Pericolele laserului pot fi separate în două categorii generale – pericolele legate de fascicul pentru ochi și piele și pericolele nelegate de fascicul, cum ar fi pericolele electrice și chimice.

Pericole legate de fascicul

Dispozitivele laser utilizate necorespunzător sunt potențial periculoase. Efectele pot varia de la arsuri ușoare ale pielii până la leziuni ireversibile ale pielii și ochilor. Leziunile biologice cauzate de lasere sunt produse prin procese termice, acustice și fotochimice.

Efectele termice sunt cauzate de o creștere a temperaturii în urma absorbției energiei laser. Gravitatea daunelor depinde de mai mulți factori, inclusiv durata expunerii, lungimea de undă a fasciculului, energia fasciculului, precum și zona și tipul de țesut expus la fascicul.

Efectele acustice rezultă dintr-o undă de șoc mecanică, propagată prin țesut, care în cele din urmă deteriorează țesutul. Acest lucru se întâmplă atunci când fasciculul laser provoacă o vaporizare localizată a țesutului, provocând unda de șoc analogă cu ondulațiile din apă în urma aruncării unei pietre într-un iaz.

Expunerea la fascicul poate provoca, de asemenea, efecte fotochimice atunci când fotonii interacționează cu celulele tisulare. O schimbare în chimia celulară poate duce la deteriorarea sau modificarea țesutului. Efectele fotochimice depind foarte mult de lungimea de undă. Tabelul 2 rezumă efectele biologice probabile ale expunerii ochilor și a pielii la diferite lungimi de undă.

Fotobiologice
Domeniul spectral		 Ochi piele

Ultraviolete C

(200 nm – 280 nm)

Fotokeratită

Eritem (arsuri solare)
Cancer de piele
Îmbătrânirea accelerată a pielii

Ultravioletul B

(280 nm – 315 nm)

Fotokeratită

Pigmentare crescută

Ultraviolet A

(315 nm – 400 nm)

Cataractă fotochimică

Întunecarea pigmentului
Arderea pielii

Vizibil

(400 nm – 780 nm)

Leziuni fotochimice și termice ale retinei

Întunecarea pigmentului
Reacții fotosensibile
Arderea pielii

Infraroșu A

(780 nm – 1400 nm)

Cataractă și arsură retiniană

Arderea pielii

Infraroșu B

(1.4mm – 3,0 mm)

Ardere corneală, erupție apoasă, cataractă

Ardere cutanată

Infraroșu C

(3.0 mm – 1000 mm)

Doar arsură corneală

Arderea pielii

Tipuri de expunere la fascicul (sus)

Expunerea la fasciculul laser nu se limitează la expunerea directă la fascicul. În special pentru laserele de mare putere, expunerea la reflexiile fasciculului poate fi la fel de dăunătoare ca și expunerea la fasciculul primar.

Expunerea în interiorul fasciculului înseamnă că ochiul sau pielea este expusă direct la tot sau la o parte din fasciculul laser. Ochiul sau pielea este expus la întreaga iradiere sau expunere radiantă posibilă.

Reflecțiile speculare de pe suprafețele oglinzilor pot fi aproape la fel de dăunătoare ca și expunerea la fasciculul direct, în special dacă suprafața este plană. Suprafețele curbate de tip oglindă vor lărgi fasciculul astfel încât, deși ochiul sau pielea expusă nu absoarbe întregul impact al fasciculului, există o zonă mai mare de expunere posibilă.

O suprafață difuză este o suprafață care va reflecta fascicululul laser în mai multe direcții. Suprafețele de tip oglindă care nu sunt complet plane, cum ar fi bijuteriile sau uneltele metalice, pot provoca reflexii difuze ale fasciculului. Aceste reflexii nu transportă întreaga putere sau energie a fasciculului primar, dar pot fi totuși dăunătoare, în special în cazul laserelor de mare putere. Reflexiile difuze ale laserelor din clasa 4 sunt capabile să inițieze incendii.

Dacă o suprafață este un reflector difuz sau un reflector specular va depinde de lungimea de undă a fasciculului. O suprafață care ar fi un reflector difuz pentru un laser vizibil poate fi un reflector specular pentru un fascicul laser în infraroșu.

Ochi (sus)

Pericolul major al luminii laser este reprezentat de pericolele cauzate de razele care intră în ochi. Ochiul este organul cel mai sensibil la lumină. La fel cum o lupă poate fi folosită pentru a focaliza soarele și a arde lemnul, lentila din ochiul uman focalizează fascicululul laser într-un punct minuscul care poate arde retina. Un fascicul laser cu divergență redusă care intră în ochi poate fi focalizat până la o zonă cu diametrul de 10 până la 20 de microni.

Legile termodinamicii nu limitează puterea laserelor. A doua lege spune că temperatura unei suprafețe încălzite de un fascicul de la o sursă termică de radiații nu poate depăși temperatura fasciculului sursă. Laserul este o sursă non-termică și este capabil să genereze temperaturi mult mai mari decât cea proprie. Un laser de 30 mW care funcționează la temperatura camerei este capabil să producă suficientă energie (atunci când este focalizat) pentru a arde instantaneu hârtia.

Potrivit legii conservării energiei, densitatea de energie (măsura energiei pe unitatea de suprafață) a fasciculului laser crește pe măsură ce dimensiunea spotului scade. Aceasta înseamnă că energia unui fascicul laser poate fi intensificată de până la 100.000 de ori prin acțiunea de focalizare a ochiului. Dacă iradierea care intră în ochi este de 1 mW/cm2, iradierea la nivelul retinei va fi de 100 W/cm2. Astfel, chiar și un laser de putere mică, de ordinul miliwaților, poate provoca o arsură dacă este focalizat direct pe retină.

NU îndreptați NICIODATĂ un laser spre ochii cuiva, indiferent cât de mică este puterea laserului.

Structura ochiului (sus)

Dăunele la nivelul ochiului depind de lungimea de undă a fasciculului. Pentru a înțelege posibilele efecte asupra sănătății, este important să se înțeleagă funcțiile principalelor părți ale ochiului uman.

Corneea este stratul transparent de țesut care acoperă ochiul. Deteriorarea corneei exterioare poate fi inconfortabilă (ca o senzație de nisip) sau dureroasă, dar, de obicei, se va vindeca rapid. Deteriorarea straturilor mai profunde ale corneei poate provoca leziuni permanente.

Secțiune transversală a ochiului uman

Lentila focalizează lumina pentru a forma imagini pe retină. În timp, cristalinul devine mai puțin maleabil, ceea ce face mai dificilă focalizarea asupra obiectelor apropiate. Odată cu vârsta, cristalinul devine, de asemenea, tulbure și, în cele din urmă, se opacizează. Acest lucru este cunoscut sub numele de cataractă. Fiecare cristalin dezvoltă în cele din urmă cataractă.

Partea ochiului care asigură cea mai acută vedere este fovea centralis (numită și macula lutea). Aceasta este o zonă relativ mică a retinei (3 până la 4%) care asigură vederea cea mai detaliată și mai acută, precum și percepția culorilor. Acesta este motivul pentru care ochii se mișcă atunci când citiți sau când priviți ca ceva; imaginea trebuie să fie focalizată pe fovea pentru o percepție detaliată. Restul retinei poate percepe lumina și mișcarea, dar nu și imaginile detaliate (vedere periferică).

Dacă o arsură cu laser se produce pe fovea, cea mai mare parte a vederii fine (citire și lucru) poate fi pierdută într-o clipă. Dacă o arsură cu laser are loc în vederea periferică, aceasta poate produce un efect redus sau deloc asupra vederii fine. Arsurile repetate ale retinei pot duce la orbire.

Din fericire, ochiul are un mecanism de autoapărare – răspunsul de clipire sau de aversiune. Atunci când o lumină puternică lovește ochiul, ochiul tinde să clipească sau să se îndepărteze de sursa de lumină (aversiune) în decurs de un sfert de secundă. Acest mecanism poate apăra ochiul de daune atunci când sunt implicate lasere de putere mai mică, dar nu poate ajuta atunci când este vorba de lasere de putere mai mare. În cazul laserelor de mare putere, vătămarea se poate produce în mai puțin de un sfert de secundă.

Simptomele unei arsuri cu laser în ochi includ o durere de cap la scurt timp după expunere, lăcrimarea excesivă a ochilor și apariția bruscă de flotoare în vedere. Fluturașii sunt acele distorsiuni turbionare care apar la întâmplare în vederea normală, cel mai adesea după o clipire sau când ochii au fost închiși timp de câteva secunde. Floaters sunt cauzate de țesuturile celulare moarte care se desprind de pe retină și coroidă și plutesc în umoarea vitroasă. Oftalmologii resping adesea leziunile minore provocate de laser ca fiind floateri din cauza sarcinii foarte dificile de a detecta leziunile minore ale retinei. Arsurile minore ale corneei provoacă o senzație de granulație, ca de nisip în ochi.

Câțiva factori determină gradul de lezare a ochiului de către lumina laser:

  • dimensiunea pupilei – Micșorarea diametrului pupilei reduce cantitatea de energie totală livrată pe suprafața retinei. Dimensiunea pupilei variază de la un diametru de 2 mm în plin soare până la un diametru de 8 mm în întuneric (vedere nocturnă).

  • gradul de pigmentare – Mai mult pigment (melanină) duce la o mai mare absorbție de căldură.

  • dimensiunea imaginii retiniene – Cu cât dimensiunea este mai mare, cu atât mai mare este vătămarea, deoarece trebuie să se atingă echilibrul de temperatură pentru a se produce o vătămare. Rata de formare a echilibrului este determinată de dimensiunea imaginii.

  • durata impulsului – Cu cât timpul este mai scurt (ns versus ms), cu atât mai mare este șansa de vătămare.

  • taxa de repetiție a impulsurilor – Cu cât este mai rapidă, cu atât mai puține șanse de disipare și recuperare a căldurii.

  • lungimea de undă – determină unde se depune energia și cât de multă ajunge prin mediul ocular.

Site-ul de absorbție al ochiului în funcție de lungimea de undă (sus)

Lungimea de undă determină locul unde energia laserului este absorbită în ochi.

Sursa: Sliney & Wolbarsht, Safety with Lasers and Other Optical Sources, Plenum Press, 1980

Laserii din domeniul vizibil și infraroșu apropiat al spectrului au cel mai mare potențial de lezare a retinei, deoarece corneea și cristalinul sunt transparente la aceste lungimi de undă, iar cristalinul poate focaliza energia laserului pe retină. Absorbția maximă a energiei laser pe retină are loc în intervalul 400 – 550 nm. Laserele cu argon și YAG funcționează în acest interval, ceea ce le face să fie cele mai periculoase lasere în ceea ce privește leziunile oculare. Lungimile de undă mai mici de 550 nm pot provoca o leziune fotochimică similară cu arsurile solare. Efectele fotochimice sunt cumulative și rezultă în urma unor expuneri îndelungate (peste 10 secunde) la lumină difuză sau împrăștiată. Tabelul 3 rezumă cele mai probabile efecte ale supraexpunerii la diferite lasere utilizate în mod obișnuit.

Pelea (sus)

Laserele pot afecta pielea prin arsuri fotochimice sau termice. În funcție de lungimea de undă, fasciculul poate penetra atât epiderma, cât și dermul. Epiderma este stratul viu cel mai exterior al pielii. Radiațiile ultraviolete îndepărtate și medii (ultravioletele actinice) sunt absorbite de epidermă. O arsură solară (înroșirea și apariția de bășici) poate rezulta în urma unei expuneri de scurtă durată la acest fascicul. Expunerea la UV este, de asemenea, asociată cu un risc crescut de apariție a cancerului de piele și de îmbătrânire prematură (riduri, etc.) a pielii.

Arderile termice ale pielii sunt rare. Ele necesită, de obicei, expunerea la fascicule de energie ridicată pentru o perioadă de timp îndelungată. Dioxidul de carbon și alte lasere cu infraroșu sunt cel mai frecvent asociate cu arsurile termice, deoarece această gamă de lungimi de undă poate pătrunde adânc în țesutul cutanat. Arsura rezultată poate fi de gradul întâi (înroșire), de gradul doi (bășici) sau de gradul trei (carbonizare).

Câteva persoane sunt fotosensibile sau pot lua medicamente prescrise care induc fotosensibilitate. Trebuie acordată o atenție deosebită efectului acestor medicamente (prescrise), inclusiv unele antibiotice și fungicide, asupra individului care ia medicamentele și care lucrează cu sau în apropierea laserelor.

Pericole altele decât fasciculul (sus)

În plus față de pericolele direct asociate cu expunerea la fascicul, pericolele auxiliare pot fi produse de buteliile de gaz comprimat, materialele criogenice și toxice, radiațiile ionizante și șocurile electrice.

Pericole electrice (sus)

Utilizarea laserelor sau a sistemelor laser poate prezenta un pericol de șoc electric. Acesta se poate produce în urma contactului cu conductoarele expuse de utilizare a energiei electrice de utilitate publică, de control al dispozitivului și de alimentare cu energie electrică care funcționează la potențiale de 50 volți sau mai mult. Aceste expuneri pot avea loc în timpul pregătirii laserului sau al instalării, întreținerii și service-ului, unde capacele de protecție ale echipamentului sunt adesea îndepărtate pentru a permite accesul la componentele active, așa cum este necesar pentru aceste activități. Efectul poate varia de la o furnicătură minoră până la vătămări corporale grave sau moarte. Protecția împotriva contactului accidental cu conductorii sub tensiune prin intermediul unui sistem de bariere este principala metodologie de prevenire a șocurilor electrice.

Exigențe suplimentare de siguranță electrică sunt impuse dispozitivelor și sistemelor laser și celor care lucrează cu acestea de către Administrația Federală pentru Securitate și Sănătate în Muncă (Occupational Safety and Health Administration OSHA), Codul Național de Electricitate (National Electric Code) și reglementările locale și de stat aferente. Persoanele care repară sau întrețin laserele pot avea nevoie de o formare specializată în domeniul practicilor de lucru legate de siguranța electrică. Contactați inginerul de siguranță al universității la numărul de telefon 258-5294 pentru o inspecție de siguranță electrică și/sau pentru instruirea necesară.

Un alt pericol deosebit este faptul că sursele electrice de înaltă tensiune și condensatorii pentru lasere sunt adesea amplasate în apropierea pompelor de apă de răcire, a conductelor, filtrelor etc. În cazul unei deversări sau al ruperii unui furtun, poate rezulta o situație extrem de periculoasă. În perioadele cu umiditate ridicată, răcirea excesivă poate duce la condensare, care poate avea efecte similare. Un accident cu potențial letal a avut loc la Universitatea Princeton când un student absolvent a deschis un laser pentru a șterge condensul de pe un tub.

Cele ce urmează sunt recomandări pentru prevenirea șocurilor electrice pentru lasere pentru toate clasificările:

  • Toate echipamentele trebuie instalate în conformitate cu OSHA și cu Codul electric național.
  • Toate echipamentele electrice trebuie tratate ca și cum ar fi „sub tensiune”.
  • Trebuie evitată lucrul cu sau în apropierea circuitelor sub tensiune. Ori de câte ori este posibil, scoateți echipamentul din priză înainte de a lucra la acesta.
  • Un „sistem de prieteni” ar trebui să fie utilizat atunci când este necesar să se lucreze la echipamente electrice sub tensiune, în special după orele normale de lucru sau în zone izolate. În mod ideal, această persoană ar trebui să aibă cunoștințe de prim ajutor și de resuscitare cardio-respiratorie.
  • Nu trebuie purtate inele și bentițe de ceas metalice și nici nu trebuie folosite stilouri, creioane sau rigle metalice în timp ce se lucrează cu echipamente electrice.
  • Circuitele sub tensiune trebuie lucrate cu o singură mână, atunci când este posibil să se facă acest lucru.
  • Când se lucrează cu echipamente electrice, trebuie folosite numai unelte cu mânere izolate.
  • Echipamentul electric care la atingere dă cea mai mică percepție de curent trebuie scos din funcțiune, etichetat și reparat înainte de a fi utilizat în continuare.
  • Când lucrați cu tensiuni înalte, considerați că podeaua este conductoare și împământată, cu excepția cazului în care stați pe un covor uscat izolat corespunzător, utilizat în mod normal pentru lucrări electrice.
  • Nu trebuie să se lucreze la echipamente electrice sub tensiune atunci când se stă pe o podea umedă sau când mâinile, picioarele sau corpul sunt ude sau transpirate.
  • Nu întreprindeți activități periculoase atunci când sunteți cu adevărat obosit, stresat emoțional sau sub influența medicamentelor care amorțesc sau încetinesc procesele mentale și de reflexe.
  • Să urmați procedurile de blocare/etajare atunci când lucrați cu echipamente cablate.

.

By: adminPosted on

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.