT23). Inoltre migliora la lettura degli indici di frequenza e gravità, che nei reparti polverosi tendono a nascondere dietro gli infortuni il rischio lento delle malattie professionali.

La domanda da portare alla prossima riunione periodica è semplice: in quale punto del vostro processo il grafene arriva sotto forma di polvere, e chi lo sta respirando in questo momento?

MODIFICHE AL DVR

L'introduzione o la presenza di GBN richiede una revisione del documento di valutazione dei rischi, da avviare entro trenta giorni dalla modifica del processo produttivo secondo l'articolo 29, comma 3, del D.Lgs. 81/2008. La valutazione del rischio chimico va aggiornata con una sezione dedicata alle nanoforme, che identifichi i materiali per tipologia (grafene a pochi strati, ossido di grafene, nanopiastrine), la loro forma fisica e le fasi di processo in cui possono essere rilasciati. Le mansioni esposte devono comprendere anche addetti alle pulizie, manutentori e personale delle ditte esterne, con conseguente aggiornamento del DUVRI. Conviene inserire nel DVR l'approccio adottato in assenza di valori limite (control banding, misure secondo UNI EN 17058, valore di riferimento interno prudenziale), il programma di monitoraggio ambientale e la decisione motivata sulla sorveglianza sanitaria condivisa con il medico competente. Va infine valutata la presenza di lavoratrici in gravidanza o allattamento e di lavoratori con suscettibilità respiratorie.

PROCEDURE DI SICUREZZA

Il quadro descritto rende opportuno introdurre o rivedere almeno quattro procedure.

  1. La prima riguarda gli acquisti e il benestare preventivo: nessun materiale contenente GBN entra in azienda, nemmeno in quantità da laboratorio, senza la verifica della scheda di dati di sicurezza da parte del SPP.
  2. La seconda disciplina la manipolazione delle polveri: pesatura e travaso solo in sistemi chiusi o sotto cappa aspirata, preferenza per le forme disperse, divieto di operazioni a secco a cielo aperto.
  3. La terza regola pulizia e manutenzione: solo metodi a umido o aspiratori con filtrazione HEPA certificati, divieto di aria compressa e scope, DPI di classe 3 per gli interventi su macchine e filtri, gestione dei rifiuti contaminati in contenitori chiusi ed etichettati.
  4. La quarta riguarda la gestione dei cambiamenti: ogni variazione di fornitore, formulazione, quantità o personale attiva una verifica dell'esposizione prima della messa a regime.

A queste si affiancano la procedura per sversamenti accidentali di polvere e le regole igieniche di area, con zone filtro per la vestizione e svestizione e il divieto di mangiare, bere e fumare nei reparti interessati.

COSA DICE LA LEGGE

  • D.Lgs. 81/2008, Titolo IX, Capo I (articoli 221-232): valutazione dei rischi da agenti chimici pericolosi (art. 223), misure generali e specifiche di prevenzione e protezione (artt. 224-225), informazione e formazione (art. 227), sorveglianza sanitaria (art. 229).
  • D.Lgs. 81/2008, articoli 28 e 29: contenuti del DVR e obbligo di rielaborazione a seguito di modifiche significative del processo produttivo.
  • D.Lgs. 81/2008, articolo 41: sorveglianza sanitaria e giudizio di idoneità, anche con prescrizioni o limitazioni.
  • D.Lgs. 81/2008, Titolo III, Capo II e Allegato VIII, aggiornato dal decreto interministeriale del 20 dicembre 2021 in recepimento della direttiva (UE) 2019/1832: criteri di scelta e uso dei DPI.
  • Regolamento (UE) 2016/425 sui dispositivi di protezione individuale.
  • Direttiva 98/24/CE sulla protezione dei lavoratori contro i rischi derivanti da agenti chimici.
  • Regolamento (CE) 1907/2006 (REACH), modificato dal regolamento (UE) 2018/1881 con requisiti specifici per le nanoforme.
  • Regolamento (UE) 2020/878: informazioni sulle nanoforme nelle schede di dati di sicurezza.
  • Regolamento (CE) 1272/2008 (CLP) su classificazione ed etichettatura.
  • Raccomandazione della Commissione del 10 giugno 2022 sulla definizione di nanomateriale.
  • UNI EN 17058: valutazione dell'esposizione per inalazione di nano-oggetti e loro aggregati e agglomerati.

INDICAZIONI OPERATIVE

  1. Censite entro 60 giorni tutti i materiali in uso che contengono GBN, comprese miscele, additivi e campioni di laboratorio, incrociando le SDS con gli ordini degli ultimi 24 mesi. Indicatore: percentuale di prodotti verificati sul totale degli acquisti di materie prime.
  2. Bloccate a monte gli ingressi non valutati: inserite nel flusso acquisti un passaggio obbligatorio di benestare SPP per qualsiasi nanomateriale, impostato in modo che l'ordine non possa partire senza approvazione. Obiettivo: zero materiali con GBN in reparto privi di valutazione.
  3. Mappate le fasi a rischio con misure a lettura diretta (contatori di particelle) su pesatura, travaso, pulizia e manutenzione, secondo l'approccio della UNI EN 17058. Ripetete le misure dopo ogni modifica di processo.
  4. Sostituite le polveri secche con forme disperse dove la tecnologia lo consente. Obiettivo misurabile: ridurre del 50% in 12 mesi i chilogrammi di GBN manipolati a secco.
  5. Rendete fisicamente impossibile la pulizia a secco nelle aree interessate: rimuovete scope e pistole ad aria compressa, mettete a disposizione solo aspiratori certificati e sistemi a umido, e verificatelo con check-list di sopralluogo mensili.
  6. Definite con il medico competente un protocollo di sorveglianza sanitaria con baseline respiratoria per tutti i nuovi esposti, prima dell'assegnazione alla mansione. Indicatore: 100% degli esposti con visita preventiva documentata.
  7. Istituite un elenco volontario degli esposti con fasi, durate e misure applicate, aggiornato in tempo reale da un sistema gestionale condiviso tra SPP, HR e medico competente.
  8. Formate in modo specifico manutentori, addetti alle pulizie e personale delle ditte in appalto, con prova pratica di vestizione, svestizione e prova di tenuta del facciale. Obiettivo: copertura del 100% entro sei mesi, con verifica dell'apprendimento.
  9. Leva strategica: costruite un valore di riferimento interno prudenziale e un cruscotto di monitoraggio continuo delle polveri nelle aree critiche, con soglie di intervento e registrazione automatica dei superamenti. Obiettivo: riduzione documentata delle concentrazioni medie del 30% entro due anni.
  10. Leva strategica: integrate la gestione dei nanomateriali nel sistema di gestione ISO 45001 e nella procedura di gestione del cambiamento, valorizzando gli interventi nella domanda di riduzione del tasso Inail per prevenzione e nei report di sostenibilità aziendale.

IL 20% CHE CONTA (PER L'80% DEI RISULTATI)

A. L'assenza di un valore limite non toglie alcun obbligo: il Titolo IX impone di valutare e ridurre al minimo l'esposizione ai GBN.
B. Il rischio vero sta nella polvere secca: pesatura, travaso, pulizia e manutenzione sono le fasi da presidiare per prime.
C. Le misure funzionano e si vedono: sistemi chiusi, aspirazione localizzata e DPI di classe 3 riducono l'esposizione e i danni biologici precoci.
D. Nessun materiale nuovo deve entrare in reparto senza passare dal SPP, e ogni cambiamento di processo va trattato come una nuova valutazione.
E. Sorveglianza sanitaria mirata ed elenco volontario degli esposti costruiscono oggi la memoria che domani potrebbe servire.

Riproduzione riservata ©