Los Riesgos del Láser y su Prevención
La mayoría de los productos láser están obligados por ley a tener una etiqueta que indique la Clase a la que pertenecen.
La CLASE de un láser es un indicador directo del grado de peligrosidad que supone la utilización de un dispositivo de estas características. Así que estos, se clasificarán por su potencial para causar lesiones en los ojos o la piel de los seres humanos.
Tipologías de daños biológicos por láser
Los láseres pueden causar daño a tejidos biológicos, en el ojo y la piel, por varios mecanismos:
- Daño térmico o quemadura, ocurre cuando los tejidos se calientan por encima de la temperatura a la cual las proteínas se descomponen. La severidad del daño depende de varios factores, como pueden ser la duración de la exposición, la longitud de onda del haz, la energía del haz, y la superficie y tipo de tejido expuesto al haz.
- Daño fotoquímico, causados cuando los fotones interactúan con las células y desencadena una reacción química en el tejido. Este daño ocurre principalmente para luz con longitudes de onda corta (azul y utravioleta).
- Daño ppor efecto acústico, producidos por recibir una onda de choque, propagada a través del tejido, y produciendo un daño en el mismo. Esto sucede cuando el haz láser causa una evaporación localizada de tejido, generándose un efecto similar al de las ondas propagándose al tirar una piedra en un estanque.
- Daño fotoionización, la cual es el mecanismo de daño de radiación cuando se usa un láser muy especifico, en este caso ocurre con los láser de Titanio-zafiro.
Del mismo modo que una lente de aumento (una lupa, por ejemplo) puede ser empleada para concentrar luz solar y quemar un material, la lente que es el ojo humano concentra la luz del haz láser en un punto muy reducido, que puede quemar la retina, generando daños irreversibles.
La mayor parte de la luz del haz es absorbida por la melanina que se encuentra en el epitelio que se encuentra justo detrás de los fotorreceptores y causa quemaduras en la retina.
Un haz láser con baja divergencia entrando en el ojo puede ser concentrado en un área de un diámetro de entre 10 y 20 micras, pudiendo llegar con una potencia 200.000 veces mayor que cuando el haz entra en la superficie del ojo.
NUNCA se debe apuntar con un láser a los ojos de alguien, no importa cuan baja sea la potencia del mismo.
En la tabla siguiente se resumen varias lesiones médicas causadas por láseres de diferentes longitudes de onda. Dependiendo de esta longitud de onda, se determina en que zona del ojo se produce la absorción de la energía del láser y tipo de lesión:
| Longitudes de Onda | Efectos patológicos en los ojos | Efectos patológicos en la piel |
|---|---|---|
| 180 – 315 nm (UV-B, UV-C) | La luz ultravioleta es absorbida por la córnea donde se producen heridas por daño fotoquímico, incluso para potencias relativamente bajas. Produciendo fotoqueratitis (inflamación de la córnea, equivalente a una quemadura de sol) | Eritema (similar a una quemadura producida por el sol), cáncer de piel, envejecimiento acelerado de la piel. |
| 315 – 400 nm (UV-A) | La luz ultravioleta es absorbida por el cristalino produciendo daño fotoquímico, por ejemplo cataratas (opacidad del cristalino). | Oscurecimiento del pigmento de la piel y quemadura cutánea. |
| 400 – 780 nm (visible) | Luz del rango visible puede producir daño fotoquímico en la retina (quemadura de la retina). | Oscurecimiento del pigmento de la piel, reacciones de fotosensibilización y quemadura cutánea. |
| 780 – 1.400 nm (próximo al IR) | La luz próxima al infrarrojo causa principalmente daño térmico. Daños como: catarata, quemadura en la retina. | Quemadura cutánea. |
| 1.400 – 3.000 nm (IR) | La luz infrarroja causa principalmente daño térmico. Daños como: Bengala rosa (exceso de proteínas en el humor vítreo), cataratas, quemadura de la córnea. | Quemadura cutánea. |
| 3.000 nm – 1 mm | La luz con longitudes de onda más largas causan daños en la parte más frontal del ojo, tales como quemadura de la córnea. | Quemadura cutánea. |
Rango visible o invisible del láser
En el siguiente gráfico se detallan las distintas longitudes de onda de la luz dentro espectro visible e invisible. El rango desde los 400 a 700 nanómetros esta comprendido para la luz visible, longitudes de onda inferiores a los 400 nm para el ultravioleta y longitudes de onda superiores de 700 nm para el infrarrojo.
Afortunadamente, el ojo dispone de un mecanismo de “autodefensa”, técnicamente conocido como “respuesta de aversión”: cuando una luz brillante incide en el ojo, este tiende a cerrar rápidamente el párpado, o el sujeto se mueve intentando mirar en una dirección diferente a la de la luz. Normalmente la respuesta de aversión se produce en menos de 0,25 segundos desde que se produce la incidencia de la luz en el ojo.
Este reflejo de aversión puede proteger frente a la incidencia de láser de poca potencia, pero no tiene efecto alguno cuando el láser es de una potencia significativa, ya que el daño en estos últimos casos se produce en menos de 0,25 seg.
Tipos de láser, ¿Cómo se clasifican?
Los láseres no forman un solo grupo de riesgo, ya que, dependiendo de sus características técnicas (sistema de bombeo, medio activo y cavidad óptica) pueden emitir radiación en un amplio intervalo de longitudes de onda, con potencias o energías de salida muy variables y con una distribución temporal que puede ser continua o en impulsos. Además, dependiendo del uso o aplicación del láser, el tiempo de exposición es distinto, factor clave para determinar el riesgo.
Los tres factores que principalmente definen la CLASE de un láser
- Longitud de onda.
- Duración / tiempo de exposición.
- Potencia promedio para láseres continuos (CW) / Energía total por pulso para láseres pulsados.
¿Qué es el Límite de Emisión Accesible (LEA)?
La clasificación de un láser en categorías de riesgo, permite identificar la peligrosidad del mismo y está basada en el Límite de Emisión Accesible (LEA) para el usuario.
Estos cálculos se utilizan para determinar el factor LEA, que es el producto matemático del límite de Exposición Máxima Permisible (MPE) dado en el Estándar y un factor de área calculado a partir del término denominado Apertura Limitante (LA). Es decir:
LEA = MPE x Área de LA
La Apertura Limitante (LA) depende de factores como la longitud de onda del láser y se basan en factores físicos como el tamaño de la pupila completamente dilatada (7 mm) y los «puntos calientes» del haz (1 mm). Estos cálculos se basan para una exposición no intencional inferior a 1/4 de segundo (250 mseg), es decir, para un tiempo mayor que lo que tarda en parpadear el ojo humano. Pero, si parte del cuerpo irradiado se mantiene intencionalmente inmóvil, fijamente mirando a la fuente de luz, las dimensiones del haz cambian y puede equivaler a unos 3,5 mm en vez de 1 mm.
Dependiendo del LEA el láser obtendrá una clasificación u otra.
Clasificación Antigua
Hasta la aparición de la norma UNE EN 60825-1/A2, las clases de láser eran cinco (5):
- Clase 1
- Clase 2
- Clase 3a
- Clase 3b
- Clase 4
Actualmente ya no se sigue dicha clasificación.
Clasificación Nueva
Tras la aparición de la norma UNE EN 60825-1/A2, las nuevas clases son siete (7):
- Clase 1
- Clase 1m
- Clase 2
- Clase 2m
- Clase 3r
- Clase 3b
- Clase 4
Por el contrario, la clase 3a desaparece con esta norma (excepto en los equipos antiguos).
¿Dónde se encuentra la CLASE de un sistema Láser?
La clase de un sistema láser debe figurar en:
- Una etiqueta/señal, claramente visible y colocada en el mismo dispositivo, con las frases de advertencia para que el usuario conozca a que riesgo está expuesto.
- El manual de instrucciones del dispositivo láser.
- Si te encuentras en un lugar de trabajo, también debería estar colocada la señalización de peligros reglamentaria donde esté emplazado el sistema.
Ejemplo de algunas señales típicamente usadas para identificar el tipo de láser o avisar de los riesgos de radiaciones láser:
Es IMPRESCINDIBLE conocer la CLASE de un láser antes de comenzar a trabajar con el mismo.
Si no conoce (de una manera fiable: etiquetado, manual de instrucciones) la clase de un equipo láser, NO trabaje con el: póngalo fuera de servicio con el fin de que otras personas no puedan acceder al mismo.
Clasificación de los láseres según su riesgo UNE EN 60825-1/A2
- Láser Clase 1: son de muy bajo riesgo y «seguros bajo un uso razonable y sentido común», incluido el uso de instrumentos ópticos para la visualización directa del haz. Los láseres de esta categoría no pueden emitir radiación láser accesible por encima del LEA de Clase 1 aplicable durante ningún tiempo de exposición dentro de la duración máxima inherente al diseño o uso previsto del láser. Los láseres de clase 1 están exentos de todas las medidas de control de riesgos de haz.
- Láser Clase 1M: los láseres de longitud de onda comprendidos entre 300 nm a 4.000 nm son seguros, excepto cuando se utilizan instrumentos ópticos para visión directa (por ejemplo, binoculares).
- Láser Clase 2: (hasta 1 mW – puntero láser típico en la mayoría de los países) láseres continuos (CW) o láseres de pulsos con longitudes de onda entre 400 nm y 700 nm, cuya exposición no puede superar más allá del LEA de Clase 2. Cualquier emisión fuera de esta región de longitud de onda debe estar por debajo del LEA de Clase 1 para una duración de emisión inferior a 0,25 segundos y tener un promedio de potencia radiada de 1 mW o menos. La protección ocular se consigue normalmente por las respuestas a aversión, incluido el reflejo parpebral. Esta reacción puede proporcionar la adecuada protección aunque se usen instrumentos ópticos.
- Láser Clase 2M: tienen longitudes de onda entre 400 nm y 700 nm y son potencialmente peligrosos cuando se observan con un instrumento óptico. Cualquier emisión fuera de esta región de longitud de onda debe estar por debajo del LEA Clase 1M.
- Laser Clase 3R: (hasta 5 mW – riesgo ocular moderado) son potencialmente peligrosos, pero el riesgo es menor que el de los láseres de clase 3B. El límite de emisión accesible está dentro de 5 veces el LEA de Clase 2 para longitudes de onda entre 400 nm y 700 nm, y dentro de 5 veces el LEA de Clase 1 para longitudes de onda fuera de esta región.
- Láser Clase 3B: (hasta 500 mW – riesgo ocular de moderado a grave) Normalmente son peligrosos en condiciones de visualización de haz directo, pero normalmente son seguros cuando se visualizan reflejos difusos. No pueden emitir una potencia radiante media superior a 500 mW para un tiempo de exposición igual o superior a 0,25 segundos ó 0,125 julios para un tiempo de exposición inferior a 0,25 segundos y longitudes de onda entre 180 nm y 400 nm, o entre 1.400 nm y 1.000 µm (1 mm).
- Láser Clase 4: (500 mW o más – peligro para los ojos y la piel) son peligrosos tanto en condiciones de visualización de reflexión difusa, como en visión directa o indirecta. También pueden causar lesiones oculares y de piel agudas y crónicas, además, son un riesgo potencial de incendios. Su utilización precisa extrema precaución.
En el siguiente gráfico se muestra cómo aumenta el riesgo de lesiones oculares a medida que aumenta la potencia del láser.
Descripción general de seguridad del láser según su clase
| Clase | Tipos de láser | ¿Es Seguro? ¿Tiene Riesgo? | Relación con MPE | Área de peligro | LEA típico para láseres continuos (CW) |
|---|---|---|---|---|---|
| Clase 1 | Láseres de muy baja potencia o láseres encapsulados | Seguro | No se exceden los MPE, incluso para exposiciones de larga duración (ya sea 100 segundos o 30.000 segundos), incluso con el uso de instrumentos ópticos | Zona sin peligro (NOHA) | 40 µW para azul |
| Clase 1M | Láseres de muy baja potencia; ya sea colimado con un haz de gran diámetro o altamente divergente | Seguro a simple vista, potencialmente peligroso cuando se utilizan instrumentos ópticos** | Los MPE no se superan a simple vista, incluso para exposiciones de larga duración, pero pueden superarse con el uso de instrumentos ópticos** | Sin zona de peligro a simple vista, pero sí zona de peligro para el uso de instrumentos ópticos** (NOHA ampliado) | Igual que la Clase 1, distinción con requisitos de medición |
| Clase 2 | Láseres visibles de baja potencia | Seguro para la exposición no intencionada, se debe evitar mirar fijamente durante mucho tiempo | El reflejo de parpadeo limita la duración de la exposición nominalmente a 0,25 segundos. MPE durante 0,25 segundos no superado, incluso con el uso de instrumentos ópticos. | Sin área de peligro cuando se basa en una exposición no intencionada (0,25 segundos de duración de la exposición) | < 1 mW |
| Clase 2M | Láseres visibles de baja potencia; ya sea colimado con un haz de gran diámetro o altamente divergente | Igual que la Clase 2, pero potencialmente peligroso cuando se utilizan instrumentos ópticos** | MPE durante 0,25 segundos no superado a simple vista, pero puede superarse con el uso de instrumentos ópticos** | No hay área de peligro a simple vista cuando se basa en una exposición accidental (0,25 segundos de duración de la exposición), pero sí área de peligro para el uso de instrumentos ópticos** (NOHA ampliado) | Igual que la Clase 2, distinción con requisitos de medición |
| Clase 3R | Láseres de baja potencia | Seguro cuando se maneja con cuidado. Sólo un pequeño peligro potencial para la exposición accidental | El MPE a simple vista y con instrumentos ópticos puede superarse hasta 5 veces | 5 veces el límite de Clase 1 en UV e IR, y 5 veces el límite de Clase 2 en visible, es decir, 5 mW | 5 veces el límite de Clase 1 en UV e IR, y 5 veces el límite de Clase 2 en visible, es decir, 5 mW |
| Clase 3B | Láseres de potencia media | Peligroso cuando el ojo está expuesto. Use protección para los ojos dentro de NOHA. Por lo general, no hay peligro para la piel. Los reflejos difusos suelen ser seguros | El MPE ocular a simple vista y con instrumentos ópticos puede superarse más de 5 veces. Normalmente no se excede el MPE de la piel. | Zona de peligro para los ojos (NOHA), sin zona de peligro para la piel | <500 mW |
| Clase 4 | Láseres de alta potencia | Peligroso para los ojos y la piel, también la reflexión difusa puede ser peligrosa. Protege los ojos y la piel. Peligro de incendio. | Se excedió el MPE ocular y de la piel, los reflejos difusos exceden el MPE ocular | Zona de peligro para los ojos y la piel, zona de peligro para reflejos difusos | > 500 mW a Sin límite |
Por lo general, con usar un solo instrumento óptico de los citados junto con un producto láser dado, aumenta el peligro.
Por lo tanto, es responsabilidad del fabricante, el informar de manera específica en la etiqueta de advertencia.