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Radiazioni ottiche e laser

Per radiazioni ottiche si intendono tutte le radiazioni elettromagnetiche nella gamma di lunghezza d’onda compresa tra 100 nm e 1 mm. Lo spettro delle radiazioni ottiche si suddivide in radiazioni ultraviolette, radiazioni visibili e radiazioni infrarosse. Queste, ai fini protezionistici, sono a loro volta suddivise in:

irb e irc

La regione degli infrarossi è suddivisa in IRA (780-1400 nm), IRB (1400-3000 nm) e IRC (3000 nm-1 – 1 mm). Le sorgenti di radiazioni ottiche possono inoltre essere classificate in coerenti e non coerenti.

Le prime emettono radiazioni in fase fra di loro (i minimi e i massimi delle radiazioni coincidono), e sono generate da LASER, mentre le seconde emettono radiazioni sfasate e sono generate da tutte le altre sorgenti non LASER e dal Sole.

Tutte le radiazioni ottiche non generate dal Sole (radiazioni ottiche naturali) sono di origine artificiale, cioè sono generate artificialmente da apparati e non dal Sole.

Principali effetti dannosi della radiazione ottica sull’occhio e la pelle

La tipologia di effetti associati all’esposizione a ROA dipende dalla lunghezza d’onda della radiazione incidente, mentre dall’intensità dipendono sia la possibilità che questi effetti si verifichino che la loro gravità.

Oltre ai rischi per la salute dovuti all’esposizione diretta alle radiazioni ottiche artificiali esistono ulteriori rischi indiretti da prendere in esame quali:

e ulteriori rischi associati alle apparecchiature/lavorazioni che utilizzano ROA quali stress termico, contatti con superfici calde, rischi di natura elettrica, di esplosioni od incendi come nel caso di impiego di LASER di elevata potenza etc.

La qualità degli effetti, la loro gravità, o la probabilità che alcuni di essi si verifichino dipendono dalla esposizione radiante, dalla lunghezza d’onda della radiazione e, per quanto riguarda alcuni effetti sulla pelle, dalla fotosensibilità individuale che è una caratteristica geneticamente determinata.

Considerati dal punto di vista del loro decorso temporale gli effetti prodotti sull’occhio e sulla pelle possono essere suddivisi in:

In generale per ciascun effetto acuto è possibile stabilire “la dose soglia” al di sotto della quale l’effetto non si verifica. La maggior parte degli effetti a lungo termine (tumori: carcinoma cutaneo) hanno natura diversa dagli effetti acuti e la loro probabilità è tanto maggiore quanto più è elevata la dose accumulata dall’individuo.

Effetti sull’occhio

i fini della visione, l’occhio deve essere necessariamente esposto alla luce.

Quasi sempre le sorgenti di luce visibile (il sole e le lampade per illuminazione) emettono anche radiazioni non visibili quali la radiazione infrarossa e in misura minore ultravioletta, che sono inefficaci ai fini della visione ma che, viceversa, possono rappresentare un rischio potenziale per l’occhio.

Rispetto alla propagazione della radiazione attraverso le strutture oculari l’occhio può essere schematizzato come un sistema di filtri sovrapposti ciascuno con una particolare trasmissione spettrale (banda passante) e perciò in grado di assorbire e “filtrare” specifiche lunghezze d’onda.

Gli effetti biologici prodotti dalla RUV su ogni singola struttura, dipendono:

La trasmissione spettrale del cristallino, varia progressivamente con l’età e ciò può influire sia sulla natura sia sul livello del rischio. La rimozione del cristallino e la sua sostituzione con una protesi artificiale, nel trattamento chirurgico della cataratta, può alterare notevolmente la trasmissione dell’occhio nella regione spettrale UV-A e aumentare l’esposizione della retina.

effetti sugli occhi

FOTOCHERATOCONGIUNTIVITE
E’ provocata da esposizioni brevi ed intense alla RUV della regione spettrale precedentemente indicata. E’ un effetto caratterizzato da lesioni superficiali che interessano la congiuntiva e la cornea, dovute alla morte e progressiva perdita di cellule epiteliali con conseguente messa a nudo delle numerose terminazioni nervose superficiali che vengono in contatto con il velo lacrimale. Lo stato infiammatorio risultante ha carattere transitorio e reversibile ma è accompagnato da dolore acuto, fotofobia e una fastidiosa “sensazione di sabbia” negli occhi. Lo spettro d’azione della foto cheratite presenta un massimo di efficacia biologica fra 265÷275 nm. La prevenzione può essere facilmente realizzata mediante l’uso di occhiali idonei o maschere con visiera provvista di filtro.

CATARATTA
Il cristallino è funzionalmente una lente a focale variabile e, per definizione, deve essere trasparente nella banda del visibile. Il termine cataratta definisce uno stato patologico caratterizzato da una più o meno accentuata opacità del cristallino, a cui corrisponde una diminuita trasmissione della luce verso la retina ed un aumento della componente diffusa.

La cataratta è prevalentemente una patologia multifattoriale dell’età avanzata, legata a processi di invecchiamento molecolare e cellulare.

La Radiazione UV è tuttavia in grado di accelerare detti processi e quindi deve essere considerata un fattore causale specifico. Numerose indagini epidemiologiche dimostrano questa associazione ed anche gli esperimenti condotti su vari animali evidenziano l’effetto catarattogenico della RUV.

Per quanto riguarda l’esposizione a radiazione Infrarossa, emessa ad esempio da corpi incandescenti quali vetro o metalli fusi, fin dagli inizi del 1900, numerosi studi di rassegna ed epidemiologici hanno evidenziato un significativo incremento di incidenza di cataratte tra lavoratori addetti a lavorazioni del vetro o di metalli alle temperature di fusione

Il danno retinico da luce blu

In un individuo adulto normale la retina non è raggiunta dalla RUV esclusa una piccolissima frazione di UV-A di più bassa energia. La funzione complessiva di filtro (passabanda perché trasmette saltando il visibile e l’infrarosso A) è svolta dalle strutture oculari che precedono la retina. In età giovanile, tuttavia, l’occhio presenta una maggiore trasparenza alla RUV ed anche negli individui afachici (cristallino naturale sostituito da una protesi) la trasmissione nella regione UV-A può risultare notevolmente aumentata.

EFFETTI SULLA PELLE

Gli effetti più rilevanti che possono manifestarsi sulla pelle a seguito di esposizione acuta e/o cronica alla RUV sono:

L’eritema da esposizione alla RUV è la risposta biologica più studiata e forse più nota della pelle. L’effetto è facilmente osservabile soprattutto negli individui di pelle chiara. La reazione eritemigena si evidenzia con un arrossamento della pelle, indice di vasodilatazione periferica, raggiunge il massimo dopo 12-14 ore, e si risolve in 3-4 giorni.

Nel campo della protezione dagli effetti nocivi della RUV sulla pelle, l’eritema riveste una notevole importanza perché:

  • fra tutti gli effetti prodotti dalla RUV l’eritema è quello che forse più di ogni altro corrisponde alla definizione di effetto deterministico;
  • la risposta eritemigena, sia in termini di spettro d’azione sia di dose-risposta, è il fenomeno macroscopico più rappresentativo della fotosensibilità cutanea individuale)

L’invecchiamento cutaneo è un fenomeno complesso e multifattoriale ed è la risultante dell’invecchiamento cronologico e del fotoinvecchiamento provocato dall’esposizione complessiva alla RUV. Il fotoinvecchiamento si manifesta in misura più o meno accentuata nelle aree maggiormente fotoesposte, braccia, viso, collo ed è caratterizzato da secchezza cutanea, epidermide generalmente ispessita, rugosità, perdita di elasticità, pigmentazione irregolare.

Si ritiene che dette manifestazioni di danno siano prodotte, in parte dall’azione diretta e prolungata della radiazione UV-B e UV-A sulle cellule cutanee ed in parte dall’azione mediata da radicali liberi fotoindotti (superossido e idrossile) (Ayala, 1993).

Il fotoinvecchiamento cutaneo è un effetto ritardato che si manifesta in misura più accentuata negli individui di pelle chiara.

E’ noto che la RUV è in grado di produrre vari danni sul DNA quali:

mutazioni geniche, scambi cromatidici, aneuploidia, etc. e che questi effetti sono o possono essere connessi con la cancerogenesi.

Tra gli effetti sanitari a lungo termine l’induzione di tumori cutanei è di grande rilevanza per numero e gravità.

L’analisi delle più recenti evidenze scientifiche mostra che la radiazione ultravioletta (UV) è uno dei fattori causali maggiori per i carcinomi della pelle (carcinoma spinocellulare e carcinoma basocellulare) e per il melanoma cutaneo, provoca l’invecchiamento precoce della pelle ed effetti nocivi per la salute. A carico dell’occhio, la radiazione UV può comportare lesioni e danni alla retina ed al cristallino.

Lo IARC classifica lo spettro solare della radiazione UV e le lampade abbronzanti come “cancerogeni per l’uomo” (gruppo 1 A): a tale gruppo appartengono sostanze ed agenti per cui è accertata la cancerogenicità sull’uomo.

Per quanto concerne l’uso dei solarium si riportano al riguardo e constatazioni dello IARC (International Agency for Research on Cancer) nel documento Sunbed use in youth unequivocally associated with skin cancer  del 29 Novembre 2006 (scaricabile su questo portale in PDF):

”I dati mostrano un marcato aumento del rischio di melanoma per chi utilizzi apparecchiature solarium prima dei trent’anni: è stato calcolato un incremento del 75% di probabilità di contrarre il melanoma per questi utilizzatori, mentre questo incremento nel totale della popolazione anche se non statisticamente significativo, risulta comunque non trascurabile. L’abbronzatura artificiale non è efficace contro la carenza di vitamina D. Inoltre, dati scientifici mostrano una diminuita risposta immunitaria della pelle in coloro che fanno uso di solarium”.

A tale riguardo l’ICNIRP raccomanda che ”Se sono utilizzate apparecchiature per l’abbronzatura artificiale, dovrebbero essere applicate specifiche raccomandazioni: non dovrebbero essere formulate affermazioni di effetti benefici sulla salute.”

L’Organizzazione Mondiale della Sanità (WHO-OMS) nel documento Fact Sheet N°287 Interim Revision April 2010 afferma quanto segue:

”L’esposizione a raggi UV, siano essi naturali o artificiali da sorgenti quali lampade per abbronzatura artificiale, è un riconosciuto fattore di rischio per tumori della pelle. I raggi UV-B sono considerati cancerogeni in esperimenti in vivo, ed esiste crescente evidenza che i raggi UV-A usati nei solarium, data la loro maggiore capacità di penetrazione contribuiscono ad indurre il cancro. Uno studio condotto in Norvegia e Svezia mostra un incremento di rischio di melanoma maligno tra donne che abbiamo usato regolarmente solarium. […] Ad esclusione dell’abbronzatura, molte persone asseriscono che l’utilizzo di solarium li aiuti ad essere più rilassati ed a provare una sensazione di benessere. E’ difficile quantificare queste asserzioni. (…)

Per quanto concerne la produzione di vitamina D l’OMS asserisce che per la maggior parte della popolazione l’esposizione occasionale alla luce solare, combinata con una normale alimentazione, è sufficiente a fornire adeguato apporto di vitamina D.

La cancerogenesi fotoindotta dalla RUV a carico delle cellule cutanee è un processo multifattoriale di lungo periodo che coinvolge l’organismo attraverso risposte locali e sistemiche fra le quali anche la risposta immunitaria locale e sistemica.

I carcinomi della pelle (basalioni e spinalioni) sono tumori molto frequenti nell’uomo e si manifestano soprattutto in età avanzata e nelle aree maggiormente fotoesposte.

La dose radiante accumulata dal singolo individuo correla con la probabilità che l’evento neoplastico si verifichi ma non influenza sostanzialmente la sua gravità.

Il melanoma cutaneo è una forma molto pericolosa di cancro la cui incidenza, come mostrano indagini condotte soprattutto in Australia e Israele, è legata all’esposizione alla RUV.

In generale, gli individui più a rischio sono quelli di razza bianca che presentano pelle ed occhi chiari, in particolare, i biondi e i rossi di capelli con lentiggini e numerosi nei.

Il melanoma, a differenza dei carcinomi cutanei, presenta una scarsa correlazione con l’esposizione radiante accumulata dall’individuo nel corso della vita: episodi saltuari di intensa esposizione che producano eritema, scottature e vesciche, soprattutto se avvenuti in età giovanile, sono considerati fattori causali che aumentano considerevolmente il rischio di insorgenza di questa neoplasia.

La pelle è un organo molto complesso e non una semplice barriera di separazione fra l’ambiente esterno ed il corpo. In essa ha sede e svolge la sua funzione una parte importante del “braccio periferico” del sistema immunitario.

Si è osservato che l’esposizione alla RUV altera la risposta immunitaria a livello locale e sistemico deprimendo sia la risposta umorale mediata dai linfociti B sia quella cellulare mediata dai linfociti T.

Non è raro che a seguito di una intensa esposizione alla radiazione solare in alcuni individui compaiano, in particolare sulle labbra, lesioni tipiche provocate dal virus dell’herpes simplex. Si ritiene che l’esposizione alla RUV deprima temporaneamente il sistema immunitario permettendo al virus, presente in forma latente, di moltiplicarsi.

L’esposizione alla RUV e la contemporanea assunzione di alcuni composti chimici può provocare, in alcuni individui, delle reazioni di fotosensibilizzazione che si manifestano con tipiche reazioni cutanee. Le reazioni cutanee da fotosensibilizzazione sono prodotte da:

  • effetti fotoallergici
  • effetti fototossici.

Molti sono i prodotti di sintesi (ad esempio i principi attivi contenuti nei farmaci) e naturali (estratti di piante, sostanze cosmetiche, profumi) che possono produrre i suddetti effetti. E’ importante sottolineare che la RUV di lunghezza d’onda maggiore, in particolare la radiazione UV-A, è più efficace nell’indurre reazioni fototossiche e fotoallergiche, perché penetra più in profondità e quindi è in grado di interagire più facilmente con molecole fotoattive (cromofori) assunte per via sistemica e presenti nel microcircolo periferico

LASER

Il laser è un dispositivo che consente di generare radiazione ottica monocromatica, costituita cioè da un’unica lunghezza d’onda, estremamente direzionale e di elevata intensità. Tali caratteristiche non sono generalmente ottenibili con l’impiego di sorgenti di luce incoerente (es. lampade ad incandescenza, LED, a scarica di gas o ad arco).

Pur differenti per le tecnologie adottate tutti i laser sono basati sul medesimo principio fisico: l’amplificazione coerente dell’intensità luminosa tramite emissione stimolata di radiazione (in inglese Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, da cui l’acronimo LASER) e sono tipicamente costituiti da un materiale attivo, le cui proprietà fisiche determinano la lunghezza d’onda della radiazione laser, racchiuso in un contenitore cilindrico le cui basi sono due specchi piani.

Esiste attualmente una grande varietà di sorgenti laser (a stato solido, a gas, a coloranti organici, ad eccimeri) che coprono un intervallo di lunghezze d’onda che comprende la radiazione visibile l’infrarosso e l’ultravioletto. Accanto ai laser in continua (CW), esistono laser che emettono impulsi di grande intensità e breve durata (anche ben al di sotto del picosecondo).

classificazione dei laser

Un concetto importante per definire il rischio da esposizione a un’apparecchiatura laser è quello di LEA (Accessible Emission Limit), che è definito come il livello di radiazione massimo di una sorgente cui può accedere un operatore e determina la pericolosità di un apparato laser

Attraverso lo studio della soglia di danneggiamento per l’occhio e la cute in funzione della lunghezza d’onda e della durata dell’esposizione alla radiazione laser, sono stati dedotti i criteri che, in base alla lunghezza d’onda e al LEA, cioè alla potenza accessibile da parte dell’operatore, collocano un laser in una certa classe di pericolosità.

La norma tecnica CEI EN 60825-1, riguardante la sicurezza degli apparecchi laser, è stata recentemente aggiornata e con essa è stata rivista la classificazione delle apparecchiature. La classificazione delle sorgenti laser deve essere effettuata dal costruttore; dalla data 01/07/2005 gli apparecchi nuovi che vengono immessi sul mercato devono essere necessariamente conformi all’aggiornamento citato (nuova classificazione).

Sia per la vecchia che per la nuova classificazione, le classi sono stabilite sulla base dei LEA (Limite di Emissione Accettabile ) che descrive i livelli di radiazione emergente da un sistema laser, la cui valutazione permette la collocazione dell’apparecchio nell’opportuna categoria di rischio. La determinazione del LEA deve essere effettuata da parte del costruttore nelle condizioni più sfavorevoli ai fini della sicurezza. La classificazione dei Laser indica in ordine crescente il loro grado di pericolosità, e le opportune misure preventive e protettive.

E’ responsabilità del costruttore o del suo agente fornire la corretta classificazione di un apparecchio laser. Se la modifica da parte dell’utilizzatore di un apparecchio già classificato influenza un aspetto qualunque delle prestazioni dell’apparecchio o delle sue funzioni, la persona o l’organismo che effettua tale modifica ha la responsabilità di assicurare la riclassificazione e la nuova targatura dell’apparecchio laser.

Pertanto nota la classificazione è possibile stimare il rischio associato alla installazione ed impiego dell’apparato.

MISURE TECNICHE E ORGANIZZATIVE ADOTTATE ALL’ESITO DELLA VALUTAZIONE

Scopo delle misure di tutela è quello di eliminare o ridurre al minimo tutti i rischi (diretti o indiretti) per la salute e la sicurezza derivanti dall’esposizione a radiazioni ottiche di livello pericoloso ed eventuali altri rischi associati.

Il DLgs.81/2008 richiede che vengano adottate specifiche azioni di prevenzione solo qualora la valutazione evidenzi la possibilità di superamento dei VLE (Valori Limite Esposizione) oppure la sorveglianza sanitaria evidenzi alterazioni apprezzabili dello stato di salute dei lavoratori correlata all’esposizione a ROA.

SORGENTI INCOERENTI
Oltre all’adozione delle misure di tutela previste dai manuali di istruzione delle attrezzature di lavoro (macchine) marcate CE, una volta verificata l’indispensabilità o insostituibilità della sorgente o dell’attività-sorgente, per limitare o prevenire l’esposizione, si possono adottare soluzioni tecniche e procedurali quali:

  • il contenimento della sorgente all’interno di ulteriori idonei alloggiamenti schermanti completamente ciechi oppure di attenuazione nota, in relazione alle lunghezza d’onda di interesse; ad esempio, la radiazione UV si può schermare con finestre di vetro o materiali plastici trasparenti nel visibile;
  • l’adozione di schermi ciechi o inattinici a ridosso delle sorgenti (es.: i normali schermi che circondano le postazioni di saldatura, come da UNI EN 1598:2004);
  • la separazione fisica degli ambienti nelle quali si generano ROA potenzialmente nocive dalle postazioni di lavoro vicine;
  • l’impiego di automatismi (interblocchi) per disattivare le sorgenti ROA potenzialmente nocive (es.: lampade germicide a raggi UV) sugli accessi ai locali nei quali queste sono utilizzate;
  •   la definizione di “zone ad accesso limitato”, contrassegnate da idonea segnaletica di sicurezza, ove chiunque acceda deve essere informato e formato sui rischi di esposizione alla radiazione emessa dalle sorgenti in esse contenute e sulle appropriate misure di protezione, soluzione particolarmente utile per evitare esposizioni indebite, vale a dire di lavoratori non direttamente coinvolti nelle operazioni con sorgenti ROA potenzialmente nocive, nonché esposizioni di soggetti particolarmente sensibili.

APPARATI LASER
La norma CEI EN 60825-1 fissa le principali misure di tutela per l’installazione e l’impiego dei laser e richiede, in funzione della classe dell’apparato laser, specifiche misure di prevenzione, la cui opportunità deve essere valutata nel contesto specifico, quali:

  • schermare adeguatamente il fascio al termine del suo percorso utile;
  • trattare o proteggere le eventuali superfici riflettenti presenti sul percorso del fascio e per le specifiche lunghezze d’onda al fine di evitarne la riflessione o la diffusione;
  • collegare i circuiti del locale o della porta ad un connettore di blocco remoto;
  • abilitazione dello strumento mediante comando a chiave, hardware o software;
  • inserimento di un attenuatore di fascio;
  • installare segnaletica di sicurezza e segnali di avvertimento sugli accessi alle aree (ZLC e ZNRO, vedi Punto 5.25) o agli involucri di protezione;
  • predisposizione di procedure per l’accesso in sicurezza alle aree a rischio (es.: evitare oggetti riflettenti introdotti dal personale).

 

delimitazione aree

Ai sensi dell’art. 217, comma 2, del DLgs.81/2008 (ma anche dell’Allegato XXV, punti 3.2 e 3.3, richiamati dall’art.163 dello stesso Decreto), è necessario delimitare le aree in cui i lavoratori o le persone del pubblico possono essere esposti a tale rischio.

L’area va indicata tramite segnaletica e l’accesso alla stessa va limitato laddove ciò sia tecnicamente possibile e sussista un rischio di superamento dei valori limite di esposizione.

Nel caso delle radiazioni ottiche incoerenti, mancando uno specifico cartello di avvertimento, si fornisce l’indicazione di utilizzare quello previsto per la marcatura delle macchine che emettono ROA non coerenti ai sensi della norma EN 12198, come riportato in Figura 1.

Dispositivi di Protezione Individuale (DPI)

Al fine di proteggere i lavoratori dai rischi che possono provocare danni agli occhi e al viso, una volta identificati e valutati i rischi ed adottate tutte le misure concretamente attuabili per la loro eliminazione o riduzione, il datore di lavoro ha l’obbligo di adottare anche i dispositivi di protezione degli occhi e del viso più efficaci per contrastare i tipi di rischio presenti.

Per la protezione di occhi e viso si utilizzano occhiali (con oculare doppio o singolo), maschere (del tipo a scatola o a coppa) e ripari facciali (per saldatura o altro uso).

I rischi per gli occhi e il viso riscontrabili in ambiente di lavoro possono essere suddivisi in rischi meccanici ed elettrici, rischi chimici e biologici e rischi da radiazioni

Sorveglianza Sanitaria

Premesso che in ogni caso deve essere previsto un tempestivo controllo del Medico Competente ove si fosse riscontrata un’esposizione superiore ai valori limite, in considerazione del fatto che la sorveglianza sanitaria di cui all’art.218 del D.Lgs 81/08 è effettuata con lo scopo di prevenire tutti gli effetti dannosi derivanti dall’esposizione, appare logico attivare gli accertamenti sanitari preventivi e periodici certamente per quei lavoratori che, sulla base dei risultati della valutazione del rischio, debbano indossare DPI di protezione degli occhi o della pelle in quanto altrimenti potrebbero risultare esposti a livelli superiori ai valori limite di legge (nonostante siano state adottate tutte le necessarie misure tecniche di prevenzione, mezzi di protezione collettiva nonché misure, metodi o procedimenti di riorganizzazione del lavoro). Con specifico riferimento alla radiazione ultravioletta e alla luce blu, possono essere messi in atto interventi mirati di sorveglianza sanitaria finalizzata alla prevenzione dei danni a lungo termine quando le esposizioni, anche se inferiori ai valori limite, si possono protrarre nel tempo (mesi, anni).

Per quanto riguarda i soggetti particolarmente sensibili, che potrebbero essere esposti ad un rischio significativo anche a valori inferiori ai limiti di legge, saranno individuate dal Medico Competente la periodicità dei controlli sanitari e le misure protettive specifiche da mettere in atto in relazione alla tipologia ed entità dell’esposizione ed alle condizioni di suscettibilità individuale emerse dal controllo sanitario.

Soggetti particolarmente sensibili al rischio

Viene di seguito fornito un elenco, da ritenersi non esaustivo, di soggetti particolarmente sensibili (ove non diversamente specificato si intende a tutto lo spettro ottico):

Informazione e Formazione

L’informazione e la formazione dei lavoratori professionalmente esposti a ROA devono sempre comprendere:

  • uso corretto delle attrezzature;
  • uso corretto dei dispositivi di prevenzione collettiva (es.: schermature);
  • procedure di lavoro corrette;
  • quando e come indossare correttamente i DPI e relative indicazioni e controindicazioni sanitarie all’uso;
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