La seguridad contra 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 suelen estar 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 el Código 21 de Regulaciones Federales (CFR) Parte 1040 en EE. UU. y la IEC 60825 [1] a nivel internacional, definen "clases" de láser dependiendo de 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 láseres al operar láseres. Los estándares de consenso, como el Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI) Z136, brindan a los usuarios medidas de control para los peligros del láser, así como varias tablas útiles para calcular los límites de exposición máxima permitida (MPE) y los límites de exposición accesibles (AEL).
Los efectos térmicos son la causa predominante de 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 provocar 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 resultar peligroso para la vista.
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, se pueden producir daños permanentes en una fracción de segundo, lo que es más rápido que un abrir y cerrar de ojos. Láseres suficientemente potentes en el rango visible al infrarrojo cercano (400-1400 nm ) penetrarán en el globo ocular y pueden causar calentamiento de la retina, mientras que la exposición a radiación láser con longitudes de onda inferiores a 400 nm o superiores a 1400 nm es absorbida en gran medida por la córnea. y cristalino, lo que conduce al desarrollo de cataratas o lesiones por quemaduras . [2]
Los láseres infrarrojos son especialmente peligrosos, ya que la respuesta protectora del cuerpo para evitar el deslumbramiento, también conocida como " reflejo de parpadeo ", se activa únicamente con la 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 daños inmediatos en la vista. Un chasquido o un clic que emana del globo ocular puede ser el único indicio de que se ha producido daño en la retina, es decir, 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 provocar daños en los tejidos biológicos, tanto del ojo como de 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 de menos de 1 μs aproximadamente pueden provocar un rápido aumento de temperatura, lo que resulta en una ebullición explosiva del agua. La onda expansiva de la explosión puede provocar daños a una distancia relativamente larga del punto de impacto. Los pulsos ultracortos también pueden mostrar autoenfoque en las partes transparentes del ojo, lo que aumenta el potencial de daño en comparación con pulsos más largos con la misma energía. La fotoionización resultó ser el principal mecanismo de daño por radiación cuando se utiliza el láser de titanio-zafiro . [4]
El ojo enfoca la luz visible y del infrarrojo cercano sobre la retina. Un rayo láser se puede enfocar a una intensidad en la retina que puede ser hasta 200.000 veces mayor que en el punto donde el rayo láser ingresa al 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 provoca quemaduras en la retina. La luz ultravioleta con longitudes de onda inferiores a 400 nm tiende a ser absorbida por el cristalino y a 300 nm en 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 del infrarrojo cercano 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 debidas a láseres pulsados.
La piel suele ser mucho menos sensible a la luz láser que el ojo, pero la exposición excesiva a la luz ultravioleta de cualquier fuente (láser o no láser) puede causar efectos a corto y largo plazo similares a las quemaduras solares , mientras que las longitudes de onda visibles e infrarrojas son principalmente dañino debido al daño térmico. [1]
Los investigadores de la FAA [ se necesita aclaración ] compilaron una base de datos de más de 400 incidentes reportados que ocurrieron entre 1990 y 2004 en los que los pilotos fueron sorprendidos, distraídos, temporalmente cegados o desorientados por la exposición al láser. Esta información dio lugar a una investigación en el Congreso de Estados Unidos . [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 extensión del haz de hasta varios metros. Sin embargo, la exposición al láser puede crear condiciones peligrosas como la ceguera por flash . 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 , el estornudo fótico , [6] que hace que el individuo afectado experimente un ataque de estornudo involuntario cuando se expone a un destello de luz repentino.
La exposición máxima permitida (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 daños . Por lo general, alrededor del 10% de la dosis tiene un 50% de posibilidades de provocar daños [7] en las peores condiciones. El MPE se mide en la córnea del ojo humano o en la piel, para una longitud de onda y un tiempo de exposición determinados.
Un cálculo del MPE para la exposición ocular tiene en cuenta las diversas formas en que la luz puede actuar sobre el ojo. Por ejemplo, la luz ultravioleta intensa provoca daños acumulados, incluso a potencias muy bajas. La luz infrarroja con una longitud de onda superior a aproximadamente 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 el de 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 e infrarroja cercana son especialmente peligrosos a potencias relativamente bajas porque la lente enfoca la luz en un pequeño punto de la retina. Las fuentes de luz con un menor grado de coherencia espacial que un rayo láser bien colimado, como los LED de alta potencia , conducen a una distribución de la luz sobre un área más grande de la retina. Para tales fuentes, el MPE es mayor que para los rayos láser colimados. En el cálculo del MPE se parte del peor de los casos, en el que el cristalino enfoca la luz en el tamaño de punto más pequeño posible en la retina para una determinada longitud de onda 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 e infrarrojas cercanas. Esto es relevante para rayos láser con una sección transversal inferior a 0,39 cm 2 . Las normas IEC-60825-1 y ANSI Z136.1 incluyen métodos para calcular los MPE. [1]
En varias jurisdicciones, los organismos de normalización, la legislación y las regulaciones gubernamentales definen las clases de láser según los riesgos asociados con ellos y definen las medidas de seguridad requeridas para las personas que pueden 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 luz láser en EN 60825 . Además, la norma europea EN 208 especifica los requisitos para el uso de gafas durante la alineación del haz. Estos transmiten una parte de la luz láser, lo que permite al operador ver dónde está el rayo, y no brindan protección completa contra un impacto directo del rayo láser.
En los EE. UU ., la serie de normas ANSI Z136 proporciona orientación para el uso de gafas protectoras y otros elementos de uso seguro del láser . Estos estándares de consenso están destinados a usuarios de láser y se pueden comprar copias completas directamente de ANSI o de la Secretaría oficial del Comité de Estándares Acreditados (ASC) Z136 y editor de esta serie de estándares 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 EE. UU . (FDA) regula los productos láser que ingresan al comercio 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 encendido, un obturador de apertura y un retraso de emisión (normalmente de dos a tres segundos). Los láseres OEM, diseñados para ser parte de otros componentes (como grabadoras de DVD ), están exentos de este requisito. Es posible que algunos láseres no portátiles no tengan una llave 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 1970. Las clasificaciones clasifican los láseres según su capacidad para producir daños en personas expuestas, desde la clase 1 (sin peligro durante el uso normal) hasta la clase 4 (peligro 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 progresivamente desde 2002. Este último refleja el mayor conocimiento sobre los láseres que se ha acumulado desde que se ideó el sistema de clasificación original, y permite ciertas Se reconozca que los tipos de láseres tienen un riesgo menor que el que implicaba su ubicación en el sistema de clasificación original. El sistema revisado es parte del estándar IEC 60825 revisado. Desde 2007, el sistema revisado también se incorpora a la norma ANSI de seguridad láser orientada a EE. UU. (ANSI Z136.1). Desde 2007, la FDA acepta el etiquetado según el sistema revisado 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. según el sistema antiguo y números arábigos (1-4) en la UE. El sistema revisado utiliza números arábigos (1 a 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. Suele ser una potencia máxima (en W) o energía (en J) que se puede emitir en un rango de longitud de onda específico y un tiempo de exposición que pasa a través de un diafragma de apertura específico a una distancia específica. Para longitudes de onda infrarrojas superiores a 4 μm, se especifica como densidad de potencia máxima (en W/m 2 ). Es responsabilidad del fabricante proporcionar la clasificación correcta de un láser y equiparlo con etiquetas de advertencia y medidas de seguridad adecuadas según lo prescrito por la normativa. Las medidas de seguridad utilizadas con los láseres más potentes incluyen operación controlada 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 enclavamiento.
A continuación, se enumeran las principales características y requisitos para el sistema de clasificación según lo especificado por la norma IEC 60825-1, junto con las etiquetas de advertencia típicas 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, riesgos para la piel y longitudes de onda invisibles. Para las clases I a IV, consultar el apartado sistema antiguo más abajo.
PRODUCTO LÁSER CLASE 1
Un láser de Clase 1 es seguro en todas las condiciones de uso normal. Esto significa que no se puede exceder la exposición máxima permitida (MPE) al observar un láser a simple vista o con la ayuda de ópticas de aumento típicas (p. ej. telescopio o microscopio ). Para verificar el cumplimiento, el estándar especifica la apertura y la distancia correspondientes a la vista a simple vista, un telescopio típico que observa un haz colimado y un microscopio típico que observa un haz divergente. Es importante tener en cuenta que ciertos láseres clasificados como Clase 1 aún pueden representar 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 aberturas definidas en la norma es menor que el AEL para la Clase 1; sin embargo, una óptica de aumento con mayor apertura puede captar un nivel de potencia peligroso. A menudo, 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 ninguna luz en condiciones de uso normal. [19]
RADIACIÓN LÁSER
NO MIRAR DIRECTAMENTE CON INSTRUMENTOS ÓPTICOS
PRODUCTO LÁSER CLASE 1M
Un láser Clase 1M es seguro para todas las condiciones de uso, excepto cuando se pasa a través de ópticas de aumento, como microscopios y telescopios. Los láseres de clase 1M producen haces de gran diámetro o haces divergentes. Normalmente, el MPE para un láser de Clase 1M no se puede exceder a menos que se utilicen ópticas de enfoque o de imagen para estrechar el haz. Si se reenfoca el haz, el peligro de los láseres de Clase 1M puede aumentar y se puede cambiar la clase del producto. Un láser puede clasificarse como Clase 1M si la potencia que puede pasar a través de la pupila del ojo desnudo es menor que el AEL para la Clase 1, pero la potencia que puede recogerse en el ojo mediante una óptica de aumento típica (como se define en la norma ) es superior al AEL para la Clase 1 e inferior al AEL para la Clase 3B. [20]
RADIACIÓN LÁSER
NO MIRAR HACIA EL HAZ
PRODUCTO LÁSER CLASE 2
Un láser de Clase 2 se considera 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 1 mW de onda continua, o más si el tiempo de emisión es inferior a 0,25 segundos o si la luz no es espacialmente coherente. La supresión intencionada del reflejo de parpadeo podría provocar lesiones oculares. Algunos punteros láser e instrumentos de medición son de clase 2.
RADIACIÓN LÁSER
NO MIRAR HACIA EL HAZ NI VER
DIRECTAMENTE CON INSTRUMENTOS ÓPTICOS
PRODUCTO LÁSER CLASE 2M
Un láser de Clase 2M es seguro debido al reflejo de parpadeo si no se ve a través de instrumentos ópticos. Al igual que con la clase 1M, esto se aplica a rayos láser con un diámetro grande o una gran divergencia, para los cuales la cantidad de luz que pasa a través de la pupila no puede exceder los límites de la clase 2.
RADIACIÓN LÁSER
EVITE LA EXPOSICIÓN DIRECTA A LOS OJOS
PRODUCTO LÁSER CLASE 3R
Un láser de Clase 3R se considera seguro si se maneja con cuidado y con una visión 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 láseres pulsados se aplican otros límites.
RADIACIÓN LÁSER
EVITE LA EXPOSICIÓN AL HAZ
PRODUCTO LÁSER 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 dañinos. El AEL para láseres continuos en el rango de longitud de onda desde 315 nm hasta el infrarrojo lejano es de 0,5 W. Para láseres pulsados entre 400 y 700 nm, el límite es 30 mJ. Se aplican otros límites a otras longitudes de onda y a láseres de impulsos ultracortos . Generalmente se requieren gafas protectoras cuando puede ocurrir una visualización directa de un rayo láser de clase 3B. Los láseres de clase 3B deben estar equipados con un interruptor de llave y un dispositivo de seguridad. Los láseres de clase 3B se utilizan dentro de las 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
RADIACIÓN DIRECTA O DISPERSA
PRODUCTO LÁSER DE CLASE 4
La Clase 4 es la clase de láser más alta y peligrosa, incluidos todos los láseres que exceden el AEL de Clase 3B. Por definición, un láser de clase 4 puede quemar la piel o causar daños oculares devastadores y permanentes como resultado de la visualización del haz directo, difuso o indirecto. Estos láseres pueden encender materiales combustibles y, por tanto, representar un riesgo de incendio. Estos peligros también pueden aplicarse a reflexiones indirectas o no especulares del haz, incluso en superficies aparentemente mate, lo que significa que se debe tener mucho cuidado al controlar la trayectoria del haz. Los láseres de clase 4 deben estar equipados con un interruptor de llave y un dispositivo 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 de riesgo ocular nominal (NOHD) y el área de riesgo ocular nominal (NOHA). [21]
Las clases de seguridad en el "antiguo sistema" de clasificación se establecieron en Estados Unidos mediante normas de consenso (ANSI Z136.1) y regulaciones federales y estatales. La clasificación internacional descrita en estándares de consenso como IEC 825 (más tarde IEC 60825) se basó en los mismos conceptos, pero se presentó con designaciones ligeramente diferentes de la clasificación estadounidense.
Este sistema de clasificación sólo se modifica ligeramente con respecto al sistema original desarrollado a principios de la década de 1970. Todavía se utiliza según las normas de seguridad de productos láser de EE. UU. Las potencias del 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 anterior sobre el sistema revisado.
Intrínsecamente seguro; No hay posibilidad de daño ocular. Esto puede deberse a una potencia de salida baja (en cuyo caso es imposible dañar los ojos 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 reproductores de CD o 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 únicamente 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 visualización continua para producir una quemadura en la retina. Los escáneres láser comerciales pertenecen a esta subclase.
Los láseres de esta clase son principalmente peligrosos en combinación con instrumentos ópticos que cambian 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 exceder los 2,5 mW/cm 2 si el dispositivo no está etiquetado con 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 comúnmente utilizados para presentaciones se encuentran en esta categoría.
Los láseres de esta clase pueden causar daños si el rayo entra directamente en el ojo. Esto generalmente se aplica a láseres con potencia de 5 a 500 mW. Los láseres de esta categoría pueden causar daños oculares permanentes con exposiciones de 1/100 de segundo o más, dependiendo de la potencia del láser. Una reflexión difusa generalmente no es peligrosa, pero las reflexiones especulares pueden ser tan peligrosas como las exposiciones directas. Se recomienda usar gafas protectoras cuando pueda ocurrir una visualización directa del haz de láseres de Clase IIIb. Los láseres de alta potencia de esta clase también pueden representar un riesgo de incendio y 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 a los ojos o la piel sin ser enfocados por la óptica del ojo o la instrumentación. Los reflejos difusos del rayo láser pueden ser peligrosos para la piel o los ojos dentro de la zona de riesgo nominal . (La zona de peligro nominal es el área alrededor de un láser en la que se excede el MPE aplicable). Muchos láseres industriales, científicos, militares y médicos se encuentran en esta categoría.
Muchos científicos involucrados con láseres coinciden en las siguientes pautas: [22] [23] [24] [25] [26]
La Administración de Salud y Seguridad Ocupacional de EE. UU. exige en el lugar de trabajo el uso de protección ocular al operar láseres de clases 3B y 4 de una manera que pueda provocar una exposición ocular superior al MPE . [27]
Las gafas protectoras en forma de ópticas con filtrado adecuado pueden proteger los ojos de la luz láser reflejada o dispersada con una potencia de rayo peligrosa, así como de la exposición directa a un rayo láser. Se deben seleccionar gafas para el tipo específico de láser, para bloquear o atenuar en el rango de longitud de onda apropiado. Por ejemplo, las gafas que absorben 532 nm suelen tener una apariencia naranja (aunque nunca se debe confiar únicamente en el color de la lente al seleccionar la protección ocular láser), ya que 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 menos costosos de frecuencia duplicada, como los "punteros láser verdes" de 532 nm que comúnmente son bombeados por diodos láser infrarrojos de 808 nm, y también genera el rayo láser fundamental de 1064 nm que se utiliza para producir la salida final de 532 nm. Si se permite que la radiación IR entre en el haz, lo que ocurre en algunos punteros láser verdes, en general no será bloqueada por gafas protectoras normales de color rojo o naranja diseñadas para un haz verde puro o ya filtrado por IR. Hay disponibles gafas especiales para láser YAG y de doble frecuencia para trabajar con YAG de frecuencia duplicada y otros láseres IR que tienen un haz visible, pero son más caros y los productos de láser verde bombeados por IR no siempre especifican si se necesita dicha protección adicional. .
Las gafas están clasificadas según la densidad óptica (OD), que es el logaritmo de base 10 del factor de atenuación mediante el cual el filtro óptico reduce la potencia del haz. Por ejemplo, las gafas con OD 3 reducirán la potencia del haz en el rango de longitud de onda especificado en un factor de 1000. Además de una densidad óptica suficiente para reducir la potencia del haz por debajo de la exposición máxima permitida (ver arriba), las gafas láser utilizadas cuando sean directas La exposición al rayo es posible y debe poder resistir un impacto directo del rayo 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 a los fabricantes que especifiquen la potencia máxima en lugar de la densidad óptica. Utilice siempre gafas de seguridad.
Los enclavamientos son circuitos que detienen el rayo 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 sólo porque la luz está contenida dentro de un recinto cerrado, como unidades de DVD o reproductores de CD portátiles.
Algunos sistemas tienen componentes electrónicos que apagan automáticamente el láser en otras condiciones. Por ejemplo, algunos sistemas de comunicación de 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 operan láseres deben nombrar un oficial de seguridad láser (LSO). El LSO es responsable de garantizar que todos los demás trabajadores de la organización sigan las normas de seguridad. [30]
Entre 1999 y 2016 se prestó cada vez más atención a los riesgos que plantean los llamados punteros y bolígrafos láser. Normalmente, la venta de punteros láser está restringida a clase 3A (<5 mW) o clase 2 (<1 mW), según las regulaciones locales. Por ejemplo, en EE. UU., Canadá y el Reino Unido, la clase 3A es el máximo permitido, 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, como la aplicación de la ley no suele ser 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 daños a la vista. Mainster et al. (2003) [33] proporcionan un caso, el de una niña 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 por completo 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 de la vista. Una angiografía con fluoresceína del fondo de ojo intravenoso , 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 <5 mW, como el que se encuentra en los punteros láser rojos, no representa una amenaza para la salud ocular. Por otro lado, existe el riesgo de sufrir lesiones si una persona mira deliberadamente un rayo 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 completamente la visión. Otras molestias experimentadas además de estas pueden ser psicológicas más que físicas. Con respecto a los punteros láser verdes, el tiempo de exposición segura puede ser menor, y con láseres de potencia aún mayor se deben esperar daños permanentes instantáneos. Estas conclusiones deben matizarse con observaciones teóricas recientes de que ciertos medicamentos recetados pueden interactuar con algunas longitudes de onda de la luz láser, provocando una mayor sensibilidad ( fototoxicidad ).
Más allá de la cuestión de las lesiones físicas en el ojo causadas por un puntero láser, son posibles otros efectos indeseables. Estos incluyen ceguera por destello de corta duración si el rayo se encuentra en un entorno oscuro, como al conducir de noche. Esto puede resultar en una pérdida momentánea del control del vehículo. Los láseres apuntados a aviones son un peligro para la aviación . Un oficial de policía que ve un punto rojo en su pecho puede concluir que un francotirador lo está apuntando y tomar medidas agresivas. [34] Además, se ha informado que el reflejo de sobresalto exhibido por algunas personas expuestas inesperadamente a una luz láser de este tipo ha resultado en casos de autolesión o pérdida de control. Por estas y otras razones similares, la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU . ha aconsejado 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, durante el funcionamiento normal, 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 ser inferiores a 1 mW y la longitud de onda en el infrarrojo, por ejemplo, Clase 1. Sin embargo, existen algunas excepciones importantes.
La mayoría de los sistemas de fibra monomodo/multimodo utilizan luz infrarroja, invisible al 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 en realidad muy intenso. Los técnicos también pueden utilizar láseres rojos para localizar fallos a entre 628 y 670 nm. Estos pueden crear un peligro importante si se ven incorrectamente, especialmente si tienen una potencia anormalmente alta. Estos detectores de fallos visibles suelen clasificarse 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 bomba internos con niveles de potencia de hasta unos pocos vatios, lo que supone un gran peligro. Sin embargo, estos niveles de potencia están contenidos dentro del módulo amplificador. Cualquier sistema que emplee conectores ópticos típicos (es decir, no de haz expandido) normalmente no puede exceder unos 100 mW, nivel de potencia por encima del cual los conectores monomodo se vuelven poco confiables, 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 necesaria ] . 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 se puede visualizar todo el haz en el ojo. Por lo tanto, nunca se deben utilizar dispositivos de aumento simples en tales situaciones. Se encuentran disponibles microscopios de inspección con conector óptico que incorporan filtros de bloqueo, lo que mejora enormemente la seguridad ocular. El diseño más reciente [35] también incorpora protección contra láseres rojos de localización de fallos.
Si bien la mayor parte del peligro de los láseres proviene del propio haz, existen ciertos peligros no relacionados con el haz que a menudo están asociados con el uso de sistemas láser. Muchos láseres son dispositivos de alto voltaje, típicamente 400 V hacia arriba para un láser pulsado pequeño de 5 mJ, y exceden muchos kilovoltios en láseres de mayor potencia. Esto, junto con el agua a alta presión para enfriar el láser y otros equipos eléctricos asociados, puede crear un peligro mayor que el propio rayo láser.
Los equipos eléctricos generalmente deben instalarse al menos a 250 mm (10 pulgadas) del piso para reducir el riesgo eléctrico en caso de inundación. Las mesas ópticas, láseres y otros equipos deben estar bien conectados a tierra. Se deben respetar los enclavamientos del gabinete 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 los tubos láser de iones de argón , halógenos en los láseres excimer , tintes orgánicos disueltos en disolventes tóxicos o inflamables en los láseres de tinte y vapores de metales pesados y aislamiento de asbesto en los láseres de helio- cadmio . También pueden incluir materiales liberados durante el procesamiento con láser, como vapores metálicos provenientes del corte o tratamientos superficiales de metales o la mezcla compleja de productos de descomposición producidos en el plasma de alta energía de un plástico cortado con láser.
Los riesgos mecánicos pueden incluir piezas móviles en bombas de vacío y presión; implosión o explosión de lámparas de destellos , tubos de plasma, camisas de agua y equipos de manipulación de gases.
También pueden producirse altas temperaturas y riesgos de incendio debido al funcionamiento de un láser Clase IIIB de alta potencia o cualquier láser Clase IV.
En los sistemas láser comerciales, las mitigaciones 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 enfriamiento de agua obstruida. Los enclavamientos, las contraventanas y las luces de advertencia suelen ser elementos críticos de las instalaciones comerciales modernas. En láseres más antiguos, sistemas experimentales y de hobby, y aquellos retirados de otros equipos (unidades OEM), se debe tener especial cuidado para anticipar y reducir las consecuencias del mal uso, así como de diversos modos de falla.