L’OTTICA, CARATTERISTICHE ED EFFETTI DELLE RADIAZIONI OTTICHE

L’ottica è la parte della fisica che descrive il comportamento e le proprietà della luce e l’interazione della luce con la materia.

Affronta quelli che sono chiamati i fenomeni ottici, da un lato per spiegarli e dall’altro per ottenere risultati sperimentali che le consentano di crescere come disciplina fenomenologica e modellistica.

Di solito studia il comportamento delle radiazioni con le frequenze del visibile, dell’infrarosso dell’ultravioletto; tuttavia si incontrano fenomeni analoghi nelle frequenze dei raggi X, delle microonde, delle onde radio o radiofrequenze e di altre gamme della radiazione elettromagnetica.

L’ottica può quindi essere considerata come una parte dell’elettromagnetismo.

LE CARATTERISTICHE DELLE RADIAZIONI OTTICHE

Le radiazioni ottiche sono caratterizzate dalla loro lunghezza d’onda (nm).

Sono divise in radiazioni infrarosse, visibili e ultraviolette.

Possono essere emesse in modo “coerente” o “incoerente” e continuo o pulsato

Le caratteristiche sono:

• Monocromaticità: i fotoni vengono emessi con la stessa λ (lunghezza d’onda) ovvero la stessa frequenza.
• Unidirezionalità: il fascio di luce laser non diverge.
• Questo consente di indirizzarlo con estrema precisione.
• Coerenza: le onde elettromagnetiche viaggiano in fase nella stessa direzione. Ciò consente una elevata efficienza nel processo di amplificazione.
• Brillanza: per brillanza si intende la potenza (in watt o in joule al secondo) emessa per unità di superficie e per unità di angolo solido.

LE RADIAZIONI OTTICHE ARTIFICIALI

Le Radiazioni Ottiche Artificiali (ROA). Titolo VIII, Capo V, D.Lgs. n. 81/08.

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 soleche, 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.

I LASER

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.

LE APPLICAZIONI LASER INDUSTRIALI E CIVILI

Le principali applicazioni LASER industriali e civili sono:

• Taglio
• Saldatura
• Marcatura
• Foratura
• Abrasione
• Telecomunicazioni
• Telemetria
• Spettacolo
• Commercio
• Restauro e pulitura di opere d’arte
• Generazione di plasmi
• Spettrometria

LA PERICOLOSITÀ DEGLI APPARECCHI LASER

La pericolosità degli apparecchi LASER è definita attraverso delle “classi” crescenti in funzione dei rischi che generano:

• Classe 1 – 1M
• Classe 2 – 2M
• Classe 3R – 3B*
• Classe 4

GLI SCANNER

Gli scanner utilizzano specchi mobili per deflettere il fascio lungo un’area pre-definita in modo controllato. Tali sistemi in genere fanno uso di motori passo-passo gestiti da apposite interfacce elettroniche programmabili dall’operatore.

La verifica della loro funzionalità è quindi molto importante.

GLI EFFETTI SULLA SALUTE E SULLA SICUREZZA

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. 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.

La pericolosità delle sorgenti ROA è relativa all’energia emessa dalla sorgente e/o ricevuta dal lavoratore, alla lunghezza d’onda, alla modalità di impiego, al tempo di esposizione.

Gli occhi e la pelle sono gli organi più suscettibili di un danneggiamento da radiazioni ottiche. Il tipo di effetto, soglie di danno ed i meccanismi di danneggiamento variano funzione della lunghezza d’onda della radiazione.

IL DANNO ALLA PELLE E AGLI OCCHI

Poiché la pelle è meno sensibile al danno da radiazione visibile ed infrarossa, i limiti per l’esposizione degli occhi sono molto più restrittivi di quelli per la pelle.

Possono essere essenzialmente 2 per le radiazioni ultraviolette:

• Danno fotochimico o termico per l’occhio (fotocongiuntivite, fotocheratite, cataratta) (180-400 nm).
• Eritema, invecchiamento precoce, tumore per la pelle.

Possono essere essenzialmente 5 per le radiazioni visibili infrarosse:

• Danno termico della retina (380-1400 nm).
• Danno fotochimico della retina per esposizione a “luce blu”(380-550 nm e 300-550 per gli afachici).
• Danno termico al cristallino (800-3000 nm-IR vicino).
• Danno termico (ustione) della pelle (380-1 mm) e della cornea (1400 nm- 1 mm).
• Danno da fotosensibilizzazione della pelle (315-780).

GLI EFFETTI INDIRETTI

Particolare attenzione va posta agli effetti “indiretti” delle radiazioni ottiche.

Sorgenti molto intense possono infatti causare abbagliamento, disorientamento, incendi o esplosioni.

L’esposizione a ROA può essere determinante per indurre reazioni di fotosensibilità.

La valutazione del rischio deve tenere conto dei soggetti “particolarmente sensibili.

LA VARIABILITÀ DEGLI EFFETTI SU OCCHIO E CUTE

Non tutte le lunghezze d’onda appartenenti alle radiazioni ottiche, inoltre, hanno gli stessi effetti su occhio e cute, come mostrato nella tabella sottostante.

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.

LE SORGENTI DI LUCE BLU

Un discorso a parte meritano le sorgenti (laser o non) di luce blu (380-550 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.

Vi consiglio l’acquisto di questi prodotti: CLICCA QUI – CLICCA QUA – CLICCA QUI – CLICCA QUA – CLICCA QUI – CLICCA QUA – CLICCA QUI – CLICCA QUA – CLICCA QUI

Questo articolo contiene link di affiliazione icona (Sostienici, Grazie )

La tua donazione significa molto per continuare. Dona/rinnova il tuo sostegno ora. PAYPAL