OPUSCOLO INFORMATIVO DEI LAVORATORI
(ai sensi degli artt. 36 e 37 del D.Lgs. 81/08 e s.m.i.)
LA PREVENZIONE DAI
RISCHI LEGATI ALLE RADIAZIONI
OTTICHE ARTIFICIALI
a cura del
RESPONSABILE DEL SERVIZIO DI PREVENZIONE E PROTEZIONE
del Centro ENEA di Brindisi
tel. +39 0831 201216 – fax +39 0831201251
Versione 1 del 14 gennaio 2010
Pubblicazione destinata ad uso interno
Agenzia nazionale per le nuove tecnologie,
l’energia e lo sviluppo economico sostenibile
e-mail: [email protected]
SPP
CR Brindisi
Edizione gennaio 2010
1.
Introduzione
Alle radiazioni ottiche si associa quella porzione dello spettro elettromagnetico
che va dall'ultravioletto (UV) all'infrarosso (IR), passando per il visibile (VIS).
Le radiazioni ottiche possono essere prodotte sia da fonti naturali che artificiali. La
sorgente naturale per eccellenza è il sole che, come è noto, emette in tutto lo
spettro elettromagnetico. Le sorgenti artificiali, invece, possono essere di diversi
tipi, a seconda del principale spettro di emissione e a seconda del tipo di fascio
emesso (coerente o incoerente).
Per quanto riguarda lo spettro di emissione, oltre all'ampia gamma di lampade
per l'illuminazione che emettono principalmente nel visibile, esistono lampade ad
UVC per la sterilizzazione, ad UVB-UVA per l'abbronzatura o la fototerapia, ad
UVA per la polimerizzazione o ad IRA-IRB per il riscaldamento. Tutte le
precedenti lampade emettono luce di tipo incoerente, mentre, nel caso dei laser,
si è in presenza di sorgenti monocromatiche (una sola lunghezza d'onda), con
fascio di elevata densità di energia, altamente direzionali e, appunto, coerenti (la
fase di ciascun fotone viene mantenuta nel tempo e nello spazio).
La possibilità di focalizzare un fascio di questo tipo anche a grandi distanze
impone un certa cautela nell'utilizzo dei laser e, in molti casi, l'obbligo di adeguate
misure di protezione per coloro che ne possono venire a contatto. Da qui la
necessità di suddividere i laser in 4 classi, che vanno dalla classe 1, in cui non è
pericolosa l’osservazione prolungata e diretta del fascio, alla classe 4, in cui è
pericolosa anche l’osservazione della luce diffusa da uno schermo.
2.
Gli effetti sulla salute
I principali rischi per l'uomo derivanti da un'eccessiva esposizione a radiazioni
ottiche riguardano essenzialmente due organi bersaglio, l'occhio in tutte le sue
parti (cornea, cristallino e retina) e la cute.
LA PREVENZIONE DAI RISCHI LEGATI ALLE RADIAZIONI OTTICHE ARTIFICIALI
2
Come per le radiazioni ionizzanti, i danni procurati a tali organi possono avere un
ben preciso rapporto di causa-effetto, cioè è possibile stimare una dose soglia
affinché il danno si manifesti (effetto deterministico), oppure può non esserci una
correlazione tra causa ed effetto ed allora si parla di effetto stocastico. Non tutte le
lunghezze d'onda appartenenti alle radiazioni ottiche, inoltre, hanno gli stessi
effetti su occhio e cute, come mostrato nella tabella sottostante.
RADIAZIONE
OTTICA
ULTRAVIOLETTO
VISIBILE
INFRAROSSO
OCCHIO
CUTE
fotocheratocongiuntivite
(UVB-UVC), cataratta
fotochimica (UVB)
eritema (UVB-UVC),
sensibilizzazione (UVAUVB), fotoinvecchiamento
(UVC-UVB-UVA),
cancerogenesi (UVB-UVA)
fotoretinite (in particolare da
luce blu, 380-550 nm)
ustioni corneali (IRC-IRB),
cataratta termica (IRB-IRA),
danno termico retinico (IRA)
fotodermatosi
vasodilatazione, eritema,
ustioni
Nel caso in cui la sorgente luminosa sia rappresentata da un laser, gli effetti sopra
riportati risultano, nella maggior parte dei casi, amplificati e spesso irreversibili.
Questo è dovuto alle caratteristiche che un fascio laser possiede.
Anche per questo si parla spesso di rischi indiretti da laser, come incendi ed
esplosioni. Un discorso a parte meritano le sorgenti (laser o non) di luce blu (380550 nm) e quelle di IRA. Entrambe queste lunghezze d'onda vengono focalizzate
dall'occhio e pertanto contribuiscono alla dose assorbita dalla retina. La luce blu
viene spesso sottovalutata in quanto appartenente allo spettro di luce visibile e
quindi erroneamente considerata "sicura".
Le sorgenti di IRA, invece, pur giungendo fino alla retina, risultano "invisibili" e
quindi, in presenza di una loro forte intensità, non vengono minimamente
ostacolate da quei meccanismi istintivi come il riflesso palpebrale o quello di
allontanamento.
3.
Incidenza
E' molto difficile avere stime attendibili sull'incidenza di infortuni professionali
dovuti all'esposizione a radiazioni ottiche. Questo lo si può capire se si pensa
principalmente a due ragioni. La prima è che, a parte alcune eccezioni (eritema o
ustioni), gli effetti non sono immediatamente riscontrabili.
LA PREVENZIONE DAI RISCHI LEGATI ALLE RADIAZIONI OTTICHE ARTIFICIALI
3
La seconda è che ogni giorno ciascuno di noi è esposto alla luce, sia artificiale
che solare, in dosi difficilmente quantificabili e secondo modalità (luce diretta o
diffusa) estremamente disomogenee.
Ad ogni modo patologie come i tumori della pelle, tra cui il melanoma, sono ormai
da tutti riconosciute fortemente dipendenti dall'esposizione a radiazione ottica
ultravioletta. Nel caso dei laser, invece, le lesioni si manifestano molto più
velocemente ed è per questo che, nel loro maneggiamento, il personale è
tradizionalmente più cauto (e di solito anche più formato) e gli incidenti meno
probabili.
4.
I Principi della Prevenzione
•
•
•
•
5.
Valutare le radiazioni ottiche secondo le metodologie proposte dal'IEC per
quanto riguarda i laser e le raccomandazioni del CIE e del CEN per quanto
riguarda le sorgenti incoerenti;
Considerare eventuali lavoratori particolarmente sensibili (ad esempio
senza cristallino) o sensibilizzati (uso di sostanze chimiche
fotosensibilizzanti);
Risanare, se necessario, l'ambiente di lavoro per minimizzare i livelli di
esposizione;
Proteggere il lavoratore mediante dispositivi di protezioni individuali
(occhiali e indumenti come camici per la cute).
La normativa vigente
Il Capo V del D.Lgs 81/08 stabilisce le prescrizioni minime di protezione per i
lavoratori contro i rischi per la salute e per la sicurezza derivanti dall'esposizione
alle radiazioni ottiche artificiali durante il lavoro.
Questo significa che non si fa nessun riferimento a tutte quelle categorie di
lavoratori esposti, per adempiere ad una determinata mansione, a radiazioni
solari. E' buona prassi, qualora fosse necessario, valutare anche questo tipo di
esposizione, così come qualsiasi altro rischio per la salute e la sicurezza del
lavoratore (art. 28 comma 1 del D.Lgs 81/08).
I limiti di esposizione a radiazioni ottiche (coerenti ed incoerenti) sono riportati
nell'allegato XXXVII del Testo Unico in materia di sicurezza (D.Lgs. 81/08).
6.
I Raggi UV
I raggi ultravioletti (UV) costituiscono la componente della radiazione
elettromagnetica con lunghezza d’onda compresa fra 10 e 400 nm, quindi più
piccola della luce visibile colorata, che ha invece lunghezze d'onda da 400 a 700
nanometri.
LA PREVENZIONE DAI RISCHI LEGATI ALLE RADIAZIONI OTTICHE ARTIFICIALI
4
La scienza divide le radiazioni UV in due regioni: vicino (400-200 nm) e lontano
(200-10 nm). Esiste tuttavia un’altra suddivisione che si basa sugli effetti sulla
salute umana:
i raggi A, noti comunemente come UVA, hanno lunghezza d'onda da 320 a
400 nm;
i raggi B, o UVB, hanno lunghezze più basse (280-320 nanometri) e, a
causa della più forte energia, sono spesso responsabili delle scottature;
i raggi C, o UVC, con lunghezza d'onda inferiore a 280 nanometri, sono
quelli a più alta energia e più dannosi.
Gran parte dei raggi UV che raggiungono la terra sono costituiti da UVA, in quanto
le radiazioni UV di lunghezza d’onda più corta sono assorbite dallo strato di ozono
dell'atmosfera.
Gli UV-A sono i meno dannosi a livello di scottature, possono sempre causare
ustioni ad alte dosi e una sindrome denominata acne di Maiorca.
Sono i principali responsabili dell’invecchiamento della pelle; anche gli UVB fanno
la loro parte. Alte intensità di UV-B sono dannose per gli occhi, e un'esposizione
prolungata può causare il flash di welder (fotocheratiti). Sia gli UV-B che gli UV-C
danneggiano le fibre di collagene, e quindi accelerano l'invecchiamento della
pelle.
Gli UVA penetrano più in profondità nella pelle, rispetto agli UV-B che gli UV-C, e
alterano (danneggiano) le cellule che producono le fibre di collagene o fibroblasti.
Recenti studi hanno dimostrato che i filtri (creme) solari proteggono bene contro i
raggi UV-B, ma poco contro i raggi UV-A, i maggiori responsabili
dell’invecchiamento solare. L’80 per cento delle rughe è provocato dal sole.
Gli UV-B sono ritenuti una delle cause di cancro alla pelle come il melanoma. La
radiazione ionizza le molecole di DNA delle cellule della pelle, inducendo basi
adiacenti di timina a formare legami covalenti.
LA PREVENZIONE DAI RISCHI LEGATI ALLE RADIAZIONI OTTICHE ARTIFICIALI
5
Come difesa contro la luce ultravioletta, dopo una breve esposizione il corpo si
abbronza rilasciando melanina, un pigmento scuro. La quantità di melanina varia
a seconda del tipo e del colore della pelle. La melanina aiuta a bloccare la
penetrazione degli UV e impedisce che questi danneggino la parte profonda della
pelle.
6.1
Gli utilizzi
Le lampade fluorescenti sfruttano l'emissione ultravioletta del mercurio a bassa
pressione. Un rivestimento fluorescente all'interno del tubo assorbe gli UV e li
trasforma in luce visibile.
Lampade ultraviolette (senza lo
strato di conversione in luce
visibile)
sono
usate
per
analizzare minerali, gemme e
nell'identificazione di vari oggetti.
Molti materiali sono simili in luce
visibile, ma rispondono in modo
diverso alla luce ultravioletta, o
presentano caratteristiche di
fluorescenza diverse a seconda che vengano usati UV corti o lunghi.
Coloranti UV fluorescenti sono usati in molti campi (per esempio, in biochimica o
negli istituti di ricerca scientifica). La proteina fluorescente Green Fluorescent
Protein (GFP) è spesso usata come marker in genetica.
Le lampade ultraviolette sono anche usate per potabilizzare l'acqua e per
sterilizzare ambienti e strumenti usati in ospedali e laboratori biologici, perché
uccidono quasi tutti i virus ed i batteri.
Nel processo di produzione dei microprocessori, la luce ultravioletta viene usata
per dei processi di fotolitografia. È consigliabile utilizzare protezioni per gli occhi
quando si lavora con la luce ultravioletta, specie se di corta lunghezza d'onda. I
normali occhiali forniscono una leggera protezione.
La radiazione ultravioletta si usa anche nella spettroscopia ultravioletta e visibile.
7.
I raggi infrarossi
La radiazione infrarossa (IR) è la radiazione elettromagnetica con una frequenza
inferiore a quella della luce visibile, ma maggiore di quella delle onde radio. Il
nome significa "sotto il rosso", perché il rosso è il colore visibile con la frequenza
più bassa. La radiazione infrarossa ha una lunghezza d'onda (che è uguale alla
velocità della luce al secondo divisa per la frequenza) compresa tra 700 nm e 1
mm.
LA PREVENZIONE DAI RISCHI LEGATI ALLE RADIAZIONI OTTICHE ARTIFICIALI
6
Viene spesso associata con i concetti di "calore" e "radiazione termica", poiché
ogni oggetto con temperatura superiore allo zero assoluto (in pratica qualsiasi
oggetto reale) emette spontaneamente radiazione in questa banda (aumentando
la temperatura, il picco si sposta sempre più verso il visibile finché l'oggetto non
diviene incandescente).
Il limite inferiore dell'infrarosso veniva spesso definito come 1 mm poiché a questa
lunghezza d'onda termina l'ultima delle bande radio classificate (EHF, 30-300
GHz). Ciononostante, la regione da circa 300 µm a 1000 µm era considerata una
"terra di nessuno", difficilmente indagabile a causa della mancanza di sensori e
soprattutto di sorgenti luminose adatte ad operare in questa banda.
Recentemente queste limitazioni tecniche stanno cadendo, dando origine ad una
intensa attività di ricerca su questa parte dello spettro elettromagnetico che si
preferisce ormai definire regione della radiazione a terahertz o dei "raggi T".
7.1
Classificazione dei raggi infrarossi
Data la vastità dello spettro infrarosso e molteplicità di utilizzi delle radiazioni
collocate in vari punti al suo interno, sono state sviluppate diverse classificazioni
in ulteriori sottoregioni. Sfortunatamente non esiste un unico standard riconosciuto
per queste bande, ma più convenzioni settoriali, nate in differenti campi di ricerca
e dell'ingegneria per suddividere le regioni collegate a diverse classi di fenomeni
nella branca di volta in volta interessata.
Nome banda
Limite superiore
Limite inferiore
Standard DIN/CIE
IR-A
700 nm
1400 nm
IR-B
1,4 µm
3 µm
IR-C
3 µm
1000 µm
Classificazione astronomica
vicino
700 - 1000 nm
5 µm
medio
5 µm
25-40 µm
lontano
25-40 µm
200-350 µm
Sistema ingegneristico
vicino (NIR)
750 nm
1400 nm
onda corta (SWIR)
1,4 µm
3 µm
onda media (MWIR)
3 µm
8 µm
onda lunga (LWIR)
8 µm
15 µm
lontano (FIR)
15 µm
1000 µm
LA PREVENZIONE DAI RISCHI LEGATI ALLE RADIAZIONI OTTICHE ARTIFICIALI
7
Un ulteriore sistema pratico, sviluppato nell'ambito dell'industria delle
telecomunicazioni, suddivide in bande molto strette la regione del vicino infrarosso
interessante per la trasmissione a mezzo fibra ottica
Nome
Intervallo
O (Original)
1,26 - 1,36 µm
E (Extended)
1,36 - 1,46 µm
S (Short)
1,46 - 1,53 µm
C (Conventional)
1,53 - 1,565 µm
L (Long)
1,565 - 1,625 µm
U (Ultra long)
1,625 - 1,675 µm
Nelle lunghezze d'onda adiacenti a quelle visibili fino ad un paio di micron, i
fenomeni associati sono essenzialmente assimilabili a quelli della luce, anche se
la risposta dei materiali alla luce visibile non è per nulla indicativa di quella alla
luce infrarossa. Oltre i 2 µm ad esempio il normale vetro è opaco, così come molti
gas, cosicché esistono finestre di assorbimento nelle quali l'aria è opaca e
pertanto le frequenza che vi ricadono sono assenti dallo spettro solare osservato
a terra. Una nuova finestra di trasmissione si apre tra 3 e 5 µm, corrispondente al
picco di emissione di corpi molto caldi (la banda utilizzata, ad esempio, dai missili
a ricerca termica).
Al contrario, molti materiali che ai nostri occhi appaiono perfettamente opachi,
sono più o meno trasparenti a queste lunghezza d'onda. Ad esempio silicio e
germanio a queste lunghezze d'onda presentano opacità ridottissime, tanto che
vengono usati per fabbricare lenti e fibre ottiche (attenuazioni nell'ordine di 0.2
dB/km per i 1550 nm). Pure molte materie plastiche sintetiche hanno una buona
trasparenza a queste radiazioni.
A lunghezze d'onda maggiori si hanno fenomeni via via più simili alle onde radio.
7.2
Utilizzi
La radiazione infrarossa viene usata in apparecchi di visione notturna, quando
non c'è abbastanza luce visibile. I sensori infrarossi convertono la radiazione in
arrivo in un'immagine: questa può essere monocromatica (ad esempio, gli oggetti
più caldi risulteranno più chiari), oppure può essere usato un sistema di falsi colori
per rappresentare le diverse temperature. Questi apparecchi si sono diffusi
inizialmente negli eserciti di numerosi Paesi, per poter vedere i loro obiettivi anche
al buio.
Tra le applicazioni della radiazione infrarossa è la cosiddetta termografia,
evoluzione in campo civile della tecnologia di visione notturna nata per scopi
militari.
LA PREVENZIONE DAI RISCHI LEGATI ALLE RADIAZIONI OTTICHE ARTIFICIALI
8
Il fumo è più trasparente nell'infrarosso rispetto alla luce visibile, perciò i pompieri
possono usare apparecchi infrarossi per orientarsi in ambienti pieni di fumo.
Un utilizzo molto comune dell'infrarosso è come mezzo
di trasmissione dati: nei telecomandi dei televisori (per
evitare interferenze con le onde radio del segnale
televisivo), tra computer portatili e fissi, palmari, telefoni
cellulari e altri apparecchi elettronici.
Lo standard di trasmissione dati affermato è l'IrDA
(Infrared Data Association). Telecomandi e apparecchi
IrDA usano diodi emettitori di radiazione infrarossa (comunemente detti LED
infrarossi). La radiazione infrarossa da loro emessa viene messa a fuoco da lenti
di plastica e modulata, cioè accesa e spenta molto rapidamente, per trasportare
dati. Il ricevitore usa un fotodiodo al silicio per convertire la radiazione infrarossa
incidente in corrente elettrica. Risponde solo al segnale rapidamente pulsante del
trasmettitore, ed è capace di filtrare via segnali infrarossi che cambiano più
lentamente come luce in arrivo dal Sole, da altri oggetti caldi, e così via.
Anche la luce usata nelle fibre ottiche è spesso infrarossa.
Inoltre la radiazione infrarossa è utilizzata nella spettroscopia infrarossa,
usata nella caratterizzazione dei materiali.
Quando si utilizzano le radiazioni ottiche artificiali (UV e IR)
tutte le persone presenti alle lavorazioni devono indossare
obbligatoriamente adeguati ed idonei occhiali di protezione.
Ricordati che anche se per questi tipi di radiazione esistono
occhiali di tipo UNIVERSALE occorre sempre valutare prima
del loro utilizzo, la loro idonea capacità di filtraggio specifica per il tipo di
radiazione a cui si è esposto in quella determinata fase lavorativa.
Per i raggi laser invece NON ESISTONO DPI UNIVERSALI ovvero ad ogni
fascio e potenza laser corrisponde un unico e solo DPI.
Ricordati infine che è fatto divieto assoluto rimuovere
eventuali
dispositivi
di
sicurezza
presenti
sulle
apparecchiature e/o strumentazioni come le schermature.
Inoltre è fatto obbligo al lavoratore avvisare immediatamente il
preposto o il datore di lavoro di qualsiasi rottura o
malfunzionamento degli stessi o dei DPI messa a sua
disposizione.
LA PREVENZIONE DAI RISCHI LEGATI ALLE RADIAZIONI OTTICHE ARTIFICIALI
9