SICUREZZA LASER
Ing. Piergiorgio Aprili
CONTENUTI

Funzionamento dei laser
 Tipi di laser e classificazione
 Pericoli connessi con l’uso dei laser
 Principali applicazioni dei laser
 Normativa di riferimento
 Misure di sicurezza
 Protezioni personali
 La sicurezza nei laboratori laser
INTRODUZIONE




La luce, viene emessa, viene assorbita e si propaga nello
spazio sotto forma di pacchetti di energia chiamati quanti
o fotoni ;
un sistema atomico può esistere solo in determinati stati
energetici, chiamati anche stati stazionari ;
ogni processo di emissione o di assorbimento di fotoni
associati ad una radiazione elettromagnetica di qualsiasi
frequenza implica una variazione del contenuto energetico
del sistema atomico, ossia una transizione fra due stati
stazionari ;
la frequenza  della radiazione emessa o assorbita è legata
ai valori Ei ed Ef dell’energia dell’atomo negli stati iniziale
e finale dalla relazione:
protone
fotone
v=(Ei- Ef)/h
elettrone
ASSORBIMENTO


La figura illustra un sistema atomico nel più basso di due possibili
stati, di energie E1 e E2, in presenza di radiazione con spettro continuo.
Un fotone di questa radiazione si avvicini e interagisca con l'atomo a
due livelli ed abbia una frequenza v tale che:
Hv = E2-E1
Il risultato è che il fotone scompare e il sistema atomico si trasferisce
nel suo stato di energia più alta. Questo processo si dice assorbimento.
EMISSIONE SPONTANEA

In figura il sistema atomico si trova nel suo stato di energia più alta e non c'è
radiazione nelle vicinanze. Dopo un certo intervallo dl tempo , questo sistema
atomico (isolato) si trasferisce spontaneamente nello stato di energia più bassa,
emettendo nel processo un fotone di energia hv. Questo processo si dice
emissione spontanea, in quanto l'emissione non è indotta da alcuna influenza
esterna.
 Generalmente la vita media  per l'emissione spontanea da parte di atomi
eccitati è 10- 8 s. In qualche caso, però, vi sono stati per i quali  è molto
maggiore, anche 10- 3 s. Questi stati, detti metastabili, hanno un ruolo
fondamentale nel funzionamento del laser .
 La luce di una lampada a filamento incandescente è prodotta per emissione
spontanea. I fotoni emessi in questo modo sono totalmente indipendenti gli uni
dagli altri. In particolare essi hanno direzioni e fasi diverse. In altri termini, la
luce che essi emettono ha un basso grado di coerenza.
EMISSIONE STIMOLATA

In figura il sistema atomico è ancora nel suo stato di maggiore energia, ma
questa volta in presenza di radiazione di frequenza data dall'eq. Hv=E2-E1.
Come nell'assorbimento, un fotone di energia hv interagisce con il sistema. Il
risultato è che il sistema passa al suo stato di energia minore ed ora vi sono
due fotoni mentre prima ce n'era uno solo.
 Il fotone emesso è del tutto identico al fotone che inizia questo meccanismo,
cioè «stimolante». Ha la stessa energia, direzione, fase e stato di
polarizzazione. Per questo motivo la luce laser è strettamente monocromatica,
altamente coerente, strettamente direzionale e strettamente focalizzata. Il
processo si dice emissione stimolata. Si può ben capire che un evento di
questo tipo può essere utilizzato per produrre una reazione a catena di processi
simili. A ciò si riferisce la parola «amplificazione» nella sigla «laser» (il
termine “laser” è la sigla di light amplification by stimulated emission of
radiation).
LUCE NORMALE-LUCE LASER
FUNZIONAMENTO DI UN LASER


Si consideri ora un gran numero di sistemi atomici a due livelli.
All'equilibrio termico molti di essi sarebbero nello stato di minore
energia, come in figura(a). Solo pochi si troverebbero nello stato di
energia maggiore, mantenutivi dall'agitazione termica del sistema di
atomi alla loro temperatura di equilibrio T.
Se si espone alla radiazione un sistema come quello della figura(a), il
processo dominante è l'assorbimento, semplicemente perché lo stato di
minore energia è molto più popolato. Ma se le popolazioni dei livelli
fossero invertite, come in figura(b), il processo dominante in presenza
della radiazione sarebbe l'emissione stimolata e pertanto la produzione
di luce laser.

Un'inversione di popolazione non è una situazione di equilibrio. Quindi per
produrla occorrono delle tecniche raffinate. La figura mostra schematicamente
come si può ottenere un'inversione di popolazione tale che si possa realizzare
il meccanismo laser, detto anche «lasing». Gli atomi vengono «pompati», con
qualche meccanismo, dallo stato fondamentale E1 allo stato eccitato E3. Una
possibilità, nota come pompaggio ottico, è l'assorbimento di energia luminosa
proveniente da una intensa sorgente a spettro continuo disposta in modo da
circondare il materiale lasing.
 Gli atomi si diseccitano rapidamente dallo stato E3 in uno stato di energia E2.
Perché si verifichi il lasing, questo stato deve essere metastabile, cioè deve
avere una vita media relativamente lunga, prima di diseccitarsi per emissione
spontanea. Se queste condizioni sono soddisfatte, lo stato E2 può allora
diventare più popolato dello stato E1, procurando quindi la necessaria
inversione di popolazione. Un singolo fotone dell'energia giusta può allora
dare inizio ad una valanga di eventi di emissione stimolata, ottenendo la
produzione di luce laser
Laser a rubino

Vediamo ora di descrivere brevemente un dispositivo laser, per esempio un
laser a rubino, che rappresenta il primo laser a stato solido. L’apparato
schematizzato in figura è essenzialmente formato da una cavità speculare nel
cui interno sono inserite una lampada flash e una sbarretta di rubino. La
sorgente, detta lampada di pompaggio, serve per innescare mediante un lampo
di luce molto intenso l’eccitazione iniziale. Il cristallo di rubino,
opportunamente dimensionato, rappresenta il materiale otticamente attivo,
ossia il mezzo da eccitare; esso è delimitato da due specchi paralleli, uno
perfettamente riflettente, l’altro semitrasparente per consentire la parziale
emissione della radiazione coerente che si forma nella cavità.
Definizione di grandezze fisiche

Irradianza ( E ): flusso radiante espresso in Watt per
unità di area irradiata (W / m²);
 Radianza ( L ): flusso radiante espresso per unità di
area che si propaga nell’ unità di angolo solido
espresso in Watt per unità di area irradiata per
steradianti (W / m²sr);
 Esposizione radiante ( H ): integrale nel tempo dell’
irradianza, espressa in Joule per unità di area irradiata
(J / m²);
 Densità ottica : negativo del logaritmo in base dieci
del fattore correlato alla proprietà del materiale di
attenuare la luce durante la trasmissione.
Grandezze fisiche fondamentali
Potenza (P, espressa in Watt, W); occorre comunque considerare:
1)
Potenza di picco (potenza massima di emissione per ogni pulsazione);
2) Potenza media (registrata al puntale in 1 secondo);
La gamma di potenze per un laser va da pochi mW a centinaia di Watt.
Lunghezza d’onda (λ, espressa in nanometri, nm);
La
gamma di lunghezze d’onda per un laser va da poche centinaia di nm
ad oltre 10000.A seconda della gamma di frequenze definite da λ, potremo
avere radiazione visibile ed invisibile (quest’ultima molto pericolosa in
quanto non percepita dall’ occhio umano).
Modalità di emissione:
1)
Continua (CW, continous wave)
2) Pulsata (scariche ripetute a frequenze più o meno elevate)
3) Flash o Q-Switched (brevi emissioni di alta potenza di picco)
PRINCIPALI TIPI DI LASER
I diversi tipi di laser si distinguono per
consuetudine in base allo stato di aggregazione del
materiale attivo. Si hanno così:

laser a stato solido, a cristalli e vetri o a
semiconduttori

laser a liquidi

laser a gas (ulteriormente suddivisi in laser ad
atomi neutri, laser a ioni, laser molecolari,
laser ad eccimetri e laser ad elettroni liberi)
Classificazione dei laser: definizioni
(Norma CEI EN 60825-1: 2009)




La grande varietà di lunghezze d’onda, energie e caratteristiche d’impulso dei
laser e sistemi che includono laser, e delle applicazioni e dei modi di impiego
di tali sistemi, rendono indispensabile, ai fini della sicurezza, il loro
raggruppamento in categorie, o classi, di pericolosità. E’ risultato molto utile
pertanto l’introduzione di un nuovo parametro chiamato Livello Massimo di
Emissione Accettabile (LEA), che descrive i livelli di radiazione emergente da
un sistema laser, la cui valutazione permette la collocazione dell’apparecchio
nell’opportuna categoria di rischio. La determinazione del LEA deve essere
effettuata nelle condizioni più sfavorevoli ai fini della sicurezza.
Tali valori sono basati sui valori di EMP dell’ occhio e dipendono dalla
lunghezza d’onda della radiazione laser, dalla durata dello impulso, dal tempo
di emissione, dalla modalità di funzionamento e dalla potenza/energia della
sorgente.
Dimensionalmente viene definito in Watt [ W ] , Joule [ J ] , W/m² oppure
J/m².
I valori riguardanti il LEA si trovano sulla Norma Europea CEI EN 60825 – 1:
2009.
EMP (Esposizione Massima
Permessa)


Livello della radiazione laser a cui, in condizioni normali,
possono essere esposte le persone senza subire effetti dannosi.
I livelli di EMP rappresentano il livello massimo al quale
l’occhio o la pelle possono essere esposti senza subire un
danno a breve o a lungo termine; questi livelli dipendono dalla
lunghezza d’onda della radiazione, dalla durata dell’impulso o
dal tempo di esposizione, dal tipo di tessuto esposto e, per
quanto riguarda la radiazione visibile e il vicino infrarosso
nell’intervallo tra 400 e 1400 nm, dalla dimensione
dell’immagine retinica.
I valori riguardanti i livelli di EMP si trovano sulla Norma
Europea CEI EN 60825/1, Ed. Quarta, Fascicolo CEI 6822
febbraio 2003.
Criteri di classificazione dei laser
(Norma CEI EN 60825 – 1: 2009)
La pericolosità degli apparecchi laser è definita
attraverso delle “classi” crescenti in funzione dei
rischi:

Classe 1
 Classe 1M
 Classe 2
 Classe 2M
 Classe 3R *
 Classe 3B*
 Classe 4*
Vecchia classificazione: 1) Classe 1;
2) Classe 2;
3) Classe 3A;
4) Classe 3B;
5) Classe 4
* Obbligo di nomina del TSL (tecnico sicurezza laser) secondo la
normativa CEI 1384 G – CT 76 guida E
Classificazione dei laser: definizioni
(Norma CEI EN 60825-1: 2009)
Classe 1: Laser che sono sicuri nelle condizioni di funzionamento
ragionevolmente prevedibili, compreso l’impiego di strumenti ottici
per visione diretta del fascio.
Classe 1M: laser che emettono radiazione nell’intervallo di
lunghezze d’onda tra 302,5 e 400 nm, che sono sicuri nelle
condizioni di funzionamento ragionevolmente prevedibili, ma che
possono essere pericolosi se l’utilizzatore impiega ottiche all’ interno
del fascio.
Classificazione dei laser: definizioni
(Norma CEI EN 60825-1: 2009)
Classe 2: Laser che emettono radiazione visibile nell’intervallo di
lunghezze d’onda tra 400 nm e 700nm, in cui la protezione
dell’occhio è normalmente assicurata dalla reazione di difesa
compreso il riflesso palpebrale. Questa reazione può essere
prevista per fornire una protezione adeguata nelle condizioni di
funzionamento ragionevolmente prevedibili, compreso l’impiego
di strumenti ottici per visione diretta del fascio.
Classe 2M: laser che emettono radiazione visibile nell’ intervallo
di lunghezze d’onda compreso tra 400 e 700 nm, in cui la
protezione dell’ occhio è normalmente assicurata dalle reazioni di
difesa compreso il riflesso palpebrale. Tuttavia l’osservazione
della radiazione può risultare pericolosa se, all’ interno del fascio,
l’utilizzatore impiega ottiche.
Classificazione dei laser: definizioni
(Norma CEI EN 60825-1: 2009)
Classe 3R: Laser che emettono nell’intervallo di lunghezze
d’onda compreso tra 302.5 nm e 106 nm, in cui la visione diretta
del fascio è potenzialmente pericolosa, ma il rischio è inferiore ai
quello dei laser di classe 3B e si applicano prescrizioni
costruttive e misure di controllo per l’utilizzatore minori rispetto
ai laser della classe 3B.
Classe 3B: Laser che sono normalmente pericolosi in caso di
visione diretta del fascio ( cioè all’interno del DNRO distanza
nominale di rischio oculare). Le riflessioni diffuse sono
normalmente sicure.
Classificazione dei laser: definizioni
(Norma CEI EN 60825-1: 2009)
Classe 4: Laser che sono anche in grado di produrre riflessioni diffuse
pericolose. Possono causare lesioni alla pelle e potrebbero anche
costituire un pericolo d’incendio. Il loro uso richiede un’estrema
cautela.
RESPONSABILITÀ DI CLASSIFICAZIONE
E’ responsabilità del costruttore , o del suo agente, fornire la corretta
classificazione di un apparecchio laser.
Se modifiche, richieste da un utilizzatore, di un apparecchio laser
precedentemente classificato influenzano un qualunque aspetto della
prestazione, o delle funzioni previste dall’apparecchio, la persona o
l’organismo che effettua una tale modifica ha la responsabilità di
provvedere alla riclassificazione ed alla rietichettatura dell’apparecchio.
DNRO
(Norma CEI EN 60825 – 1)
La distanza nominale di rischio oculare (DNRO) è definita
tramite la EMP per la cornea, come la distanza da una sorgente
laser per la quale l’ irradianza è pari al valore dell’ EMP.
Viene così definita una zona nominale di rischio oculare (ZNRO)
ad una distanza minore della DNRO, quest’ ultima espressa
come :
DNRO = [(4*P/ π * EMP) ^½ - a] / Φ [m]
dove:
P = potenza del laser [ W ];
EMP = esposizione massima permessa [J / m² ];
a = diametro del fascio alla sorgente [mm];
Φ = divergenza angolare del fascio [mrad];
PERICOLI CONNESSI CON
L’USO DEI LASER

Ai laser o sistemi laser collocati nelle classi
3R, 3B o 4, visto il loro potenziale pericolo,
devono essere applicate precauzioni
particolari;
 deve essere scoraggiato, pertanto, l'uso di
macchine potenti laddove sia possibile
servirsi di sistemi di classe inferiore.
EFFETTI BIOLOGICI DELLA
RADIAZIONE LASER

L’occhio, per la sua configurazione anatomofunzionale e per il suo
comportamento ottico, è l’organo più vulnerabile nei confronti della luce
laser e rappresenta pertanto l’organo “critico” per eccellenza. A seconda
della radiazione ottica (ultravioletto 100-400nm, visibile 400-760 nm,
infrarosso 760-1mm) e dell’intensità di dose si possono avere diversi tipi
di danno a carico di questo organo quali: danni retinici di natura
fotochimica, alterazioni retiniche caratterizzate da piccoli addensamenti di
pigmento, discromie, effetti catarattogeni di origine fotochimica e termica,
fotocheratocongiuntivite, ustioni corneali.

Di minore importanza è l’eventuale danno a carico della cute e i più
comuni sono: eritemi, ustioni cutanee, superficiali e profonde, la cui
gravità sarà in rapporto, oltre che all’energia calorica incidente, al grado di
pigmentazione, all’efficienza dei fenomeni locali di termoregolazione, alla
capacità di penetrazione nei vari strati delle radiazioni incidenti. Laser di
potenza notevolmente elevata possono danneggiare seriamente anche gli
organi interni.
Confronto tra il sole e un laser
SOLE:
Intensità massima luce solare a terra = 1 kW/m2 or 1 mW/mm2
Assumendo un diametro pupillare di 2 mm l’area è circa 3 mm2
Quindi la potenza raccolta dall’occhio è = 3 mW
Il sole forma un’immagine ≈ 100 μm di raggio sulla retina (area = 0.03
mm2)
L’intensità sulla retina (Potenza/Area) = 3 mW/0.03 mm2 = 100
mW/mm2.
Tipico laser He Ne da 1 mW (o laser pointer):
Potenza (P) = 1 mW, raggio del fascio = 1 mm
Forma un’immagine con raggio di 10 μm (area dello spot = 3 10-4
mm2)
L’ intensità dell’HeNe sulla retina è 1 mW/(3 10-4 mm2) = 3100
mW/mm2
31 volte l’intensità del sole!!
I danni possono colpire varie parti dell’apparato oculare in
relazione alla lunghezza d’onda della radiazione laser e l’entità
può variare in relazione alla quantità di energia assorbita dai
tessuti.
Per esempio:
- le radiazioni nel campo del visibile e vicino infrarosso vengono assorbite e
possono causare danni alla retina;
- le radiazioni nel campo del vicino ultravioletto e medio infrarosso possono
causare danni al cristallino;
- le radiazioni nel lontano infrarosso e nel medio ultravioletto possono causare
danni alla cornea;
- lesioni corneali e retiniche possono derivare dal calore risultante
dall’assorbimento energetico o da reazioni fotochimiche;
- alcuni campi di transizione tra lunghezze d’onda possono risultare pericolosi
per cornea e retina.
Benché meno frequenti i danni per la cute sono gli stessi dell’apparato
oculare e in certe situazioni, in cui vengono utilizzati adeguati
protettori oculari, l’esposizione cutanea rimane il rischio più elevato.
Meccanismi di danno
Effetto 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
CALORE
Effetto Fotochimico: impulsi lunghi che non provocano un
aumento di temperatura. Dipende dall’energia totale piuttosto che
dalla potenza (come l’effetto fototermico)
Meccanismi di danno
Effetto Fotoacustico (o da onda d’urto): Impulsi laser brevi
e di alta energia. Una dose significativa di energia è assorbita
in tempi brevi rispetto alla diffusione termica. Ablazione e
rapida espansione del materiale, esplosione e onda d’urto,
danno esteso alla retina. Effetti proporzionali all’energia
dell’impulso.
SHOCK
Curva di visibilità dell’occhio umano
λmax = 555
nm (verde)
Attenzione ai laser ai limiti della
curva che sembrano poco intensi!!
Vista prima del danno
Vista dopo del danno
RISCHI COLLATERALI NEL
FUNZIONAMENTO DEI LASER
contaminazione ambientale
a)
materiale bersaglio vaporizzato e prodotti provenienti
da operazioni di taglio, perforatura e saldatura
b) gas provenienti da sistemi laser flussati a gas o da
sottoprodotti di reazioni laser (bromo, cloro, acido
cianidrico, etc.)
c)
gas o vapori da criogenici (azoto, idrogeno ed elio allo
stato liquido)
d) coloranti (p. es. cianina) e relativi solventi
(dimetilsulfossido )
e) policlorodifenili (condensatori e trasformatori)
RISCHI COLLATERALI NEL
FUNZIONAMENTO DEI LASER
radiazioni ottiche collaterali (non da luce laser)
a)
radiazioni UV provenienti da lampade flash e da tubi di
scarica dei laser in continua (ottiche al quarzo)
b)
radiazioni nel visibile e nell’IR emesse da tubi del flash, da
sorgenti di pompaggio ottico e da reirradiazione emessa dai
bersagli
elettricità
a)
maggior parte dei laser ad alto voltaggio (>1KV)
b)
banchi di condensatori per laser pulsati
radiazioni ionizzanti
a)
emissione di raggi X da tubi elettronici con voltaggi
all’anodo maggiori di 5 KV
RISCHI COLLATERALI NEL
FUNZIONAMENTO DEI LASER
refrigeranti criogenici
 a)
ustioni da freddo
 b)
esplosione (gas a pressione)
 c)
incendio
 d)
asfissia (condensazione dell’ossigeno atmosferico)
 e)
intossicazione (CO2, f)
esplosioni
 a)
banco dei condensatori o sistema di pompaggio ottico (laser di alta
potenza)
 b)
reazioni esplosive di reagenti nei laser chimici o di altri gas usati nel
laboratorio
incendio
 a)
fasci laser di energia elevata
 b)
apparati elettrici
rumore
 a)
condensatori di laser pulsati di potenza molto elevata
 b)
interazioni con il bersaglio
PRINCIPALI APPLICAZIONI DEI LASER
Lavorazioni di materiali

Foratura, taglio, saldatura, trattamenti termici, etc.
Misure industriali, civili ed ambientali

Settore industriale: interferometri laser per metrologia, misuratori di
diametri di fili, granulometri, rugosimetri sistemi di rilievo di campi
di deformazione.

Settore civile: sistemi laser di allineamento livelle laser, telemetri
topografici e geodimettri.

Settore ambientale: Lidar e rilevatori di inquinamento.

Settore della presentazione: laser per la visualizzazione di
ologrammi, pointer laser per conferenze, sistemi laser per la
didattica.

Settore giochi di luce: laser per effetti speciali in discoteche, mostre
spettacoli all’aperto e simili.

Settore beni durevoli: lettori al laser di codici a barre, lettori di
compact disk, stampanti laser e simili.
PRINCIPALI APPLICAZIONI DEI LASER
Telecomunicazioni e fibre ottiche

Sorgenti laser a semiconduttore per applicazioni, tramite fibra
ottica, nella trasmissione ed elaborazione ottica di dati.
Applicazioni mediche

Applicazioni dei laser in Oftalmologia

Applicazioni cliniche dei laser in Chirurgia Generale

Applicazioni cliniche dei laser in Chirurgia con microscopio
operatorio

Applicazioni cliniche dei laser in Chirurgia Endoscopica

Odontoiatria
Applicazioni nei laboratori di ricerca

Ottica non lineare

Spettroscopia lineare e non lineare

Interazione radiazione materia
Normativa di riferimento
Le principali norme di riferimento sono:
 CEI-EN 60825-1 e 1381 G del 1990 (Norme operative sulla
sicurezza dei sistemi laser);
 CEI 76 fascicolo 3849R e 3850R del 1998 (Guida per
l’utilizzatore di apparati LASER e apparati LASER per
laboratori di ricerca);
 CEI EN 60825/1 ed 4°, fascicolo CEI 6822 del 02/2003 ( Parte
prima: classificazione delle apparecchiature, prescrizione e guida
per l’utilizzatore)
 CEI EN 60825-4 2003 Fascicolo 6828 ( Barriere per LASER)
 CEI 1384 G – CT-76 del CEI (TSL – tecnico sicurezza laser)
 CEI 76-6 fascicolo 5928 (ASL – addetto sicurezza laser)
 Norma UNI EN 207 e 208:2004 ( protettori dell’occhio per
LASER e protettori dell’occhio per regolazione LASER)
La direttiva 2006/25/CE

Gli artt. 136 - 137 del Trattato che istituisce la
Comunità europea impongono l’adozione di direttive
sociali che hanno come obiettivo, in particolare, il
miglioramento delle condizioni di vita e di lavoro e la
protezione della sicurezza e della salute dei
lavoratori.

La direttiva 2006/25/CE del Parlamento europeo e
del Consiglio, del 5 aprile 2006, sulle prescrizioni
minime di sicurezza e salute relative all’esposizione
dei lavoratori ai rischi derivanti dagli agenti fisici
(radiazioni ottiche artificiali), in Italia, è stata recepita
nei capi I e V del titolo VIII del d.lgs. 81/08.
Il d.lgs. 81/08 e s.m.i. –
Titolo VIII, Capo I (tutti gli agenti fisici).
Il Capo I (artt. 180 – 186) è in vigore
 Art. 181, c. 2: il Ddl, tramite il SPP, valuta i rischi associati ai sistemi
laser almeno ogni 4 anni e in caso di significativi mutamenti (nuove
sorgenti, mutate condizioni operative, risultati della sorveglianza
sanitaria, ecc.). La valutazione deve essere effettuata da personale
con “specifiche conoscenze in materia”.
Sanzione a carico del Ddl: arresto da 3 a 6 mesi o ammenda da 2500 € a
6400 €.
 Art. 182, c. 2: i lavoratori non devono mai essere esposti a valori
superiori ai limiti di esposizione; in caso di superamento, il DdL deve
adottare misure immediate per riportare l’esposizione al di sotto dei
limiti stessi ed evitare un nuovo superamento.
Sanzione a carico di Ddl e Dir.: arresto da 3 a 6 mesi o ammenda da
2000 € a 4000 €.

Il d.lgs. 81/08 e s.m.i. –
Titolo VIII, Capo I (tutti gli agenti fisici).

Art. 184: formazione, informazione e addestramento dei lavoratori
soprattutto in relazione ai risultati della valutazione dei rischi.
Sanzione a carico di Ddl e Dir.: arresto da 2 a 4 mesi o ammenda da 750
€ a 4000 €.
 Art. 185: la sorveglianza sanitaria viene svolta secondo i principi
generali del presente decreto ed è effettuata dal medico competente
nelle modalità e nei casi previsti ai rispettivi capi e sulla base della
valutazione dei rischi. In caso di alterazione apprezzabile dello stato
di salute dei lavoratori esposti, il medico competente informa il DdL
che sottopone a revisione la valutazione dei rischi e le misure di
prevenzione e protezione.
Sanzione a carico di Ddl e Dir.: arresto da 3 a 6 mesi o ammenda da
2000 € a 4000 €. Sanzione a carico del medico competente: arresto
fino a 3 mesi o ammenda da 400 € a 1600 €.
Il d.lgs. 81/08 e s.m.i. –
Titolo VIII, Capo V (radiazioni ottiche artificiali).
Il Capo V (artt. 213 – 218) entrato in vigore il 26 aprile 2010
 Art. 214: definizione dei valori limite di esposizione: il rispetto di
questi limiti garantisce che i lavoratori esposti a sorgenti artificiali di
radiazioni ottiche siano protetti contro tutti gli effetti nocivi sugli occhi
e sulla cute conosciuti.
 Art. 215: allegato XXXVII parte II: tabelle dei valori limite di
esposizione per le radiazioni laser.
 Art. 216, c. 1: il Ddl valuta e, quando necessario, misura e/o calcola i
livelli delle radiazioni ottiche a cui possono essere esposti i lavoratori.
“La metodologia seguita nella valutazione, nella misurazione e/o nel
calcolo rispetta le norme della Commissione Elettrotecnica
Internazionale (IEC), per quanto riguarda le radiazioni laser”.

Il d.lgs. 81/08 e s.m.i. –
Titolo VIII, Capo V (radiazioni ottiche artificiali).
Art. 216, c. 2: il Ddl deve prestare particolare attenzione:
– al livello, la gamma delle lunghezze d’onda e la durata di esposizione;
– ai valori limite di esposizione di cui all’art. 215;
– a qualsiasi effetto sulla salute e sulla sicurezza dei lavoratori appartenenti a gruppi
particolarmente sensibili;
– a qualsiasi effetto indiretto come l’accecamento temporaneo, le esplosioni o il fuoco;
– all’esistenza di attrezzature di lavoro alternative progettate per ridurre i livelli di
esposizione;
– alla disponibilità di azioni di risanamento volte a minimizzare i livelli di esposizione;
– per quanto possibile, a informazioni adeguate raccolte dalla sorveglianza sanitaria;
– alle sorgenti multiple di esposizione;
– alla classificazione dei laser, particolarmente di classe 3B o 4 (IEC), e classificazioni
analoghe;
– alle informazioni fornite dai fabbricanti delle sorgenti.
Il Ddl precisa le misure adottate per eliminare o ridurre i rischi nel DVR. Sanzione, art.
216, a carico di Ddl e Dir.: da tre a sei mesi o ammenda da 2500 € a 6400 €.
Il d.lgs. 81/08 e s.m.i. –
Titolo VIII, Capo V (radiazioni ottiche artificiali).
Art. 217, c. 1: nel caso di possibile superamento dei valori limite di esposizione, il Ddl
definisce e attua un programma di azione comprendente misure tecniche e/o organizzative
destinato a evitare un nuovo superamento.
In particolare tiene conto:
– di altri modi di lavoro che comportano una minore esposizione alle radiazioni ottiche;
– della scelta di attrezzature che emettano meno radiazioni ottiche, tenuto conto il lavoro da
svolgere;
– delle misure tecniche per ridurre l’emissione delle radiazioni ottiche, incluso, quando
necessario, l’uso dei dispositivi di sicurezza, schermature o analoghi meccanismi di
protezione della salute;
– degli opportuni programmi di manutenzione delle attrezzature di lavoro, dei luoghi e delle
postazioni di lavoro;
– della progettazione e della struttura dei luoghi e delle postazioni di lavoro;
– della limitazione, della durata e del livello di esposizione;
– della disponibilità di adeguati dispositivi di protezione individuale;
– delle istruzioni dei fabbricanti delle attrezzature.
Sanzione a carico di Ddl e Dir.: arresto da tre a sei mesi o ammenda da
2000 € a 4000 €.
Il d.lgs. 81/08 e s.m.i. –
Titolo VIII, Capo V (radiazioni ottiche artificiali).
Art. 217, c. 2: in base alla valutazione dei rischi i luoghi di lavoro in cui i lavoratori
potrebbero essere esposti a livelli di radiazioni ottiche che superano i valori limite di
esposizione devono essere indicati con un’apposita segnaletica; dette aree sono
inoltre identificate e l’accesso alle stesse è limitato.
Sanzione a carico di Ddl e Dir.: arresto da 2 a 4 mesi o ammenda da 750 € a 4000 €.
Art. 217, c. 3: il Ddl adatta le misure dell’art. 217 alle esigenze dei lavoratori
appartenenti a gruppi particolarmente sensibili.
Sanzione a carico di Ddl e Dir.: arresto da 2 a 4 mesi o ammenda da 750 € a 4000 €.
Art. 218: la sorveglianza sanitaria deve essere effettuata periodicamente, di norma,
una volta all’anno o con periodicità inferiore decisa dal medico competente con
particolare riguardo ai lavoratori particolarmente sensibili, tenuto conto della
valutazione dei rischi. La sorveglianza sanitaria è effettuata con l’obiettivo di
prevenire e scoprire tempestivamente effetti negativi per la salute.
Il Tecnico Sicurezza Laser (Italia)
Le affermazioni che la valutazione dei rischi associata
all’utilizzo degli agenti fisici deve essere effettuata da
personale in possesso “di specifiche conoscenze in materia” e
che la metodologia seguita nella valutazione delle radiazioni
laser, nella misurazione e/o nel calcolo dei livelli di
esposizione deve rispettare le norme della Commissione
Elettrotecnica Internazionale (IEC), dunque in Italia del
Comitato Elettrotecnico Italiano, nonché, ma non per ultimo,
la complessità della materia “sicurezza laser” impongono, di
fatto, la nomina o la consulenza di un esperto.
Esperti per la valutazione
Gli Esperti per la valutazione delle Radiazioni Ottiche incoerenti
(E.R.O) e coerenti (Addetto alla Sicurezza Laser-ASL in campo
sanitario e Tecnico alla Sicurezza Laser-TSL in campo industriale, di
ricerca e nei settori civili e ambientali) sono figure professionali idonee
a effettuare attività di sorveglianza fisica e/o valutazione rischi diretti e
indiretti relativi all’impiego delle sorgenti di radiazione ottica, che
include la valutazione intesa come stima, misura o calcolo dei livelli di
esposizione per i lavoratori (paragrafo 3.1.1.2 norma CEI 76-6; D.Lgs
81/2008 artt. 32 e 181).
L’ERO, in particolare, possiede le competenze anche nel caso di
sorgenti di radiazioni ottiche naturali.
La normativa italiana prevede quindi due addetti alla sicurezza: l‘ASL
(CEI 76-6 fascicolo 5928) per le applicazioni mediche e il TSL (CEI
1348 G-CT-76 guida E) per le rimanenti applicazioni (nell’industria,nei
laboratori, ecc.).
Compiti e responsabilità del TSL
(Italia)
Supportare e
consigliare il datore di lavoro per quanto
riguarda l’uso sicuro delle apparecchiature laser e le
misure di prevenzione e protezione necessarie.
Cooperare direttamente
con gli utilizzatori delle
apparecchiature laser.
Valutare
i rischi nella zona di installazione delle sorgenti
laser e determinare la zona nominale di rischio oculare.
Individuare i
corretti dispositivi di protezione individuale.
Compiti e responsabilità del TSL
(Italia)

Partecipare alla formazione, informazione ed addestramento
del personale che lavora con le sorgenti laser, in particolare in
relazione ai rischi di esposizione alle radiazioni ed alle
necessarie misure di sicurezza.

Verificare la necessità e la predisposizione di procedure
operative e/o di sicurezza comprensibili da tutti gli operatori
laser.

Verificare che la manutenzione e l’impiego delle
apparecchiature laser siano effettuate da persone addestrate e
qualificate a tal fine.

Verificare che le misure di prevenzione, di protezione attiva e
passiva siano efficaci.
Compiti e responsabilità del TSL
(Italia)

Partecipare al controllo, ed eventualmente, all’accettazione
delle apparecchiature laser, in base all’attuale normativa
vigente ed ai regolamenti in vigore nell’organizzazione.

Verificare il corretto funzionamento delle apparecchiature laser
ai fini della sicurezza e segnalare a chi di competenza le
condizioni di pre-guasto o guasto delle apparecchiature.

Collaborare con il Servizio di Prevenzione e Protezione e col
Medico Competente, anche in relazione alle necessarie analisi
di incidente e di infortunio che riguardano la sorgente di cui è
stato nominato TSL ed alla messa in atto degli interventi
migliorativi per evitare che l’incidente o l’infortunio possa
verificarsi nuovamente.
Compiti e responsabilità del TSL
(Italia)
Nel caso dei laboratori di ricerca che impiegano sorgenti e/o
sistemi laser per cui è necessaria la nomina / consulenza di un
TSL (Guida CEI 76 fasc.3850 R):
il
Direttore o Responsabile di laboratorio rimane responsabile
dell’acquisizione e della messa in atto delle protezioni
necessarie;
gli
operatori qualificati ( cosi come definito dal D.M. 368/98),
direttamente coinvolti, rimangono responsabili dell’utilizzo del
sistema laser in osservanza alle misure di sicurezza relative.
Quando è prevista la consulenza del TSL
La consulenza del TSL è consigliata nei seguenti casi:
1, 2, 3A, vecchia classificazione, solo per applicazioni che
comportano l’osservazione diretta del fascio laser o l’uso di
componenti ottici in grado di alterare le caratteristiche di potenziale
pericolosità del fascio laser originario;
1, 1M, 2, 2M, nuova classificazione, solo per applicazioni che
comportano l’osservazione diretta del fascio laser o l’uso di
componenti ottici in grado di alterare le caratteristiche di potenziale
pericolosità del fascio laser originario;
 3R, nuova classificazione;
3B e 4, vecchia e nuova classificazione.
Requisiti del TSL
La C.I.I.P. (Consulta Interassociativa Italiana per la
Prevenzione) in merito ai requisiti educativo-formativi e di
esperienza ha formulato la seguente proposta:
diploma di laurea almeno di 1° livello in alcune facoltà
scientifiche e tecniche;
corso di formazione teorico-pratico di almeno 40 h e di
adeguate caratteristiche con superamento dell’esame finale;
dimostrazione di aver svolto attività adeguatamente
documentabile nel settore della sorveglianza fisica dei laser per
almeno un anno;
aggiornamento professionale consistente nella partecipazione
a corsi di almeno 10 h ogni 5 anni organizzate da strutture di
riconosciuta esperienza nel settore dei laser.
Cenni al processo di valutazione
dei rischi nei laboratori
Per il processo di valutazione dei rischi possono essere individuate le
seguenti fasi:
1) descrizione, comprensione e finalità del sistema laser da valutare;
2) individuazione della DNRO (Distanza Nominale Rischio Oculare) e
dei valori dei parametri fisici dei fasci laser;
3) individuazione del personale potenzialmente esposto;
4) Verifica dei requisiti prescritti dal costruttore;
5) misure di prevenzione e protezione per l’utilizzatore;
6) valutazione dei rischi al momento del sopralluogo;
7) prescrizioni di sicurezza ed interventi migliorativi da adottare;
8) valutazione del rischio residuo ad interventi migliorativi adottati.
Norme di sicurezza relative al dispositivo laser
(Norma UNI EN ISO 11553 – 1 – 2:2009)
Connettore di blocco a distanza
Il
connettore di blocco a distanza dei laser di classe 3B e 4 deve essere
collegato ad un blocco di scollegamento principale di emergenza, o a
dispositivi di blocco dei locali o delle porte o degli infissi.
In alternativa l’accesso ai locali deve essere regolamentato indicando:
•
Elenco del personale autorizzato
•
Segnalazione di divieto di accesso ( luce rossa)
•
Cartelli di divieto di ingresso espliciti
Comando a chiave
I
sistemi appartenenti alle classi 3B e 4, quando non utilizzati, devono essere
protetti da un uso non autorizzato rimuovendo la chiave del comando.
In alternativa i locali devono essere chiusi a chiave e la chiave accessibile
solo a personale autorizzato.
Dispositivo di arresto del fascio o attenuatore
L’esposizione involontaria di
un osservatore alla
radiazione di un apparecchio laser di classe 3B o di
classe 4 deve essere prevenuta impiegando un
dispositivo di arresto o un attenuatore del fascio.
Segnali di avvertimento
Sugli
accessi alle aree e sugli involucri di protezione
che contengono apparecchi laser di classe 3B o di classe
4 devono essere affissi segnali di avvertimento.
Traiettorie del fascio
Le
traiettorie esposte del fascio devono passare al di sopra o al disotto del
livello degli occhi.
Le traiettorie del fascio non devono incrociare il passaggio delle persone o
altre vie di accesso e devono, quando possibile, essere al chiuso.
Il fascio emesso da ogni apparecchio alla fine del suo percorso utile deve
essere terminato con un materiale diffondente e con adeguate proprietà
riflettenti e termiche, o con materiali assorbenti.
Riflessioni speculari
Si
deve prestare particolare attenzione ad impedire le riflessioni speculari
accidentali di radiazioni dagli apparecchi laser di classe 3R, 3B e 4.
Nel dettaglio è bene prestare particolare attenzione:
• Controllo delle superfici dell’area di lavoro
• Controllo su oggetti che intercettano il cammino del fascio
• Evitare l’utilizzo di orologi, bracciali, anelli, montature di occhiali ecc…
Protezione degli occhi
Nelle
aree di pericolo in cui sono impiegati apparecchi laser di
classe 3R che emettano energia con una lunghezza d’onda esterna
all’intervallo da 400 a 700 nm, di classe 3B o di classe 4 si deve
impiegare una adeguata protezione oculare prevista per lunghezze
d’onda specifiche.
Nella scelta del protettore oculare si deve tenere in considerazione:
– la o le lunghezze d’onda di funzionamento
– l’esposizione energetica o l’irradiamento
– l’esposizione massima permessa (EMP)
– la densità ottica delle protezioni oculari alla lunghezza d’onda emessa
– i requisiti di trasmissione della luce visibile
– l’esposizione energetica o l’irradiamento a cui avviene il danno delle
protezioni oculari
Protezione degli occhi (II)
l’esposizione energetica o l’irradiamento a cui avviene il
danno delle protezioni oculari
 la necessità di impiegare occhiali da vista
 il comfort e la ventilazione
 il degrado o le alterazioni del mezzo assorbente , anche se
temporanee o transitorie
 la resistenza dei materiali ( resistenza agli urti)
 le prescrizioni per la visione periferica
 gli eventuali regolamenti nazionali relativi ( Norme UNI
EN 207:2004 e UNI EN 208:2004)

Indumenti protettivi
I
laser di classe 4, in modo particolare, rappresentano un
potenziale pericolo di incendio e gli indumenti protettivi indossati
dovrebbero essere in un adeguato materiali ignifugo e
termoresisitente.
Addestramento
Il
funzionamento di apparecchi laser può rappresentare un
pericolo non solo per l’utilizzatore ma anche per altre persone
poste a distanza considerevole.
A causa di tale potenziale pericolo, al controllo di questi
sistemi deve essere posto solo personale che abbia ricevuto un
adeguato livello di addestramento.
L’addestramento deve includere, ma non
essere limitato, a:
1. familiarizzazione con le procedure di funzionamento del
sistema
2. corretto utilizzo delle procedure di controllo del pericolo,
dei segnali di avvertimento, ecc…
3. la necessità della protezione personale
4. le procedure di rapporto in caso di incidente
5. gli effetti biologici del laser sugli occhi e sulla pelle
D.P.I
Si intende per Dispositivi di Protezione Individuale, definizione
spesso surrogata dall'acronimo DPI, qualsiasi attrezzatura destinata
ad essere indossata e tenuta dal lavoratore allo scopo di proteggerlo
contro uno o più rischi suscettibili di minacciarne la sicurezza o la
salute durante il lavoro, nonché ogni complemento o accessorio
destinato a tale scopo (art. 74, comma 1 del D.Lgs. 9 aprile 2008,
n.81)
La legge di riferimento è dunque il D.Lgs. 81/2008 che ne prevede
l'utilizzo solo quando siano già state adottate misure tecniche
preventive e/o organizzative di protezione collettiva. In altri termini,
il DPI va utilizzato solo quando, a seguito della valutazione del
rischio, permane un rischio residuo non accettabile, nei confronti del
quale sono necessarie ulteriori misure di protezione. I DPI utilizzati
nell’ ambito delle apparecchiature laser vengono definiti DPI di II
categoria.
ETICHETTATURA DEGLI OCCHIALI DI
PROTEZIONE (NORMA EN 207)










D per laser continui
I per laser impulsati (μs)
R per laser ad impulsi «giganti» in regime di «Q switch» (ns)
M per laser ad impulsi brevi in regime di «mode locking» (ps, fs)
La lunghezza d’onda (o le lunghezze d’onda) o il dominio spettrale per
cui gli occhiali assicurano protezione
Il valore della densità ottica (da 1 a 10) a quella lunghezza d’onda
L’identificazione del produttore
Il marchio di certificazione
Riferimento norma EN 207
o EN 208 per occhiali di allineamento)
Strumenti di misurazione
Il Power Meter è lo strumento atto ad effettuare misurazioni e
verifiche di potenza in modalità di emissione:
1) Continua [ Watt ]
2) Pulsata [Joule ]
dell’ apparecchiatura laser in questione.
E’ dotato di sensori di estrema sensibilità e di vario tipo a seconda
della potenza e della lunghezza d’onda del laser da analizzare.
Il dispositivo è dotato di un display su cui è possibile la
visualizzazione, in pochi secondi, dei dati inerenti al fascio laser.
I metodi di prova per la determinazione di potenza ed energia del
fascio laser ad onda continua e ad impulsi sono citati nella norma
UNI EN ISO 11554:2008.
LA SICUREZZA NEI
LABORATORI LASER
1)Statistiche e Analisi
delle principali cause
di incidenti
nei laboratori di
ricerca laser
(RLI data
base:categorie con
incidenti più frequenti)
S
c
i
T
eS
t
4
7
,3
%
Per concludere

Lavorando sempre con uno strumento si
prende “confidenza” e si tende a sottovalutare i
rischi;
 In università ed enti di ricerca i rischi sono
aumentati dalla presenza di studenti e
personale che cambia in continuazione;
 Non serve “terrorizzarsi” ma conoscere i rischi
e prevenirli;
 Sicuramente la prevenzione maggiore si ha
attraverso La FORMAZIONE.