Valutazione del Rischio Radiazioni Ottiche Artificiali

CapoV, Titolo VIII del D.Lgs. 81/08


Lo Studio Tecnico offre un servizio di consulenza e misura finalizzato alla valutazione del rischio derivante dall'esposizione a radiazioni ottiche artificiali.



I limiti per l'esposizione a questo agente fisico sono presenti nella Direttiva particolare 2006/25/CE. Una serie di linee guida ICNIRP (tra le altre) definisce, inoltre, sia il razionale che sta dietro all'individuazione dei limiti di esposizione, sia alcuni consigli procedurali relativi al "risk assessment".
Vengono considerate separatamente le radiazioni incoerenti (incluse quelle provenienti dai led, generalmente molto "strette" nella loro occupazione spettrale") e le radiazioni laser. Questo deriva sia da un maggiore livello di sicurezza introdotto nella caratterizzazione degli effetti biologici conseguenti all'esposizione al laser, sia dal fatto che, a differenza delle radiazioni incoerenti, la radiazione laser è ben definita in termini di lunghezza d'onda interessata e, conseguentemente, non presenta problemi di caratterizzazione dell'esposizione dovuta alla presenza di una porzione più o meno estesa di lunghezze d'onda radiante. Infatti, nel caso in cui si applicasse alle radiazioni incoerenti una mera composizione normalizzata dei limiti validi nei laser, si otterrebbe una forte sovrastima del rischio.



I limiti di esposizione riguardano differenti intervalli di lunghezze d'onda, considerando il differente rischio che la conseguente esposizione comporta. A questo scopo è importante valutare il differente meccanismo di interazione tra l'agente fisico e la struttura da esso investita. Semplificando notevolmente, si può dire che una interazione di tipo fotochimico segue il principio di reciprocità, ossia il principio in base al quale un dato effetto può essere associabile ad una radiazione intensa per un breve periodo, oppure, al suo "reciproco", ossia ad una radiazione meno intensa per un periodo più lungo. Come conseguenza, il limite può essere meglio parametrizzato da una quantità temporalmente cumulativa (exposure dose). Una interazione di tipo termico, al contrario, si basa sul fatto che il calore generato non possa essere adeguatamente disperso (heat flow) e, quindi, non vale il principio di reciprocità, perchè una esposizione lunga a bassi valori non ha nessun effetto (per avvenuta dispersione termica) a differenza di una esposizione breve ma con valori intensi. L'indice di valutazione termico è quindi una "exposure dose rate" piuttosto che una "exposure dose".
La lunghezza d'onda influenza, inoltre, la capacità di penetrazione delle struttura oculari (come della cute). Mentre nel caso di UVA la penetrazione a livello della retina è trascurabile, nel caso di luce blu, luce visibile ed IRA, siamo in presenza di una focalizzazione sulla retina. Conseguentemente, i limiti di esposizione devono giocoforza tener conto della dimensione dell'immagine retinica, oltre chiaramente dell'intensità del flusso radiante. La quantità indagata è l'irradianza della retina, la quale, come per ogni sistema ottico, dipende dalla radianza della sorgente attraverso un fattore dipendente delle proprietà ottiche del nostro "obiettivo naturale".




L'irradianza sulla retina (radianza della sorgente) deve inoltre essere confrontata con dei limiti che tengano in debito conto l'area retinica "effettiva" oggetto del flusso radiante, dove con l'accezione effettiva ci si riferisce ad un area maggiore o uguale a quella realmente irradiata (maggiorazione che dipende dai movimenti dell'occhio e della testa e, in ultima analisi, da quanto l'effetto termico o fotochimico debba essere mediato su una data estensione retinica, a seconda dei tempi ipotizzati per l'esposizione.



Questo porta ad una differenziazione tra sorgente puntiforme (point source), per la quale la caratterizzazione dell'esposizione avviene mediante l'irradianza, essendo indipendente dall'angolo sotteso dalla sorgente stessa, ma dipendente essenzialmente dalla minima dimensione dell'immagine retinica effettiva (quella "non effettiva" prodotta da effetti di diffrazione e scattering è di circa 25-50 micron), e sorgente estesa (extended source), per la quale la caratterizzazione dell'esposizione avviene mediante la radianza, ossia attraverso una influenza delle dimensioni della sorgente e della relativa immagine retinica effettiva (smearing).




In quest'ultima condizione, il limite sulla radianza dipende dall'angolo sotteso dalla sorgente, dato che maggiore è l'angolo sotteso, minore è la capacità di heat flow, minore è il limite di esposizione. Questo fino al raggiungimento di un angolo limite, al di sopra del quale non si ammetta possa esistere una relazione di inversa proporzionalità tra l'entità dell'effetto biologico e la dimensione dell'immagine retinica effettiva.
La definizione di angolo sotteso dalla sorgente è abbastanza problematica nel caso di laser, di alcune sorgenti LED o comunque di sorgenti che presentino un qualche sistema di modifica del beam . In questo caso l'angolo sotteso dalla sorgente va considerato con riferimento alla sorgente apparente (in alcuni casi di sorgenti in presenza di specchi o lenti, l'angolo sotteso dalla sorgente apparente non varia al variare della distanza sorgente-occhio, a differenza di sorgenti classiche come una lampadina, dove la sorgente apparente coincide con quella reale).
Per quanto riguarda lo spettro infrarosso, emessa da materiali con temperatura prossima a quella di fusione, esso influenza sia come detto la focalizzazione sulla retina (per la sola parte IRA, essendo la parte a più elevata lunghezza d'onda assorbita dall'acqua), sia effetti biologici su cornea, cristallino e cute.


Ai fini della caratterizzazione protezionistica nella parte visibile ed IR dello spettro si ottengono generalmente ottimi risultati attraverso la modellizzazione della sorgente come corpo nero. Questo anche considerando la cautelatività insita nel "risk assessment" effettuato trascurando l'emissività (generalmente dipendente dalla temperatura e dalla lunghezza d'onda). Come noto, l'emissione di un corpo nero viene caratterizzata dalla Legge di Plank, la quale definisce l'emittanza spettrale o spectral exitance (una sorta di "irradianza emessa" e non "ricevuta").
Utilizzando una strumentazione a larga banda con risposta piatta (o con risposta riconducibile a quella piatta) e conoscendo la curva di taratura del sensore, l'intervallo di lunghezze d'onda nelle quali il sensore opera, l'integrale ossia l'area sottesa dalla curva dell'emittanza spettrale di Plank nella banda di interesse, l'eventuale curva di pesatura dell' "Efficacia Biologica", è possibile con opportuni calcoli risalire alla verifica del rispetto dei limiti di esposizione considerati sia pesati con le curve di efficacia biologica, sia non pesati (come nel caso dell'effetto termico non retinico dell'IR).
Di seguito è presente uno screenshot di un software realizzato per effettuare questo calcolo.







Lo Studio Tecnico offre alle Aziende interessate una attività di consulenza che si articola in varie fasi:
  • Censimento delle sorgenti e acquisizione del quadro conoscitivo inerente la tecnologia impiegata.
  • Studio della disposizione relativa sorgenti-operatore e delle modalità e tempi di lavorazione.
  • Identificazione delle sorgenti giustificabili.
  • Identificazione delle sorgenti per le quali sono possibili valutazioni dell'esposizione mediante calcoli (anche valutando l'eventuale convenienza di ore/uomo rispetto alle misure). Effettuazione dei calcoli.
  • Identificazione delle sorgenti per le quali sono necessarie valutazioni dell'esposizione mediante misure. Effettuazione delle misure.
  • Stesura della Relazione Tecnica ed eventuale formazione dei soggetti interessati in merito ai contenuti ed ai risultati ottenuti nella valutazione.



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