Os lasers estão se tornando ferramentas de pesquisa cada vez mais importantes em medicina, física, química, geologia, biologia e engenharia. Se usados incorretamente, podem causar ofuscamento e ferimentos (incluindo queimaduras e choque elétrico) aos operadores e outras pessoas, incluindo visitantes casuais do laboratório, e causar danos materiais significativos. Os usuários desses dispositivos devem compreender e aplicar as precauções de segurança necessárias ao manuseá-los.
O que é um laser?
A palavra "laser" (eng. LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) é uma abreviatura que significa "amplificação da luz por radiação induzida". A frequência da radiação gerada por um laser está dentro ou perto da parte visível do espectro eletromagnético. A energia é amplificada para um estado de intensidade extremamente alta através de um processo chamado "radiação induzida por laser".
O termo "radiação" é muitas vezes mal interpretadoerrado, porque também é usado para descrever materiais radioativos. Neste contexto, significa a transferência de energia. A energia é transportada de um lugar para outro por condução, convecção e radiação.
Existem muitos tipos diferentes de lasers operando em diferentes ambientes. Gases (por exemplo, argônio ou uma mistura de hélio e neônio), cristais sólidos (por exemplo, rubi) ou corantes líquidos são usados como meio de trabalho. Quando a energia é fornecida ao ambiente de trabalho, ele entra em estado excitado e libera energia na forma de partículas de luz (fótons).
Um par de espelhos em ambas as extremidades do tubo selado reflete ou transmite luz em um fluxo concentrado chamado feixe de laser. Cada ambiente de trabalho produz um feixe de comprimento de onda e cor únicos.
A cor da luz do laser é geralmente expressa em termos de comprimento de onda. Não é ionizante e inclui parte do espectro ultravioleta (100-400 nm), visível (400-700 nm) e infravermelho (700 nm - 1 mm).
Espectro eletromagnético
Cada onda eletromagnética tem uma frequência e comprimento únicos associados a este parâmetro. Assim como a luz vermelha tem sua própria frequência e comprimento de onda, todas as outras cores - laranja, amarelo, verde e azul - têm frequências e comprimentos de onda únicos. Os humanos são capazes de perceber essas ondas eletromagnéticas, mas são incapazes de ver o resto do espectro.
Raios gama, raios X e ultravioleta têm a maior frequência. infravermelho,a radiação de microondas e as ondas de rádio ocupam as frequências mais baixas do espectro. A luz visível fica em uma faixa muito estreita entre eles.
Radiação a laser: exposição humana
O laser produz um intenso feixe de luz direcionado. Se direcionado, refletido ou focado em um objeto, o feixe será parcialmente absorvido, elevando as temperaturas da superfície e interior do objeto, o que pode fazer com que o material mude ou se deforme. Essas qualidades, que encontraram aplicação em cirurgia a laser e processamento de materiais, podem ser perigosas para o tecido humano.
Além da radiação, que tem efeito térmico nos tecidos, a radiação laser é perigosa, produzindo um efeito fotoquímico. Sua condição é um comprimento de onda suficientemente curto, ou seja, a parte ultravioleta ou azul do espectro. Dispositivos modernos produzem radiação laser, cujo impacto em uma pessoa é minimizado. Lasers de baixa potência não têm energia suficiente para causar danos e não representam um perigo.
Os tecidos humanos são sensíveis à energia e, sob certas circunstâncias, a radiação eletromagnética, incluindo a radiação laser, pode danificar os olhos e a pele. Estudos foram realizados em níveis limiares de radiação traumática.
Risco ocular
O olho humano é mais suscetível a lesões do que a pele. A córnea (a superfície frontal externa transparente do olho), ao contrário da derme, não possui uma camada externa de células mortas que protegem contra as influências ambientais. laser e ultravioletaa radiação é absorvida pela córnea do olho, o que pode prejudicá-lo. A lesão é acompanhada de edema do epitélio e erosão, e em lesões graves - turvação da câmara anterior.
A lente do olho também pode ser propensa a lesões quando exposta a várias radiações de laser - infravermelho e ultravioleta.
O maior perigo, porém, é o impacto do laser na retina na parte visível do espectro óptico - de 400 nm (violeta) a 1400 nm (infravermelho próximo). Dentro desta região do espectro, os feixes colimados focam em áreas muito pequenas da retina. A variante mais desfavorável da exposição ocorre quando o olho olha para longe e um feixe direto ou refletido entra nele. Nesse caso, sua concentração na retina chega a 100.000 vezes.
Assim, um feixe visível com potência de 10 mW/cm2 atua na retina com potência de 1000 W/cm2. Isso é mais do que suficiente para causar danos. Se o olho não olhar para longe, ou se o feixe for refletido de uma superfície difusa e não espelhada, uma radiação muito mais poderosa leva a lesões. O efeito do laser na pele é desprovido do efeito de foco, por isso é muito menos propenso a lesões nesses comprimentos de onda.
Raios-X
Alguns sistemas de alta tensão com tensões acima de 15 kV podem gerar raios X de potência significativa: radiação laser, cujas fontes são excimer lasers de alta potência bombeados por elétrons, bem comosistemas de plasma e fontes de íons. Esses dispositivos devem ser testados quanto à segurança contra radiação, inclusive para garantir a proteção adequada.
Classificação
Dependendo da potência ou energia do feixe e do comprimento de onda da radiação, os lasers são divididos em várias classes. A classificação é baseada no potencial do dispositivo de causar lesão imediata nos olhos, pele ou fogo quando exposto diretamente ao feixe ou quando refletido em superfícies refletivas difusas. Todos os lasers comerciais estão sujeitos à identificação por marcações aplicadas a eles. Se o dispositivo foi feito em casa ou não foi marcado de outra forma, deve-se procurar aconselhamento sobre a classificação e rotulagem apropriadas. Os lasers são diferenciados pela potência, comprimento de onda e tempo de exposição.
Dispositivos Seguros
Dispositivos de primeira classe geram radiação laser de baixa intensidade. Não pode atingir níveis perigosos, portanto as fontes estão isentas da maioria dos controles ou outras formas de vigilância. Exemplo: impressoras a laser e CD players.
Dispositivos condicionalmente seguros
Lasers de segunda classe emitem na parte visível do espectro. Esta é a radiação laser, cujas fontes fazem com que uma pessoa tenha uma reação normal de rejeição de luz muito brilhante (reflexo de piscar). Quando exposto ao feixe, o olho humano pisca após 0,25 s, o que fornece proteção suficiente. No entanto, a radiação laser na faixa visível pode danificar o olho com exposição constante. Exemplos: ponteiros laser, lasers geodésicos.
Os lasers de classe 2a são dispositivos para fins especiais com potência de saída inferior a 1mW. Esses dispositivos só causam danos quando expostos diretamente por mais de 1000 s em uma jornada de trabalho de 8 horas. Exemplo: Leitores de código de barras.
Lasers perigosos
Classe 3a refere-se a dispositivos que não ferem com exposição de curto prazo ao olho desprotegido. Pode ser perigoso ao usar ópticas de focagem, como telescópios, microscópios ou binóculos. Exemplos: laser He-Ne de 1-5 mW, alguns ponteiros laser e níveis de construção.
O feixe de laser classe 3b pode causar ferimentos se aplicado diretamente ou refletido de volta. Exemplo: laser HeNe de 5-500mW, muitos lasers de pesquisa e terapêuticos.
Classe 4 inclui dispositivos com níveis de potência superiores a 500 mW. Eles são perigosos para os olhos, pele e também são um risco de incêndio. A exposição ao feixe, seus reflexos especulares ou difusos podem causar lesões nos olhos e na pele. Todas as medidas de segurança devem ser tomadas. Exemplo: lasers Nd:YAG, displays, cirurgia, corte de metal.
Radiação a laser: proteção
Cada laboratório deve fornecer proteção adequada para pessoas que trabalham com lasers. Janelas de salas pelas quais a radiação dos dispositivos das classes 2, 3 ou 4 pode passar, causando danos aosáreas não controladas devem ser cobertas ou protegidas durante a operação de tal aparelho. Para proteção máxima dos olhos, o seguinte é recomendado.
- O feixe deve ser fechado em uma bainha de proteção não refletiva e não inflamável para minimizar o risco de exposição acidental ou incêndio. Para alinhar o feixe, use telas fluorescentes ou miras secundárias; Evite contato visual direto.
- Use a potência mais baixa para o procedimento de alinhamento do feixe. Se possível, use dispositivos de baixo custo para procedimentos de alinhamento preliminar. Evite a presença de objetos refletores desnecessários na área do laser.
- Limite a passagem do feixe na zona de perigo fora do horário de trabalho, utilizando persianas e outros obstáculos. Não use as paredes da sala para alinhar o feixe dos lasers de classe 3b e 4.
- Use ferramentas não reflexivas. Alguns inventários que não refletem a luz visível tornam-se especulares na região invisível do espectro.
- Não use joias refletivas. Jóias de metal também aumentam o risco de choque elétrico.
Óculos
Ao trabalhar com lasers Classe 4 em uma área de risco aberta ou onde haja risco de reflexão, óculos de proteção devem ser usados. Seu tipo depende do tipo de radiação. Os óculos devem ser escolhidos para proteger contra reflexos, especialmente reflexos difusos, e para fornecer proteção a um nível em que o reflexo protetor natural possa evitar lesões oculares. Tais dispositivos ópticosmanter alguma visibilidade do feixe, evitar queimaduras na pele, reduzir a possibilidade de outros acidentes.
Fatores a serem considerados na escolha dos óculos:
- comprimento de onda ou região do espectro de radiação;
- densidade óptica em um comprimento de onda específico;
- iluminância máxima (W/cm2) ou potência do feixe (W);
- tipo de sistema a laser;
- modo de energia - luz laser pulsada ou modo contínuo;
- capacidades de reflexão - especular e difusa;
- campo de visão;
- presença de lentes corretivas ou de tamanho suficiente para permitir o uso de óculos corretivos;
- conforto;
- presença de orifícios de ventilação para evitar embaçamento;
- efeito na visão de cores;
- resistência ao impacto;
- capacidade de realizar as tarefas necessárias.
Como os óculos de proteção são suscetíveis a danos e desgaste, o programa de segurança do laboratório deve incluir verificações periódicas desses recursos de proteção.
