I sensori indossabili sono uno dei traguardi della medicina personalizzata a cui però il contributo principale proviene dalla chimica.
Sostanzialmente il controllo dello stato di salute 24 h su 24 è affidato a sensori indossati dal paziente al pari un indumento o di un orologio o di un paio di occhiali comunque durante tutto il tempo.
Ciò consente di monitorare la dinamica di alcuni indici igienico sanitari, di rilevare momenti di allarme, come capita in occasione di alcune patologie respiratorie e cardiovascolari, di intervenire in tempo reale in caso di necessità ed urgenza.
Oggi l’alleanza della chimica con la medicina gode di un altro successo.
Prima sensori indossati come vestiti oggi vestiti che fungono da sensori i dispositivi indossabili così come li conosciamo oggi sono destinati a scomparire per essere assorbiti dagli abiti.
Arriva l’era degli smart clothes e dei vestiti intelligenti.
Gli abiti intelligenti o vestiti intelligenti sono degli indumenti a cui vengono applicate le migliori tecnologie allo scopo di migliorare la comodità e il benessere di chi li indossa.
Il futuro parla già di vestiti che si integrano perfettamente al nostro stile di vita con l’obiettivo di migliorarlo attraverso sensori di vario tipo che guidano e monitorano i cambiamenti fisiologici durante lo sforzo e il semplice movimento.
Restando in un contesto più realistico e attuale, la tecnologia già ci permette di vestire indumenti capaci di controllare la temperatura, gli odori e la traspirazione, così come proteggerci dai raggi solari e dalla crescita di funghi e altri microrganismi (antimicrobici).
Questi sono già vestiti intelligenti.
I tessuti sintetici, tutt’ora in voga, saranno sostituiti da altri più naturali e quindi più sostenibili e biodegradabili.
Il cotone è la fibra regina e permetterà di testare al meglio anche quelle futuristiche idee di cui abbiamo accennato poco sopra.
Sul tema affascinante ed innovativo è attivo 9l progetto SENSE RISC, promosso e finanziato da INAIL, che concorre al raggiungimento degli obiettivi dell’ambito core della Mission Istituzionale dell’INAIL, e specificatamente alla tematica programmatica ID10 “Abiti Intelligenti per Lavoratori”.
L’obiettivo è lo sviluppo di abiti sensorizzati intelligenti per il monitoraggio e la prevenzione della salute e sicurezza sul lavoro.
Si tratta di abiti realizzati con tessuti ingegnerizzati per monitorare sia i fattori ambientali di un contesto lavorativo (fisici, chimici, biologici), sia i parametri fisiologici del singolo lavoratore (frequenza cardiaca e respiratoria, temperatura corporea, sudorazione).
I sensori proposti, ed integrati nei tessuti, sono basati su nanotecnologie e nanomateriali (Grafene, Nanostrutture di ossido di zinco ZnO, nanoparticelle e polimeri ad elevata biocompatibilità, Fiber Bragg Grating –FBG-funzionalizzati) per le rilevazioni di parametri fisici, ambientali, agenti chimici e biologici, durante l’attività lavorativa.
La tossicità dei tessuti con sensori a base grafene è stata valutata in vitro, tramite test di vitalità cellulare e microscopia elettronica a scansione a emissione di campo (FESEM), e in vivo nel nematode C. elegans (Caenorhabditis elegans).
Inoltre, è stato realizzato ed integrato nella maglietta il sensore del sudore, rimovibile durante la fase di lavaggio, riutilizzabile e che consente la misurazione della sudorazione sulla base della rilevazione del gradiente di umidità sulla pelle del lavoratore.
Questi sistemi sono connessi tra loro attraverso una piattaforma modulare wearable che comunica via wireless con dispositivi mobili (smartphone) e, attraverso algoritmi biocooperativi innovativi, consente di segnalare in tempo reale potenziali rischi di infortunio del singolo lavoratore.
L’algoritmo di intelligenza artificiale, sviluppato all’interno del progetto, è in grado di utilizzare i dati proveniente dai vari sistemi presenti sull’abito intelligente, estrarne informazioni utili al fine del monitoraggio dell’ambiente e del lavoratore; inoltre grazie alla mole di dati, strutturati e non, provenienti dai diversi lavoratori il sistema riesce ad essere sempre più robusto in termini di affidabilità e quindi prevenzione dei livelli di rischio.
Lo scale-up progettuale ha portato ad un’innovazione sulla sensoristica stampata su tessuto; attraverso l’utilizzo di tecniche di transfert printing si è potuto migliorare il grado di integrazione tra sensori su tessuto e contatti elettrici, necessari per le interconnessioni con l’elettronica.
Il prototipo di “abito intelligente” (la maglietta) è stato progettato per essere lavabile, con caratteristiche di elevata vestibilità, costo e funzionalità adatte all’uso come dispositivo individuale di protezione e mitigazione del rischio negli ambienti di lavoro tipici dei settori di processo e di produzione.
Il sistema è semplice da utilizzare senza necessità di una formazione specifica da parte dell’utilizzatore finale, così da essere versatile e di ampio utilizzo.
La platea dei lavoratori verso i quali è diretto questo progetto è molto esteso, infatti comprende i settori dell’agricoltura, della zootecnia, delle costruzioni, della cantieristica (es. navale) e dell’industria di processo (chimica e petrol-chimica) dove sono presenti rischi dovuti alla movimentazione manuale dei carichi, esposizione ad eccessivi livelli di sostanze chimiche e stress fisico di carattere ambientale.
I partner del progetto sono Università ed Istituti Italiani altamente qualificati: Dipartimento di Ingegneria Astronautica, Elettrica, Energetica, SAPIENZA Università di Roma (UR-DIAEE), Roma; Dipartimento innovazioni tecnologiche e sicurezza degli impianti, prodotti e insediamenti antropici, (INAIL) Roma; Dipartimento Biologia e Biotecnologie “Charles Darwin” SAPIENZA Università di Roma (UR- DBBCD), Roma; Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale dell’Università di Pisa (UP-DCCI), Pisa; Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna (SSSA), Pontedera; Facoltà di Ingegneria dell’ Università Campus Bio-Medico di Roma, (UCBM), Roma; Polo Tecnologico della Fondazione Don Gnocchi “IRCCS” (FDG), Milano.
L’attualità del tema è confermata dal fatto che il progetto INAIL non è il solo attivo in materia.
Infatti il Consorzio Eteria ha prodotto la camicetta smart finalizzata alla sicurezza dei lavoratori che vengono seguiti nell’arco di un turno di lavoro monitorando in continuo gli indici di benessere e di buona salute.
I dati rilevati vengono trasmessi ad una piattaforma tecnologica ed allo smartphone dell’utente.
Periodicamente sono prodotti dei report, l’insieme dei quali rappresenta la storia igienico sanitaria del lavoratore
Complessivamente possiamo da chimici rilevare quanto piacere dia vedere che contributi essenziali alla sicurezza del lavoratori vengano dalla disciplina.
I famosi 2 volti della chimica segnano ancor un punto a favore del volto buono.
Articolo N.132 del 02-08-2024 | a cura di Luigi Campanella
Prof. Luigi Campanella. Si laurea in Chimica e ottiene l’Abilitazione alla professione di Chimico nel 1961. Professore Incaricato Stabilizzato, prima di “Esercitazioni di Chimica Industriale II”, poi di “Esercitazioni di Analisi Chimica Applicata, presso l’Università degli Studi di Roma “La Sapienza” dal 1967 al 1980. Professore Ordinario di “Chimica Analitica” dall’a.a. 1980/81 all’a.a. 2002-2003 e di Chimica dell’Ambiente e dei Beni Culturali successivamente a tale data. Promotore e Direttore del Centro Interdipartimentale per le Scienze Applicate alla protezione dell’Ambiente e dei Beni Culturali. Attuale Coordinatore del Polo Museale de La Sapienza. È autore di oltre 500 lavori nei settori della Chimica Analitica, dell’Elettrochimica, della Chimica Ambientale, delle Biotecnologie Analitiche, della Chimica dei Beni Culturali.