Tipo di laser

Dipartimento di Sanità Pubblica
U.O. Prevenzione e Sicurezza Ambienti di Lavoro
DECRETO LEGISLATIVO 81/08
Agenti fisici
Radiazioni Ottiche Artificiali
LASER
Alessandra Pompini
COSA SONO I LASER ?
Cioè: amplificazione della luce tramite emissione
stimolata di radiazione
La radiazione laser proviene interamente dal
processo di emissione stimolata
DIFFERENZA TRA RADIAZIONE INCOERENTE E
COERENTE
Luce normale
BASSA DIREZIONALITA’
BASSA MONOCROMATICITA’
BASSA COERENZA
BASSA POTENZA
Luce laser
ALTA DIREZIONALITA’
ALTA MONOCROMATICITA’
ALTA COERENZA
ALTA POTENZA
CONTINUA (CW) - PULSATA
RADIAZIONE INCOERENTE
ORDINE INTERNO ASSENTE
FREQUENZE E FASI DIVERSE
RADIAZIONE COERENTE
Si ha l’emissione di un fotone che avrà
stessa λ ,direzione e fase del fotone incidente
una coerenza elevata implica:
elevata focalizzabilità del laser
(macchia focale molto piccola,
intensità elevata)
LUNGHEZZA D’ONDA
Nelle norme sulla sicurezza laser il limite superiore
dell’intervallo della radiazione visibile è posto a 700
nm invece che a 760 nm.
Il motivo è che, per la radiazione con lunghezza
d’onda compresa tra 700 e 760 nm, la sensibilità
visiva dell’occhio è molto bassa, impedendo
l’attuarsi di reazioni di difesa (per esempio la
chiusura delle palpebre), allo stesso modo
del rimanente spettro da 400 a 700 nm. Quindi, agli
effetti della definizione dei LEA e delle misure di
sicurezza, si è preferito separarla dal resto della
radiazione visibile.
Tipo di laser
TIPI DI LASER
Applicazioni
λ nm
Anidride carbonica
10.6 μm
Taglio e foratura di materiale
metallico,amorfo,resine, cuoio,legno.
Saldatura di acciaio, alluminio,titanio,nichel,
materiale plastico, ecc.Processi di tempratura e
riporto materiali,sverniciatura, marcatura
Neodimio (Nd –YAG)
1064μm
Taglio,foratura,saldatura,marcatura,chirurgia,endos
copia,fibre ottiche,fotablazione(settore restauro)
Argon
488 nm
Ottica,oftamologia,.litografia,olografia
Kripton
416 nm
Ottica,oftamologia, spettacolo,endoscopia
Rubino
694,5 nm
Olografia, rimozione tatuaggi,ottica,,telemetria
Coloranti
Vis. IR vic
Ottica,dermatologia,fotochimica
Elio-neon (He –Ne)
632,8 nm
Lettura codici a barre, telemetria, allineamento,
spettroscopia,ottica.
Semiconduttori
Telecomunicazioni,stampa laser,lettori di
CD,saldatura,marcatura,allineamento.
Ultravioletti(eliocadmio, eccimeri,ecc)
Elettronica,chirurgia corneale e vascolare,ricerca
nano tecnologie
EN 60825-1 : 2009
SICUREZZA NELLA PRODUZIONE LASER
- CLASSIFICAZIONE DEI PRODOTTI
LASER CON I RELATIVI LIMITI DI
EMISSIONE ACCESSIBILE (LEA)
- LE PRESCRIZIONI PER IL
COSTRUTTORE
- I LIVELLI DI ESPOSIZIONE MASSIMA
PERMESSA(EMP)
- LA GUIDA PER L’UTILIZZATORE
INFORMAZIONE
I costruttori devono fornire informazioni :
-istruzioni operative o informazioni sulla sicurezza
-livelli di radiazione
-direzione della traiettoria della emissione emessa
dall’involucro di protezione durante il funzionamento
-Misure di manutenzione
-Protezione degli occhi e densità ottica dei protettori
-Targhette richieste e avvertimenti di pericolo e loro
dislocazione
-Indicazione delle aperture ove è possibile emissione laser
con LEA superiore alla classe 1
ESPOSIZIONE MASSIMA PERMESSA
(EMP)
livello massimo di radiazione a cui
possono essere esposti l’occhio e la cute
senza subire danno a breve o a lungo
termine
- in realtà è riferita a livelli di esposizione accidentali
- definisce valori diversi per occhi e pelle che dipendono da :
lunghezza d’onda
durata dell’esposizione
dimensione dalla zona irradiata
- i valori sono ricavati da ED50 (soglie di danneggiamento )
VALORE LIMITE PER LA POPOLAZIONE
LIMITI DI ESPOSIZIONE
LIVELLO EMISSIONE ACCESSIBILE (LEA)
livello massimo di emissione accessibile
permesso in una determinata classe di laser
-sono diversi a seconda delle classi laser
- dipendono da :
lunghezza d’onda
durata dell’esposizione
dimensione dalla zona irradiata
DEFINISCE LA CLASSE DEI LASER
ZONA NOMINALE DI RISCHIO OCULARE (ZNRO)
zona all'interno della quale il livello della
radiazione è superiore all'EMP applicabile;
all'interno di questa zona si possono avere danni
oculari.
DISTANZA NOMINALE DI RISCHIO OCULARE
(DNRO)
E’ la minima distanza a cui si deve stare per
evitare che vi siano danni per gli occhi
NUOVA CLASSIFICAZIONE LASER(dopo 1/7/2005)
T IP O D I L A S E R
P E R IC O L O
C la s s e 1
N essu n o
C la s s e 1 M
B a sso
C la s s e 2
B a sso
C la s s e 2 M
B a sso
C la s s e 3 R
M e d io
C la s s e 3 B
M e d io
C la s s e 4
A lto
P r in c ip a li c a r a tte r is tic h e e r e q u is iti d i s ic u r e z z a
N e s s u n a p re s c riz io n e ; il la s e r è in n o c u o in c o n d iz io n i n o rm a li d i e s e rc iz io
Il L E A d i q u e s ta c la s s e è u g u a le a q u e llo d e lla c la s s e 1 M
E m e tto n o r a d ia z io n e n e ll’in te r v a llo d i lu n g h e z z a d ’o n d a tr a 3 0 2 ,5 n m e 4 0 0 0
n m , s o n o s ic u ri n e lle c o n d iz io n i d i fu n z io n a m e n to ra g io n e v o lm e n te p re v e d ib ili.
P o s s o n o e s s e re p e ric o lo s i s e v e n g o n o u tiliz z a te o ttic h e d i o s s e rv a z io n e
(m ic r o s c o p i, b in o c u la r i, e c c ..)
E m e tto n o ra d ia z io n e n e ll’in te rv a llo d i lu n g h e z z a d ’o n d a tra 4 0 0 n m e 7 0 0 n m .
Il L E A d i q u e s ta c la s s e è u g u a le a q u e llo d e lla c la s s e 2 M
N o rm a lm e n te le re a z io n i d i d ife s a n a tu ra li c o m p re s o il rifle s s o p a lp e b ra le (0 ,2 5
s ) s o n o s u ffic ie n ti p e r la p ro te z io n e d e ll’o c c h io .
N o n o s s e rv a re d ire tta m e n te il ra g g io la s e r. N o n d irig e re il ra g g io v e rs o le
p erso n e .
E m e tto n o ra d ia z io n e n e ll’in te rv a llo d i lu n g h e z z a d ’o n d a tra 4 0 0 n m e 7 0 0 n m .
N o rm a lm e n te le re a z io n i d i d ife s a n a tu ra li c o m p re s o il rifle s s o p a lp e b ra le (0 ,2 5
s ) s o n o s u ffic ie n ti p e r la p ro te z io n e d e ll’o c c h io .
P o s s o n o e s s e re p e ric o lo s i s e v e n g o n o u tiliz z a te o ttic h e d i o s s e rv a z io n e
(m ic r o s c o p i, b in o c u la r i, e c c ..)
N o n o s s e rv a re d ire tta m e n te il ra g g io la s e r. N o n d irig e re il ra g g io v e rs o le
p erso n e .
E m e tto n o r a d ia z io n e n e ll’in te r v a llo d i lu n g h e z z a d ’o n d a tra 3 0 2 ,5 n m e 1 0 6 n m ..
L a v is io n e d ire tta d e l fa s c io è s c o n s ig lia ta in o g n i c a s o . Il ris c h io è c o m u n q u e
in fe rio re a q u e llo d e l la s e r d i c la s s e 3 B
N o n o s s e rv a re d ire tta m e n te il ra g g io la s e r. N o n d irig e re il ra g g io v e rs o le
p e rs o n e . C o n s e n tire l’u s o a lle s o le p e rs o n e a u to riz z a te F o rm a re in m o d o
s p e c ific o il p e rs o n a le a d d e tto .
P r e v is to il s u p p o r to d e l T S L (T e c n ic o S ic u r e z z a L a s e r )
S o n o n o rm a lm e n te p e ric o lo s i in c a s o d i v is io n e d ire tta d e l fa s c io . L e rifle s s io n i
d iffu s e s o n o n o rm a lm e n te s ic u re .
N o n d irig e re il ra g g io v e rs o le p e rs o n e . C o n s e n tire l’u s o a lle s o le p e rs o n e
a u to riz z a te F o rm a re in m o d o s p e c ific o il p e rs o n a le a d d e tto . U tiliz z a re s o lo in
z o n a c o n fin a ta e s o rv e g lia ta E v ita re le e s p o s iz io n i in d e b ite e a d o tta re i n e c e s s a ri
p ro v v e d im e n ti p e r l’a c c e s s o a lla z o n a la s e r
P r e v is t o il s u p p o r t o d e l T S L
S o n o n o rm a lm e n te p e ric o lo s i in c a s o d i v is io n e d ire tta d e l fa s c io e s o n o a n c h e
in g ra d o d i p ro d u rre rifle s s io n i d iffu s e p e ric o lo s e . P o s s o n o c a u s a re le s io n i a lla
p e lle e p o tre b b e ro c o s titu ire u n p e ric o lo d ’in c e n d io . Il lo ro u s o ric h ie d e e s tre m a
c a u te la .
N o n d irig e re il ra g g io v e rs o le p e rs o n e . C o n s e n tire l’u s o a lle s o le p e rs o n e
a u to riz z a te F o r m a r e in m o d o s p e c ific o il p e r s o n a le a d d e tto . U tiliz z a re s o lo in
z o n a c o n fin a ta e s o rv e g lia ta E v ita re le e s p o s iz io n i in d e b ite e a d o tta re i n e c e s s a ri
p ro v v e d im e n ti p e r l’a c c e s s o a lla z o n a la s e r.
P r e v is t o il s u p p o r t o d e l T S L
NUOVA CLASSIFICAZIONE LASER
Rischi per l’occhio
1
1M 2
2 3R 3B 4
M
X* X* X X X
Irraggiamento diretto
Irraggiamento speculare
X
X
X
Riflessioni diffuse
X
X
X
*Se viene guardato volontariamente per più di 0,25 s
Rischi per la cute
Ustioni
Cancerogenesi
1
1M
IR
2
IR
2M
IR
3R
IR
3B 4
IR IR
UV
UV
UV
UV
UV UV
VECCHIA CLASSIFICAZIONE LASER
TIPO
LASER
DI PERICOLO
Classe 1
Nessuno
Classe 2
Basso
Classe 3A
Basso
Classe 3B
Medio
Classe 4
Alto
Principali caratteristiche e requisiti di sicurezza
Laser intrinsecamente sicuri o sicuri per il loro progetto
tecnico. L’EMP (Esposizione massima permessa) non è mai
superata
Sono compresi in questa classe i laser ad emissione continua e
nel visibile, con potenza ? 1 mW. Normalmente le reazioni di
difesa naturali compreso il riflesso palpebrale (0,25 s) sono
sufficienti per la protezione dell’occhio. Sono possibili danni in
caso di esposizione prolungata.
Raggio laser pericoloso se osservato tramite strumenti ottici
(microscopi, binoculari, ecc..). Questi laser possono emettere
radiazioni sia nel campo del visibile che in quello invisibile
La visione diretta del fascio o tramite riflessione speculare è
sempre pericolosa ma in certe circostanze può essere visto
tramite riflessione diffusa. Questi laser possono emettere
radiazioni sia nel campo del visibile che in quello invisibile
Hanno una potenza tale da causare seri danni agli occhi e alla
pelle anche se il fascio è diffuso. Possono costituire un
potenziale rischio di incendio, possono causare fuoruscita di
materiale tossico e costituiscono pericolo di elettrocuzione a
causa delle tensioni di alimentazione molto elevate
VECCHIA CLASSIFICAZIONE LASER
Rischi per l’occhio
1
2
3A
3B
4
Irraggiamento diretto
X*
X
X
X
Irraggiamento speculare
X*
X
X
X
Irraggiamento diffuse
X
*Se viene guardato volontariamente per più di 0,25 s
Rischi per la cute
Ustioni
Cancerogenesi
1
2
IR
3A
IR
3B
IR
4
IR
UV
UV
UV
UV
RISCHI ASSOCIATI
ALL’IMPIEGO DELL’APPARATO EMETTITORE
LUCE LASER
¾AGENTI CHIMICI (UNI EN ISO 11553-1)
¾ RADIAZIONI OTTICHE COLLATERALI
¾RADIAZIONI IONIZZANTI
¾ RUMORE
¾ ELETTRICITA’
¾ INCENDI
¾PERICOLO MECCANICO
DANNI DA LASER
INTERAZIONE RADIAZIONE-TESSUTO
I principali processi di interazione della radiazione ottica
con il tessuto biologico sono:
- processo fototermico
- processo fotochimico
-processo fotomeccanico
- processo fotoablativo
L’importanza di questi processi nel determinare le
soglie di danneggiamento dipende dalla lunghezza
d’onda e dalla durata dell’esposizione.
PROCESSO FOTOTERMICO
parte della radiazione incidente è assorbita dei
tessuti. La temperatura aumenta ad un livello tale
da provocare un danno. Bruciature della retina da
laser
PROCESSO FOTOCHIMICO
Consiste nella modificazione delle molecole del
tessuto e/o nella produzione di nuove sostanze a
causa di reazioni chimiche attivate dalla
radiazione.
Limitato a radiazioni inferiori a 600 nm e per
impulsi lunghi.
C
A
L
O
R
E
PROCESSO FOTOMECCANICO
E’ dovuto a formazione di onde d’urto causate dalla
radiazione e in grado di danneggiare il tessuto.
E’ il processo più importante nel caso di impulsi di forte
intensità di picco e di brevissima durata.
S
H
O
C
K
PROCESSO FOTOABLATIVO
E’ un processo molto complesso che causa la
rimozione esplosiva di materiale dal tessuto in seguito
all’irraggiamento.
E’ rilevante principalmente nel caso di impulsi di
elevata potenza, soprattutto nell’ultravioletto.
D.LGS 81/08
Allegato XXXVII-parte 2
TABELLE
•
La tabella 2.1 riporta per intervalli di λ compresi tra 180 nm e 106 nm,
l’organo bersaglio interessato, il tipo di danno e la tabella dove
ricercare/calcolare il VL.
•
La tabella 2.2 riporta per ogni λ compresi tra 180 nm e 106 nm, i valori
limite di esposizione dell’occhio per durate di esposizione minori di 10 s.
•
La tabella 2.3 riporta per ogni λ compresi tra 180 nm e 106 nm, i valori
limite di esposizione dell’occhio per durate di esposizione superiori di 10
s.
•
La tabella 2.4 riporta per ogni λ compresi tra 180 nm e 106 nm, i valori
limite di esposizione della cute, in funzione de del tempo di esposizione
•
La tabella 2.5 riporta i fattori di correzione da applicare per i limiti di
tabella 2.2 e 2.3
•
Tabella 2.6 riporta le correzioni per impulsi ripetuti
MISURE DI SICUREZZA DI TIPO
INGEGNERISTICO
RIPARI DI PROTEZIONE
TUTTI I LASER
INTERLOCK
COMANDO A CHIAVE
ATTENUATORE DI FASCIO
CLASSI 3B E 4
CONNETTORE DI BLOCCO A DISTANZA
PROTEZIONE PERCORSI OTTICI
ESTERNI
EMERGENZA
CLASSE 4
RIPARI DI PROTEZIONE
ATTIVE
BARRIERE
CEI EN 60824-4
PASSIVE
TEMPO DI PERFORAZIONE
SUPERIORE AL TEMPO DI
INTERRUZIONE FASCIO LASER
Eout <LEA class.1
DEVONO RIPORTARE TARGHETTA NELLA PARTE
POSTERIORE
TRANSENNE
AREA
CONTROLLATA
CELLULE FOTOELETTRICHE
SCHERMI
DEVONO RIPORTARE MARCATURA
UNI EN12254
Es. R A3 X 532
INFORMAZIONI DEL COSTRUTTORE : USI CONSENTITI,MANUTENZIONE,
MONTAGGIO, RISCHI DI ABBAGLIAMENTO TEMPORANEO
MISURE DI TUTELA DI TIPO AMBIENTALE
ILLUMINAZIONE INTERNA
- RIVESTIMENTI MURALI NON RIFLETTENTI
- SCHERMATURE ASSORBENTI
-SEGNALI SONORI E LUCI ROTANTI
-RICAMBIO DELL’ARIA
- PRESENZA DI SISTEMI DI ASPIRAZIONE
LOCALIZZATA
- ASSENZA DI SUPERFICI RIFLETTENTI DURANTE IL
CAMMINO OTTICO DEL FASCIO RADIANTE
- CARTELLONISTICA
MISURE DI SICUREZZA ORGANIZZATIVE
PROCEDURALI
segnaletica (etichette, cartelli, ecc.) per avvertire
della presenza di pericoli e/o dare indicazioni
procedure per dare istruzioni sulle corrette
modalità di lavoro e di utilizzo del laser
addestramento per fornire un’adeguata preparazione
che permetta di evitare o ridurre i rischi
accessi controllati per evitare che personale
non autorizzato entri in luoghi a rischio
DISPOSITIVI SEGNALETICI
Targhetta di
avvertimento
Targhetta di classificazione
Targhette di classificazione
Targhette per pannelli di copertura di tipo fisso
Targhette per pannelli di copertura muniti di interlock
Targhette di apertura
Targhette di accesso
DISPOSITIVI SEGNALETICI per ZLC
MISURE DI TUTELA RELATIVE AL DISPOSITIVO LASER,
ALL’AMBIENTE IN CUI OPERA E AI LAVORATORI
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Ove possibile, il dispositivo laser deve operare in condizioni di confinamento
fisico;
Per i laser montati in posizioni fisse: sistema di spegnimento automatico di
sicurezza;
Il laser deve rimanere acceso unicamente durante l’uso;
Accensione con sistema a chiave;
I dispositivi laser, specie se di potenza, devono essere sottoposti a
manutenzione periodica;
Rispetto delle istruzioni fornite dal costruttore;
Locale provvisto di segnaletica;
Nel caso di laser di potenza, accesso consentito alle sole persone autorizzate e
impedito alle altre tramite l’installazione di barriere fisiche (come porte a codice
magnetico);
Assenza di superfici riflettenti o loro rimozione dal cammino ottico del fascio
radiante;
Assenza di materiali infiammabili o esplosivi o loro rimozione dal cammino ottico
del fascio radiante;
Lavoratori adeguatamente istruiti sui rischi connessi all’uso delle apparecchiature
laser, sui comportamenti idonei e sulle misure di prevenzione e protezione;
Lavoratori dotati, in funzione della classe di appartenenza del laser e del rischio
valutato, di dispositivi di protezione individuale per l’occhio e, se necessario, per
la cute (occhiali, guanti per i laser UV, guanti e tute in materiale ignifugo
durante l’utilizzo di apparati di potenza);
In accordo con i principi generali di tutela del lavoratore sulla base dell’art. 218
del D.Lgs 81/2008 e in relazione ai risultati della valutazione del rischio messa in
atto della sorveglianza sanitaria per gli addetti all’utilizzo di sistemi laser.