Pericoli e danni connessi alla presenza di luce blu

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Massimo Borghi
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1 Pericoli e danni connessi alla presenza di luce blu Analisi e quan3ficazione delle emissioni da sorgen3 LASER nei luoghi di lavoro A.Tomaselli Università di Pavia A.Tomaselli 1

2 Cos è un LASER? Un laser è una sorgente di luce arbficiale L ight A mplificabon by S Bmulated E mission of R adiabon

3 Principio di funzionamento Amplificazione onca Specchio R=100% Radiazione di pompa Specchio R=70% L oscillazione laser viene innescata dall emissione spontanea di fotoni lungo l asse della cavità.

4 CaraQerisBche del laser Lunghezza d onda Coerenza Direzionalità Divergenza Brillanza Grande intensità

5 CaraQerisBche principali LASER

6 APPLICAZIONI DELLE RADIAZIONI OTTICHE COERENTI ED ATTIVITA DI LAVORO CHE ESPONGONO AL RISCHIO allineamenti misure di distanze trattamenti termici, incisione di materiale ceramico marcatura ad alta velocità, saldatura e taglio produzione di circuiti integrati comunicazioni ottiche applicazioni biomedicali ricerca

incisione di materiale ceramico marcatura ad alta velocità, saldatura e taglio

7 la radiazione laser trasporta energia concentrata in aree molto piccole a distanze considerevoli dalla sorgente in grado di danneggiare il tessuto biologico gli organi a rischio sono occhio e cute sciurezza laser lez.1 A.Tomaselli 7

grado di danneggiare il tessuto biologico gli organi a

8 E = 1W = π(1 m) 10 2 Wm 2 E = P/A densità di potenza La pupilla ha diametro 7 mm 1 m P occhio = E ( ) = 3.04 µw 1 m TuQo il fascio laser entra nella pupilla ed è 10 5 volte più potente Pocchio = 1 W sciurezza laser lez.1 A.Tomaselli 8

9 Classi di rischio I laser sono raccolti in classi di rischio La classificazione viene effettuata dal costruttore

10 CLASSI DI RISCHIO λ (nm) classi 1 1M 2 2M 3R 3B

11 CONFRONTO TRA RADIAZIONE LASER ACCESSIBILE : radiazione a cui possono essere soqoposb l occhio e la cute durante il normale ublizzo del sistema laser LIVELLO EMISSIONE ACCESSIBILE (LEA): livello massimo di emissione accessibile permesso in una parbcolare classe di laser

ublizzo del sistema laser LIVELLO EMISSIONE ACCESSIBILE (LEA):

12 LEA tale livello dipende da: lunghezza d onda tempo di emissione modalità di funzionamento durata dell impulso tipo di sorgente

13 CLASSE 1 Il fascio laser è considerato innocuo in qualsiasi condizione d uso perché il VLE non può mai essere superato. laser a bassa potenza laser senza contatto diretto fra operatore e fascio

14 CLASSE 1M Laser pericolosi nel caso di utilizzo di strumenti ottici all interno del cammino del fascio.

15 CLASSE 2 Possono emettere radiazioni pericolose La potenza è bassa l azione di riflesso evita esposizioni inattese pericolose. (lunghezza d onda tra 400 e 700 nm: nel visibile) Non arrecano danno nell eventualità di esposizione accidentale

16 CLASSE 2M Laser che emeqono nell intervallo di lunghezza d onda da 400 a 700 nm. Pericolosi nel caso di ublizzo di strumenb onci all interno del cammino del fascio.

17 CLASSE 3R La visione è potenzialmente pericolosa il rischio è inferiore ai laser di classe 3B. sia la visione diretta del fascio che eventuali riflessioni speculari sono comunque pericolose con o senza strumenti ottici

18 CLASSE 3B Possono danneggiare l occhio e la cute. Emettono radiazioni visibili o invisibili non devono superare i 500 mw per i laser continui. l esposizione energetica non deve essere superiore a 10 5 Jm -2 per i laser impulsati

19 CLASSE 4 Laser potenti e pericolosi tutti i sistemi che superano i livelli della classe 3B causano gravi danni ad occhi e pelle possono causare danni anche se il fascio è diffuso potenziale rischio d incendio (rischio infortunistico)

occhi e pelle possono causare danni anche se il fascio è

20 Classi attualmente in vigore Classe W Classe 3B 3B storica - 3R 5.0 mw Classe 3R 5 x classe 1, 5 x classe mw Classe 2M vis perocoloso con ottiche * 1.0 mw Classe 2 vis eye-safe, riflesso palpebrale Classe 1M pericoloso con ottiche * Classe 1 eye-safe * per fasci divergenti l uso di ottiche entro 100 mm dalla sorgente per collimare per fasci collimati se il diametro è più grande del diametro limite

0 mw Classe 2 vis eye-safe, riflesso palpebrale Classe 1M pericoloso con ottiche * Classe 1 eye-safe *

23 EMP = Valori Limite di Esposizione livello della radiazione laser a cui, in condizioni normali, possono essere esposte le persone senza subire effetti dannosi. tale livello dipende da: lunghezza d onda durata impulso tempo di esposizione dimensione dell immagine retinica

24 effen biologici dipendono da: energia lunghezza d onda durata dell esposizione dimensione della zona irradiata

25 Assorbimento dei tessub: Quanto maggiore è la quanbtà di radiazione assorbita, tanto maggiore è il danno che il tessuto riceve. Le soglie di danneggiamento sono inversamente proporzionali al coefficiente di assorbimento

26 unità di misura dell EMP-VLE: J/m 2 esposizione energetica (fluenza) W/m 2 irradiamento (irradianza)

27 Tabella 2.2

28 I valori limite di esposizione per l occhio per esposizioni 10 s (Tabella 2.3)

29 I valori limite di esposizione per la cute Tabella 2.4

30 I fattori di correzione (Tabella 2.5)

31 I fattori di correzione (Tabella 2.5)

33 angolo sotteso dalla sorgente nell intervallo di lunghezza d onda tra nm α = diametro sorgente apparente /distanza di misura α serve per determinare il parametro correttivo C E in funzione di α min e α max (1.5 mrad e 100 mrad) sorgente puntiforme α < α min C E = 1 sorgente estesa α > α min C E > 1

34 sorgente apparente sorgente estesa SA = sorgente fisica localizzazione = alla sorgente sorgente altamente collimata SA = puntiforme localizzazione = all infinito sorgente ad alta divergenza SA = puntiforme localizzazione = al waist

35 L A S E R Funzionamento continuo

36 parametro di interesse Potenza media [W]

37 L A S E R Funzionamento impulsato

38 Funzionamento impulsato τ T =1/f τ = durata impulso f = frequenza di ripetizione t

39 parametri di interesse Energia - Potenza picco - Potenza media Q energia per impulso [J] P P = Q/τ potenza picco [W] P m = (Q)(f) potenza media [W]

40 Esempio laser blu Armalaser Most Powerful 2000mW 2W Blue Laser $ $ % off Wavelength: 450nm Output Power: 2000mW Divergence: <5mrad Dimensions: Φ10mm CLASSE A.Tomaselli 40

41 Armlaser hqp:// A.Tomaselli 41

42 Irradianza ed esposizione energebca all occhio : Il laser è collimato (divergenza inferiore a 5 mrad) Ma viene parzializzato dalla pupilla applicabile (7 mm) P o = 2 (7/10) 2 = 980 mw E o = 0.980/ = 25.5 MW/m 2 H o = 255 MJ/m A.Tomaselli 42

43 α < 1.5 mrad (laser collimato) Tempo di esposizione 10 s Limite fotochimico 100 C B J/m 2 CB = (λ- 450) Limite termico 10 W/m A.Tomaselli 43

44 Sono necessari occhiali di protezione OD = log ( /100) = > L7 Distanza Nominale di Rischio Oculare DNRO = 69 m A.Tomaselli 44

45 ASPETTI RADIOPROTEZIONISTICI RADIAZIONE COERENTE (LASER) non è praticabile il monitoraggio fisico individuale le esposizioni alla radiazione laser sono di tipo accidentale

46 SORVEGLIANZA SANITARIA DEI LAVORATORI ESPOSTI A RADIAZIONE LASER sono poco noti sia gli effetti delle esposizioni croniche a livelli molto bassi di luce laser sia situazioni in cui si verificano esposizioni per lunghi periodi, tali da richiedere sorveglianza sugli effetti a lungo termine

47 Tuttavia non esiste alcun motivo di ritenere che la radiazione laser non produca gli stessi effetti a lungo termine della radiazione incoerente.

48 Per i lavoratori La classificazione delle sorgenti laser nelle classi 2, 3R, 3B e 4 prevede che i lavoratori esposti possiedano una normale fisiologia dell occhio. I rischi collaterali rappresentano frequentemente il rischio (danno) prevalente

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