La seguridad de la radiación láser es el diseño, uso e implementación seguros de láseres para minimizar el riesgo de accidentes con láser , especialmente aquellos que involucran lesiones oculares . Dado que incluso cantidades relativamente pequeñas de luz láser pueden provocar lesiones oculares permanentes, la venta y el uso de láseres generalmente están sujetos a regulaciones gubernamentales.
Los láseres de potencia moderada y alta son potencialmente peligrosos porque pueden quemar la retina o incluso la piel. Para controlar el riesgo de lesiones, varias especificaciones, por ejemplo, la Parte 1040 del Código de Regulaciones Federales (CFR) 21 en los EE. UU. y la IEC 60825 [1] a nivel internacional, definen "clases" de láser según su potencia y longitud de onda. Estas regulaciones imponen a los fabricantes las medidas de seguridad requeridas, como etiquetar los láseres con advertencias específicas y usar gafas de seguridad para láser cuando se operan láseres. Las normas de consenso, como la Z136 del Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI), brindan a los usuarios medidas de control para los peligros del láser, así como varias tablas útiles para calcular los límites de exposición máxima permisible (MPE) y los límites de exposición accesibles (AEL).
Los efectos térmicos son la causa principal de las lesiones por radiación láser, pero los efectos fotoquímicos también pueden ser motivo de preocupación para longitudes de onda específicas de la radiación láser. Incluso los láseres de potencia moderada pueden causar lesiones en los ojos. Los láseres de alta potencia también pueden quemar la piel. Algunos láseres son tan potentes que incluso el reflejo difuso de una superficie puede ser peligroso para los ojos.
La coherencia y el bajo ángulo de divergencia de la luz láser, ayudados por el enfoque desde el cristalino del ojo, pueden hacer que la radiación láser se concentre en un punto extremadamente pequeño de la retina. Un aumento transitorio de sólo +10 °C (+18 °F) puede destruir las células fotorreceptoras de la retina . Si el láser es lo suficientemente potente, puede producirse un daño permanente en una fracción de segundo, que es más rápido que un parpadeo. Los láseres suficientemente potentes en el rango visible a infrarrojo cercano (400-1400 nm ) penetrarán en el globo ocular y pueden causar calentamiento de la retina, mientras que la exposición a la radiación láser con longitudes de onda inferiores a 400 nm o superiores a 1400 nm son absorbidas en gran medida por la córnea y el cristalino, lo que conduce al desarrollo de cataratas o quemaduras . [2]
Los láseres infrarrojos son especialmente peligrosos, ya que la respuesta de aversión al deslumbramiento protectora del cuerpo, también conocida como " reflejo de parpadeo ", se activa solo con luz visible. Por ejemplo, algunas personas expuestas a láseres Nd:YAG de alta potencia que emiten radiación invisible de 1064 nm pueden no sentir dolor ni notar un daño inmediato en su vista. Un ruido de chasquido o clic que emana del globo ocular puede ser la única indicación de que se ha producido un daño en la retina, es decir, que la retina se calentó a más de 100 °C (212 °F), lo que provocó una ebullición explosiva localizada acompañada de la creación inmediata de un punto ciego permanente . [3]
Los láseres pueden causar daños en los tejidos biológicos, tanto en los ojos como en la piel, debido a varios mecanismos. [1] El daño térmico, o quemadura , ocurre cuando los tejidos se calientan hasta el punto en que se produce la desnaturalización de las proteínas . Otro mecanismo es el daño fotoquímico , donde la luz desencadena reacciones químicas en el tejido. El daño fotoquímico ocurre principalmente con luz de longitud de onda corta (azul y ultravioleta ) y puede acumularse en el transcurso de horas. Los pulsos láser más cortos que aproximadamente 1 μs pueden causar un aumento rápido de la temperatura, lo que resulta en la ebullición explosiva del agua. La onda de choque de la explosión puede causar posteriormente daños relativamente lejos del punto de impacto. Los pulsos ultracortos también pueden exhibir autoenfoque en las partes transparentes del ojo, lo que lleva a un aumento del potencial de daño en comparación con pulsos más largos con la misma energía. La fotoionización resultó ser el principal mecanismo de daño por radiación en el uso del láser de titanio-zafiro . [4]
El ojo enfoca la luz visible y cercana al infrarrojo sobre la retina. Un rayo láser puede enfocarse a una intensidad en la retina que puede ser hasta 200.000 veces mayor que en el punto donde el rayo láser entra en el ojo. La mayor parte de la luz es absorbida por los pigmentos de melanina en el epitelio pigmentario justo detrás de los fotorreceptores, [1] y causa quemaduras en la retina. La luz ultravioleta con longitudes de onda más cortas que 400 nm tiende a ser absorbida por el cristalino y la de 300 nm por la córnea , donde puede producir lesiones a potencias relativamente bajas debido al daño fotoquímico. La luz infrarroja causa principalmente daño térmico a la retina en longitudes de onda cercanas al infrarrojo y a las partes más frontales del ojo en longitudes de onda más largas. La siguiente tabla resume las diversas afecciones médicas causadas por láseres en diferentes longitudes de onda, sin incluir las lesiones debido a los láseres pulsados.
La piel suele ser mucho menos sensible a la luz del láser que el ojo, pero la exposición excesiva a la luz ultravioleta de cualquier fuente (láser o no láser) puede provocar efectos a corto y largo plazo similares a las quemaduras solares , mientras que las longitudes de onda visibles e infrarrojas son principalmente dañinas debido al daño térmico. [1]
Los investigadores de la FAA [ aclaración necesaria ] recopilaron una base de datos de más de 400 incidentes notificados ocurridos entre 1990 y 2004 en los que los pilotos se sobresaltaron, distrajeron, cegaron temporalmente o desorientaron por la exposición al láser. Esta información condujo a una investigación en el Congreso de los EE. UU . [5] La exposición a la luz láser portátil en tales circunstancias puede parecer trivial dada la brevedad de la exposición, las grandes distancias involucradas y la propagación del haz de hasta varios metros. Sin embargo, la exposición al láser puede crear condiciones peligrosas como la ceguera por destello . Si esto ocurre durante un momento crítico en la operación de la aeronave, la aeronave puede estar en peligro. Además, entre el 18% y el 35% de la población posee el rasgo genético autosómico dominante , estornudo fótico , [6] que hace que el individuo afectado experimente un ataque de estornudos involuntarios cuando se expone a un destello repentino de luz.
La exposición máxima permisible (MPE) es la potencia o densidad de energía más alta (en W/cm 2 o J/cm 2 ) de una fuente de luz que se considera segura, es decir, que tiene una probabilidad insignificante de crear daño . Por lo general, es alrededor del 10% de la dosis que tiene una probabilidad del 50% de crear daño [7] en las peores condiciones. La MPE se mide en la córnea del ojo humano o en la piel, para una longitud de onda y un tiempo de exposición determinados.
El cálculo del MPE para la exposición ocular tiene en cuenta las distintas formas en que la luz puede actuar sobre el ojo. Por ejemplo, la luz ultravioleta profunda causa daños acumulativos, incluso a potencias muy bajas. La luz infrarroja con una longitud de onda superior a unos 1400 nm es absorbida por las partes transparentes del ojo antes de llegar a la retina, lo que significa que el MPE para estas longitudes de onda es mayor que para la luz visible. Además de la longitud de onda y el tiempo de exposición, el MPE tiene en cuenta la distribución espacial de la luz (de un láser o de otro tipo). Los rayos láser colimados de luz visible y cercana al infrarrojo son especialmente peligrosos a potencias relativamente bajas porque la lente enfoca la luz en un punto diminuto de la retina. Las fuentes de luz con un grado de coherencia espacial menor que un rayo láser bien colimado, como los LED de alta potencia , dan lugar a una distribución de la luz sobre un área más grande de la retina. Para estas fuentes, el MPE es mayor que para los rayos láser colimados. En el cálculo del MPE, se asume el peor escenario posible, en el que el cristalino del ojo enfoca la luz en el tamaño de punto más pequeño posible en la retina para la longitud de onda particular y la pupila está completamente abierta. Aunque el MPE se especifica como potencia o energía por unidad de superficie, se basa en la potencia o energía que puede pasar a través de una pupila completamente abierta (0,39 cm 2 ) para longitudes de onda visibles y cercanas al infrarrojo. Esto es relevante para rayos láser que tienen una sección transversal menor a 0,39 cm 2 . Las normas IEC-60825-1 y ANSI Z136.1 incluyen métodos para calcular los MPE. [1]
En diversas jurisdicciones, los organismos de normalización, la legislación y las regulaciones gubernamentales definen las clases de láser según los riesgos asociados a ellos y definen las medidas de seguridad necesarias para las personas que puedan estar expuestas a esos láseres.
En la Comunidad Europea (CE), los requisitos de protección ocular se especifican en la norma europea EN 207 y las intensidades máximas de la luz láser en la norma EN 60825. Además, la norma europea EN 208 especifica los requisitos para las gafas que se utilizan durante la alineación del haz. Estas transmiten una parte de la luz láser, lo que permite al operador ver dónde se encuentra el haz, y no proporcionan una protección completa contra el impacto directo del haz láser.
En los EE. UU. , la serie de normas ANSI Z136 ofrece orientación sobre el uso de gafas protectoras y otros elementos para el uso seguro del láser . Estas normas de consenso están destinadas a los usuarios de láser y se pueden comprar copias completas directamente a ANSI o a la Secretaría oficial del Comité de Normas Acreditadas (ASC) Z136 y editor de esta serie de normas ANSI, el Laser Institute of America . [8] Las normas son las siguientes:
A través de 21 CFR 1040, la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) regula los productos láser que ingresan al mercado y requiere que todos los láseres de clase IIIb y clase IV que se ofrecen en el comercio en los EE. UU. tengan cinco características de seguridad estándar: un interruptor de llave , un dispositivo de bloqueo de seguridad, un indicador de energía, un obturador de apertura y un retardo de emisión (normalmente de dos a tres segundos). Los láseres OEM, diseñados para ser partes de otros componentes (como grabadoras de DVD ), están exentos de este requisito. Algunos láseres no portátiles pueden no tener un dispositivo de seguridad o un retardo de emisión, pero tienen un botón de parada de emergencia y/o un interruptor remoto.
Los láseres se han clasificado por longitud de onda y potencia [18] en cuatro clases y algunas subclases desde principios de los años 70. Las clasificaciones categorizan los láseres según su capacidad de producir daños en las personas expuestas, desde la clase 1 (sin peligro durante el uso normal) hasta la clase 4 (riesgo grave para los ojos y la piel). Hay dos sistemas de clasificación, el "sistema antiguo" utilizado antes de 2002 y el "sistema revisado" que se está introduciendo gradualmente desde 2002. Este último refleja el mayor conocimiento de los láseres que se ha acumulado desde que se ideó el sistema de clasificación original y permite que ciertos tipos de láseres sean reconocidos como de menor peligro que el que implicaba su ubicación en el sistema de clasificación original. El sistema revisado es parte de la norma IEC 60825 revisada. Desde 2007, el sistema revisado también se incorpora a la Norma de seguridad de láser ANSI orientada a los EE. UU. (ANSI Z136.1). Desde 2007, el etiquetado según el sistema revisado es aceptado por la FDA en los productos láser importados a los EE. UU. Los sistemas antiguos y revisados se pueden distinguir por las clases 1M, 2M y 3R utilizadas únicamente en el sistema revisado y las clases 2A y 3A utilizadas únicamente en el sistema antiguo. Los números de clase se designaban utilizando números romanos (I–IV) en los EE. UU. bajo el sistema antiguo y números arábigos (1–4) en la UE. El sistema revisado utiliza números arábigos (1–4) en todas las jurisdicciones.
La clasificación de un láser se basa en el concepto de límites de emisión accesibles (AEL) que se definen para cada clase de láser. Por lo general, se trata de una potencia máxima (en W) o energía (en J) que se puede emitir en un rango de longitud de onda y un tiempo de exposición específicos que pasa a través de un diafragma específico a una distancia específica. Para longitudes de onda infrarrojas superiores a 4 μm, se especifica como una densidad de potencia máxima (en W/m2 ) . Es responsabilidad del fabricante proporcionar la clasificación correcta de un láser y equipar el láser con las etiquetas de advertencia y las medidas de seguridad adecuadas según lo prescrito por las regulaciones. Las medidas de seguridad utilizadas con los láseres más potentes incluyen el funcionamiento controlado por llave, luces de advertencia para indicar la emisión de luz láser, un tope o atenuador del haz y un contacto eléctrico que el usuario puede conectar a una parada de emergencia o un enclavamiento.
A continuación se enumeran las principales características y requisitos del sistema de clasificación especificado por la norma IEC 60825-1, junto con las etiquetas de advertencia requeridas. Además, las clases 2 y superiores deben tener la etiqueta de advertencia triangular que se muestra aquí, y se requieren otras etiquetas en casos específicos que indiquen emisión láser, aperturas láser, peligros para la piel y longitudes de onda invisibles. Para las clases I a IV, consulte la sección sobre el sistema antiguo más adelante.
PRODUCTO LASER DE CLASE 1
Un láser de Clase 1 es seguro en todas las condiciones de uso normal. Esto significa que no se puede superar la exposición máxima permisible (MPE) al observar un láser a simple vista o con la ayuda de una óptica de aumento típica (por ejemplo, un telescopio o un microscopio ). Para verificar el cumplimiento, la norma especifica la apertura y la distancia correspondientes al ojo desnudo, un telescopio típico que observa un haz colimado y un microscopio típico que observa un haz divergente. Ciertos láseres clasificados como Clase 1 pueden seguir planteando un peligro cuando se observan con un telescopio o microscopio de apertura suficientemente grande. Por ejemplo, un láser de alta potencia con un haz colimado muy grande o un haz muy divergente puede clasificarse como Clase 1 si la potencia que pasa a través de las aperturas definidas en la norma es menor que el AEL para la Clase 1; sin embargo, un nivel de potencia inseguro puede ser recogido por una óptica de aumento con una apertura mayor. A menudo, los dispositivos como las unidades ópticas se considerarán de clase 1 si contienen completamente el haz de un láser más potente y de clase superior, de modo que no se escape luz durante el uso normal. [19]
RADIACIÓN LÁSER
NO MIRAR DIRECTAMENTE CON INSTRUMENTOS ÓPTICOS
PRODUCTO LÁSER CLASE 1M
Un láser de clase 1M es seguro para todas las condiciones de uso, excepto cuando pasa a través de ópticas de aumento, como microscopios y telescopios. Los láseres de clase 1M producen haces de gran diámetro o haces que son divergentes. El MPE para un láser de clase 1M normalmente no se puede superar a menos que se utilicen ópticas de enfoque o de formación de imágenes para estrechar el haz. Si se reenfoca el haz, el riesgo de los láseres de clase 1M puede aumentar y la clase del producto puede cambiar. Un láser puede clasificarse como de clase 1M si la potencia que puede pasar a través de la pupila del ojo desnudo es menor que la AEL para la clase 1, pero la potencia que puede captar el ojo mediante ópticas de aumento típicas (según se define en la norma) es mayor que la AEL para la clase 1 e inferior a la AEL para la clase 3B. [20]
RADIACIÓN LÁSER
NO MIRE FIJAMENTE AL HAZ
PRODUCTO LÁSER DE CLASE 2
Se considera que un láser de clase 2 es seguro porque el reflejo de parpadeo (respuesta de aversión al deslumbramiento ante luces brillantes) limitará la exposición a no más de 0,25 segundos. Solo se aplica a láseres de luz visible (400–700 nm). Los láseres de clase 2 están limitados a una onda continua de 1 mW, o más si el tiempo de emisión es inferior a 0,25 segundos o si la luz no es coherente espacialmente. La supresión intencional del reflejo de parpadeo podría provocar lesiones oculares. Algunos punteros láser e instrumentos de medición son de clase 2.
RADIACIÓN LÁSER
NO MIRE DIRECTAMENTE AL HAZ NI LO MIRE
DIRECTAMENTE CON INSTRUMENTOS ÓPTICOS
PRODUCTO LÁSER DE CLASE 2M
Un láser de clase 2M es seguro debido al reflejo de parpadeo si no se observa a través de instrumentos ópticos. Al igual que con la clase 1M, esto se aplica a los rayos láser con un gran diámetro o una gran divergencia, para los cuales la cantidad de luz que pasa a través de la pupila no puede superar los límites de la clase 2.
RADIACIÓN LÁSER
EVITE LA EXPOSICIÓN DIRECTA DE LOS OJOS
PRODUCTO LÁSER DE CLASE 3R
Un láser de clase 3R se considera seguro si se maneja con cuidado y con una visibilidad restringida del haz. Con un láser de clase 3R, se puede superar el MPE, pero con un riesgo bajo de lesiones. Los láseres continuos visibles de clase 3R están limitados a 5 mW. Para otras longitudes de onda y para láseres pulsados, se aplican otros límites.
RADIACIÓN LÁSER
EVITE LA EXPOSICIÓN AL HAZ
PRODUCTO LÁSER DE CLASE 3B
Un láser de clase 3B es peligroso si el ojo se expone directamente, pero los reflejos difusos, como los del papel u otras superficies mate , no son perjudiciales. El AEL para láseres continuos en el rango de longitud de onda de 315 nm al infrarrojo lejano es de 0,5 W. Para láseres pulsados entre 400 y 700 nm, el límite es de 30 mJ. Se aplican otros límites a otras longitudes de onda y a láseres pulsados ultracortos . Normalmente se requieren gafas protectoras cuando puede haber visión directa de un haz láser de clase 3B. Los láseres de clase 3B deben estar equipados con un interruptor de llave y un enclavamiento de seguridad. Los láseres de clase 3B se utilizan dentro de grabadoras de CD y DVD, aunque la unidad de grabación en sí es de clase 1 porque la luz láser no puede salir de la unidad.
RADIACIÓN LÁSER
EVITE LA EXPOSICIÓN DE LOS OJOS O LA PIEL A
LA RADIACIÓN DIRECTA O DISPERSA
PRODUCTO LÁSER DE CLASE 4
La clase 4 es la clase más alta y peligrosa de láser, incluidos todos los láseres que superan el AEL de la clase 3B. Por definición, un láser de clase 4 puede quemar la piel o causar daños oculares devastadores y permanentes como resultado de la observación directa, difusa o indirecta del haz. Estos láseres pueden encender materiales combustibles y, por lo tanto, pueden representar un riesgo de incendio. Estos peligros también pueden aplicarse a los reflejos indirectos o no especulares del haz, incluso desde superficies aparentemente mate, lo que significa que se debe tener mucho cuidado para controlar la trayectoria del haz. Los láseres de clase 4 deben estar equipados con un interruptor de llave y un enclavamiento de seguridad. La mayoría de los láseres industriales, científicos, militares y médicos se encuentran en esta categoría. Los láseres médicos pueden tener emisiones divergentes y requieren conocimiento de la distancia nominal de riesgo ocular (NOHD) y el área nominal de riesgo ocular (NOHA). [21]
Las clases de seguridad del "antiguo sistema" de clasificación se establecieron en Estados Unidos mediante normas de consenso (ANSI Z136.1) y reglamentos federales y estatales. La clasificación internacional descrita en normas de consenso como IEC 825 (posteriormente IEC 60825) se basaba en los mismos conceptos, pero se presentaba con designaciones ligeramente diferentes a la clasificación estadounidense.
Este sistema de clasificación es apenas una modificación del sistema original desarrollado a principios de los años 70. Todavía se utiliza en las normas de seguridad de los productos láser de EE. UU. Las potencias láser mencionadas son valores típicos. La clasificación también depende de la longitud de onda y de si el láser es pulsado o continuo. Para las clases de láser 1 a 4, consulte la sección sobre el sistema revisado más arriba.
Intrínsecamente seguro; no hay posibilidad de daño ocular. Esto puede deberse a una potencia de salida baja (en cuyo caso el daño ocular es imposible incluso después de horas de exposición) o a una carcasa que impide el acceso del usuario al rayo láser durante el funcionamiento normal, como en los reproductores de CD o las impresoras láser .
El reflejo de parpadeo del ojo humano ( respuesta de aversión ) evitará daños oculares, a menos que la persona mire deliberadamente el haz durante un período prolongado. La potencia de salida puede ser de hasta 1 mW. Esta clase incluye solo láseres que emiten luz visible . Algunos punteros láser se encuentran en esta categoría.
Una región en el extremo de baja potencia de la Clase II donde el láser requiere más de 1000 segundos de observación continua para producir una quemadura en la retina. Los escáneres láser comerciales pertenecen a esta subclase.
Los láseres de esta clase son en su mayoría peligrosos en combinación con instrumentos ópticos que modifican el diámetro del haz o la densidad de potencia, aunque incluso sin la mejora del instrumento óptico, el contacto directo con el ojo durante más de dos minutos puede causar daños graves a la retina. La potencia de salida no supera los 5 mW. La densidad de potencia del haz no puede superar los 2,5 mW/cm2 si el dispositivo no lleva una etiqueta de advertencia de "precaución"; de lo contrario, se requiere una etiqueta de advertencia de "peligro". Muchas miras láser para armas de fuego y punteros láser que se utilizan habitualmente para presentaciones pertenecen a esta categoría.
Los láseres de esta clase pueden causar daños si el haz entra directamente en el ojo. Esto se aplica generalmente a los láseres con potencias de entre 5 y 500 mW. Los láseres de esta categoría pueden causar daños oculares permanentes con exposiciones de 1/100 de segundo o más, según la potencia del láser. Una reflexión difusa no suele ser peligrosa, pero las reflexiones especulares pueden ser tan peligrosas como las exposiciones directas. Se recomienda el uso de gafas protectoras cuando se pueda observar directamente el haz de láseres de clase IIIb. Los láseres de alta potencia de esta clase también pueden presentar un riesgo de incendio y pueden quemar levemente la piel.
Los láseres de esta clase tienen potencias de salida de más de 500 mW en el haz y pueden causar daños graves y permanentes en los ojos o la piel sin que la óptica del ojo o la instrumentación los enfoquen. Las reflexiones difusas del haz láser pueden ser peligrosas para la piel o los ojos dentro de la zona de riesgo nominal . (La zona de riesgo nominal es el área alrededor de un láser en la que se excede el MPE aplicable). Muchos láseres industriales, científicos, militares y médicos pertenecen a esta categoría.
Muchos científicos involucrados con láseres coinciden en las siguientes pautas: [22] [23] [24] [25] [26]
La Administración de Seguridad y Salud Ocupacional de los EE. UU . exige el uso de protección ocular cuando se operan láseres de clases 3B y 4 de una manera que pueda resultar en una exposición ocular superior al MPE en el lugar de trabajo. [27]
Las gafas protectoras con una óptica de filtrado adecuada pueden proteger los ojos de la luz láser reflejada o dispersa con una potencia de haz peligrosa, así como de la exposición directa a un haz láser. Las gafas deben seleccionarse para el tipo específico de láser, para bloquear o atenuar en el rango de longitud de onda adecuado. Por ejemplo, las gafas que absorben 532 nm suelen tener un aspecto anaranjado (aunque nunca se debe confiar únicamente en el color de la lente al seleccionar la protección ocular contra el láser) y transmiten longitudes de onda superiores a 550 nm. Estas gafas serían inútiles como protección contra un láser que emita a 800 nm. Además, algunos láseres emiten más de una longitud de onda de luz, y esto puede ser un problema particular con algunos láseres de frecuencia duplicada menos costosos, como los "punteros láser verdes" de 532 nm que normalmente son bombeados por diodos láser infrarrojos de 808 nm y también generan el haz láser fundamental de 1064 nm que se utiliza para producir la salida final de 532 nm. Si se permite que la radiación infrarroja entre en el haz, lo que sucede en algunos punteros láser verdes, en general no será bloqueada por las gafas protectoras de color rojo o naranja diseñadas para el haz verde puro o ya filtradas por infrarrojos. Existen gafas especiales para láseres YAG y de doble frecuencia para trabajar con láseres YAG de frecuencia duplicada y otros láseres IR que tienen un haz visible, pero son más caras y los productos láser verdes con bombeo de infrarrojos no siempre especifican si se necesita dicha protección adicional.
Las gafas se clasifican según su densidad óptica (DO), que es el logaritmo en base 10 del factor de atenuación por el cual el filtro óptico reduce la potencia del haz. Por ejemplo, unas gafas con una DO de 3 reducirán la potencia del haz en el rango de longitud de onda especificado por un factor de 1000. Además de una densidad óptica suficiente para reducir la potencia del haz por debajo de la exposición máxima permitida (véase más arriba), las gafas láser que se utilicen en lugares donde sea posible la exposición directa al haz deben poder soportar un impacto directo del haz láser sin romperse. Las especificaciones de protección (longitudes de onda y densidades ópticas) suelen estar impresas en las gafas, generalmente cerca de la parte superior de la unidad. En la Comunidad Europea, la norma europea EN 207 exige que los fabricantes especifiquen la potencia máxima en lugar de la densidad óptica. Utilice siempre gafas de seguridad.
Los enclavamientos son circuitos que detienen el haz láser si no se cumple alguna condición, como si la carcasa del láser o la puerta de una habitación están abiertas. Los láseres de clase 3B y 4 suelen proporcionar una conexión para un circuito de enclavamiento externo. Muchos láseres se consideran de clase 1 solo porque la luz está contenida dentro de una carcasa enclavada, como las unidades de DVD o los reproductores de CD portátiles.
Algunos sistemas tienen componentes electrónicos que apagan automáticamente el láser en otras condiciones. Por ejemplo, algunos sistemas de comunicación por fibra óptica tienen circuitos que apagan automáticamente la transmisión si una fibra se desconecta o se rompe. [28] [29]
En muchas jurisdicciones, las organizaciones que utilizan láseres deben designar un responsable de seguridad láser (LSO, por sus siglas en inglés). El LSO es responsable de garantizar que todos los demás trabajadores de la organización cumplan con las normas de seguridad. [30]
En el período de 1999 a 2016, se ha prestado cada vez más atención a los riesgos que plantean los denominados punteros láser y bolígrafos láser. Por lo general, la venta de punteros láser está restringida a la clase 3A (<5 mW) o la clase 2 (<1 mW), según las regulaciones locales. Por ejemplo, en los EE. UU., Canadá y el Reino Unido, la clase 3A es la máxima permitida, a menos que se proporcione un control accionado por llave u otras características de seguridad. [31] En Australia , la clase 2 es la clase máxima permitida. Sin embargo, debido a que la aplicación a menudo no es muy estricta, los punteros láser de clase 2 y superiores suelen estar disponibles para la venta incluso en países donde no están permitidos.
Van Norren et al. (1998) [32] no pudieron encontrar un solo ejemplo en la literatura médica de un láser de clase III <1 mW que causara daño a la vista. Mainster et al. (2003) [33] proporcionan un caso, un niño de 11 años que dañó temporalmente su vista al sostener un puntero láser rojo de aproximadamente 5 mW cerca del ojo y mirar fijamente el haz durante 10 segundos; experimentó un escotoma (un punto ciego) pero se recuperó completamente después de tres meses. Luttrull y Hallisey (1999) describen un caso similar, un hombre de 34 años que miró fijamente el haz de un láser rojo de clase IIIa de 5 mW durante 30 a 60 segundos, lo que le provocó un escotoma central temporal y pérdida del campo visual . Su vista se recuperó completamente en dos días, en el momento de su examen ocular. Una angiografía con fluoresceína del fondo de ojo intravenosa , una técnica utilizada por los oftalmólogos para visualizar la retina del ojo con gran detalle, identificó una decoloración sutil de la fóvea .
Por lo tanto, parece que una breve exposición de 0,25 segundos a un láser de <5 mW, como el que se encuentra en los punteros láser rojos, no supone una amenaza para la salud ocular. Por otra parte, existe la posibilidad de sufrir lesiones si una persona mira deliberadamente fijamente un haz de un láser de clase IIIa durante unos segundos o más a corta distancia. Incluso si se produce una lesión, la mayoría de las personas recuperarán totalmente la visión. Otras molestias que se experimentan además de estas pueden ser psicológicas en lugar de físicas. Con respecto a los punteros láser verdes, el tiempo de exposición seguro puede ser menor, e incluso con láseres de mayor potencia se debe esperar un daño permanente instantáneo. Estas conclusiones deben matizarse con las recientes observaciones teóricas de que ciertos medicamentos recetados pueden interactuar con algunas longitudes de onda de la luz láser, causando un aumento de la sensibilidad ( fototoxicidad ).
Además de la cuestión de las lesiones físicas en los ojos causadas por un puntero láser, existen otros efectos indeseables posibles, como la ceguera momentánea por destello si el haz se encuentra en un entorno oscuro, como cuando se conduce de noche. Esto puede provocar la pérdida momentánea del control del vehículo. Los láseres apuntados a los aviones son un peligro para la aviación . Un policía que vea un punto rojo en su pecho puede concluir que un francotirador lo está apuntando y tomar una acción agresiva. [34] Además, se ha informado de que el reflejo de sobresalto que exhiben algunas personas expuestas inesperadamente a la luz láser de este tipo ha dado lugar a casos de autolesión o pérdida de control. Por estas y otras razones similares, la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos ha advertido que los punteros láser no son juguetes y no deben ser utilizados por menores, excepto bajo la supervisión directa de un adulto.
La seguridad del láser de fibra óptica se caracteriza por el hecho de que, en condiciones normales de funcionamiento, el haz de luz es inaccesible, por lo que es necesario desconectar o romper algo para que sea accesible. El haz de salida resultante es bastante divergente, por lo que la seguridad ocular depende en gran medida de la distancia y de si se utiliza un dispositivo de aumento.
En la práctica, es poco probable que la exposición accidental a la gran mayoría de los sistemas instalados tenga algún impacto en la salud, ya que los niveles de potencia suelen estar por debajo de 1 mW y la longitud de onda en el infrarrojo, por ejemplo, la clase 1. Sin embargo, hay algunas excepciones importantes.
La mayoría de los sistemas de fibra monomodo/multimodo utilizan luz infrarroja, invisible para el ojo humano. En este caso, no hay respuesta de aversión ocular. Un caso especial son los sistemas que funcionan a 670–1000 nm, donde el haz puede parecer de un rojo apagado, incluso si el haz de luz es realmente muy intenso. Los técnicos también pueden utilizar láseres rojos para detectar fallas en alrededor de 628–670 nm. Estos pueden crear un peligro significativo si se observan incorrectamente, especialmente si tienen una potencia anormalmente alta. Estos detectores de fallas visibles generalmente se clasifican como Clase 2 hasta 1 mW y Clase 2M hasta 10 mW.
Los amplificadores ópticos de alta potencia se utilizan en sistemas de larga distancia. Utilizan láseres de bombeo internos con niveles de potencia de hasta unos pocos vatios, lo que supone un gran riesgo. Sin embargo, estos niveles de potencia están contenidos dentro del módulo amplificador. Cualquier sistema que emplee conectores ópticos típicos (es decir, sin haz expandido) normalmente no puede superar los 100 mW, nivel de potencia por encima del cual los conectores monomodo se vuelven poco fiables, por lo que si hay un conector monomodo en el sistema, el nivel de potencia de diseño siempre estará por debajo de este nivel, incluso si no se conocen otros detalles [ cita requerida ] . Un factor adicional con estos sistemas es que la luz alrededor de la banda de longitud de onda de 1550 nm (común para los amplificadores ópticos) se considera de riesgo relativamente bajo, ya que los fluidos oculares absorben la luz antes de que se enfoque en la retina. Esto tiende a reducir el factor de riesgo general de dichos sistemas.
Los microscopios ópticos y los dispositivos de aumento también presentan desafíos de seguridad únicos. Si hay alguna potencia óptica presente y se utiliza un dispositivo de aumento simple para examinar el extremo de la fibra, entonces el usuario ya no está protegido por la divergencia del haz, ya que todo el haz puede aparecer en el ojo. Por lo tanto, nunca se deben utilizar dispositivos de aumento simples en tales situaciones. Existen microscopios de inspección de conectores ópticos que incorporan filtros de bloqueo, lo que mejora enormemente la seguridad ocular. El diseño más reciente de este tipo [35] también incorpora protección contra láseres rojos de localización de fallas.
Si bien la mayor parte del peligro de los láseres proviene del propio haz, existen ciertos peligros no relacionados con el haz que suelen estar asociados con el uso de sistemas láser. Muchos láseres son dispositivos de alto voltaje, normalmente de 400 V o más para un láser pequeño de pulsos de 5 mJ, y de muchos kilovoltios en láseres de mayor potencia. Esto, sumado al agua a alta presión para enfriar el láser y otros equipos eléctricos asociados, puede crear un peligro mayor que el propio haz láser.
Los equipos eléctricos generalmente deben instalarse al menos a 250 mm (10 pulgadas) por encima del piso para reducir el riesgo eléctrico en caso de inundación. Las mesas ópticas, los láseres y otros equipos deben estar bien conectados a tierra. Se deben respetar los enclavamientos de los gabinetes y tomar precauciones especiales durante la resolución de problemas.
Además de los peligros eléctricos, los láseres pueden crear peligros químicos, mecánicos y de otro tipo específicos de instalaciones particulares. Los peligros químicos pueden incluir materiales intrínsecos al láser, como óxido de berilio en tubos láser de iones de argón , halógenos en láseres excimer , tintes orgánicos disueltos en solventes tóxicos o inflamables en láseres de tinte y vapores de metales pesados y aislamiento de amianto en láseres de helio- cadmio . También pueden incluir materiales liberados durante el procesamiento láser, como humos metálicos del corte o tratamientos de superficie de metales o la compleja mezcla de productos de descomposición producidos en el plasma de alta energía de un láser que corta plásticos.
Los peligros mecánicos pueden incluir piezas móviles en bombas de vacío y presión; implosión o explosión de lámparas de destello , tubos de plasma, camisas de agua y equipos de manipulación de gases.
El funcionamiento de láseres de clase IIIB de alta potencia o de cualquier láser de clase IV también puede provocar altas temperaturas y riesgos de incendio.
En los sistemas láser comerciales, las medidas de mitigación de riesgos, como la presencia de tapones fusibles , interruptores térmicos y válvulas de alivio de presión , reducen el riesgo de, por ejemplo, una explosión de vapor que surja de una camisa de refrigeración por agua obstruida. Los enclavamientos, los obturadores y las luces de advertencia suelen ser elementos críticos de las instalaciones comerciales modernas. En los láseres más antiguos, los sistemas experimentales y de aficionados, y los que se retiran de otros equipos (unidades OEM), se debe tener especial cuidado para anticipar y reducir las consecuencias del mal uso, así como los diversos modos de fallo.