Guida scolastica per compensare la minaccia invisibile nella stampa 3D a filamento fuso
Le aule scolastiche sono nella posizione ideale per sfruttare al massimo la tecnologia di stampa 3D, avvantaggiando gli studenti offrendo loro nuove possibilità di apprendimento e incoraggiando la creatività e l’innovazione. Tuttavia, può anche comportare rischi per la salute non intenzionali per i suoi utenti, tranne per il fatto che sono stati condotti pochi studi scientifici per valutare l’impatto delle stampanti 3D sulla qualità dell’aria interna. Quindi, per comprendere questi potenziali impatti sulla salute umana, i ricercatori dell’istituto scientifico Chemical Insights di Atlantasi è concentrato sull’identificazione, la misurazione e il confronto delle emissioni della stampante 3D e ha scoperto che emettono particelle ultra-piccole e composti organici volatili (COV) durante il funzionamento. Tra gli altri risultati, l’indagine elenca anche i filamenti ABS come tipicamente aventi emissioni più elevate, seguiti dal nylon e poi dal PLA. Le scoperte fatte durante i quattro anni di ricerca sono ora disponibili come linea guida per le scuole statunitensi per identificare e valutare i rischi di tossicità delle emissioni rilasciate durante la stampa 3D.
Ricerche e risultati del toolkit, 3D Printer School Safety: A Guide for Supporting Indoor Air Quality & Human Health , condotto congiuntamente da Chemical Insights, un istituto Underwriters Laboratories , insieme ai ricercatori del Georgia Institute of Technology , spiega come le stampanti 3D emettono particelle ultrafini (UFP) e COV durante il funzionamento. Secondo Marilyn Black, vicepresidente e consulente tecnico senior di Chemical Insights, quando il progetto è iniziato, sapevano che la stampa 3D probabilmente emetteva molte particelle nell’aria, ma aveva bisogno di caratterizzarle, dal tipo di particelle alle dimensioni e ai livelli di sostanze chimiche emesse.
Dopo anni di ricerca incentrata sulle stampanti desktop a filamento fuso, Black e il suo team hanno scoperto che generano una complessa miscela di particelle sospese nell’aria, molte delle quali sono di dimensioni molto piccole, oltre ad alcuni COV noti, come irritanti, cancerogeni e odoranti. Ciò significa che l’esposizione può presentare un rischio per la salute umana, in particolare quando una persona si trova accanto a una stampante in una stanza chiusa con ventilazione minima.
“Quando il mercato della stampa 3D ha iniziato a colpire davvero i consumatori e gli spazi industriali morbidi, in particolare scuole e biblioteche, circa cinque anni fa, abbiamo iniziato a ricevere una serie di chiamate da persone che dicevano che le stampanti 3D a scuola emettevano odori insoliti e che i bambini stavano avendo una sorta di reazione respiratoria quando li usavano “, ha detto Black a 3DPrint.com . “Abbiamo iniziato a chiederci se potesse esserci qualcosa di cui non eravamo a conoscenza e mentre lo facevamo ricerche, abbiamo scoperto che non c’erano stati molti studi scientifici per capire cosa potesse provenire da queste stampanti 3D mentre funzionavano e come potrebbero influire sulla qualità dell’aria in questi spazi. “
Nella ricerca iniziale, gli scienziati hanno scoperto che gli aerosol generati dal processo di stampa 3D erano principalmente particelle, di cui oltre il 90% erano particelle ultrafini, super piccole e, sfortunatamente, molto preoccupanti dal punto di vista della salute. Quando vengono inalati, possono penetrare in profondità nel sistema polmonare, attraversare il flusso sanguigno e persino penetrare negli organi e nel cervello. Il team ha anche svolto alcuni studi di primo livello sulla tossicità e ha scoperto che tutte le particelle mostravano un certo livello di tossicità, ma si sta facendo ancora del lavoro per capire il motivo. Black ha suggerito che tutti i segnali indicano che “dobbiamo essere preoccupati” e “ridurre al minimo l’esposizione”.
L’uso di stampanti 3D negli spazi chiusi delle scuole significa che spesso sono scarsamente ventilati e intorno a bambini con sistemi respiratori vulnerabili e in via di sviluppo che possono comportare un rischio di tossicità, soprattutto perché i bambini respirano più rapidamente degli adulti e quindi assorbono più sostanze inquinanti. Al fine di ridurre il rischio, Chemical Insights ha reso disponibile il suo kit di strumenti per la stampa 3D alle scuole di tutto il paese includendolo nel portale delle risorse online Green Strides del Dipartimento dell’istruzione degli Stati Uniti , un sistema one-stop che fornisce scuole primarie e secondarie. con strumenti per perseguire conoscenze e pratiche per contribuire a renderli più rispettosi dell’ambiente ed ecologicamente responsabili. La nuova guida informativa aiuterà meglio amministratori, insegnanti e genitoricapire come utilizzare in sicurezza le stampanti 3D .
“Queste sono conseguenze involontarie della tecnologia di cui le persone semplicemente non sono consapevoli, ma che possono essere gestite. Dobbiamo imparare qual è il problema e le misure che le scuole possono intraprendere per ridurre al minimo i rischi per la salute causati dai problemi cardiovascolari respiratori che derivano dall’esposizione a particelle tossiche. Una cosa che siamo stati in grado di determinare è che una persona in piedi accanto a una stampante 3D, equivale a essere accanto a un’autostrada, che sono tra le fonti di inquinamento più tossiche al mondo “, ha continuato Black.
La preoccupazione principale di queste stampanti 3D è la “miscela cocktail” delle diverse particelle che Black ha trovato si è imbattuta in tutte le stampanti nello studio, così come in tutti i filamenti. L’esperto ha descritto gli “ambienti soft” in cui prosperano le stampanti 3D desktop non così regolamentati come le controparti industriali, in cui l’ambiente è supervisionato e deve seguire specifiche certificazioni. Questo è il motivo per cui ha pensato che fosse molto utile creare una linea guida per l’ambiente interno generale che aiuterà a mantenere i bambini al sicuro.
Alcuni dei consigli includono la selezione di posizioni con una buona ventilazione della stanza, finestre utilizzabili o ventole di scarico locali che possono essere posizionate sopra le stampanti in modo che gli utenti non possano passare il mouse sul dispositivo per osservare il processo durante il funzionamento. Invece, le scuole dovrebbero prendere in considerazione l’implementazione di strumenti, come telecamere o finestre di osservazione, che esaminino le stanze chiuse affinché i bambini possano osservare il processo senza essere esposti a particelle pericolose. Chemical Insights ha inoltre consigliato di acquistare stampanti 3D e materiali di consumo che sono stati verificati o certificati in modo indipendente per produrre emissioni inferiori e di utilizzare le stampanti secondo le istruzioni del produttore e le raccomandazioni di sicurezza, che includono l’uso dell’ugello della stampante alla temperatura minima consigliata.
Coinvolgere i produttori di stampanti 3D nello studio non è stato difficile. Black ha descritto come fossero ansiosi di partecipare fornendo le loro stampanti da utilizzare nella ricerca. Si scopre che molte delle aziende stavano anche ricevendo domande da clienti preoccupati su strani odori e reazioni degli utenti dalle stampanti 3D durante il funzionamento. Sebbene Black abbia affermato che non sono stati identificati marchi o prodotti, il team ha testato una gamma di diverse stampanti con quote di mercato elevate che sapevano fossero ampiamente utilizzate nelle scuole, così come i filamenti comunemente usati.
“Fortunatamente, i produttori di stampanti 3D stanno ascoltando, stanno cercando soluzioni, costruendo recinti che possano avere un sistema di filtraggio per allontanare le emissioni. Ora sappiamo che cercare di controllare la situazione sarà la migliore situazione “, ha detto Black.
Concentrarsi sulle tecnologie emergenti per capire se potrebbero essere presenti rischi per la salute non intenzionali fa parte della missione di Chemical Insights. Grazie allo sviluppo di stampanti 3D convenienti, compatte e facili da usare, l’uso dei consumatori è in forte espansione, in particolare nelle aule, quindi sapere quali sostanze chimiche sono presenti nell’aria durante il processo può aiutare migliaia di persone a evitare gravi rischi per la salute che potrebbero portare a complicazioni più tardi nella vita.
