Atualmente é muito comum termos contato com inúmeros produtos e equipamentos que utilizam diversos tipos de Laser. Estes produtos estão presentes nos mais variados ambientes e aplicações, como nas residências, escolas, hospitais, empresas, etc.
Para os profissionais que atuam com fibras ópticas é ainda mais comum ter contato com equipamentos de transmissão, de inspeção e medição, etc. que utilizam Laser. Diante deste cenário é extremamente importante conhecer as características e os aspectos relacionados à segurança com relação a Luz do Laser, no manuseio e utilização destes produtos e equipamentos.
O Laser
O Laser, acrônimo no inglês para Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation ou no português, Amplificação de Luz por Emissão Estimulada de Radiação, é um dispositivo que emite radiação monocromática (um único comprimento de onda) e coerente (com uniformidade de fase). A radiação emitida por um Laser possui comprimentos de onda na faixa do espectro eletromagnético denominado de Luz, que vai do Infravermelho até o Ultravioleta, passando pela região da Luz Visível. Denomina-se Luz Visível porque é a região do espectro na qual o olho humano enxerga.
Figura 1 – Espectro Eletromagnético, ressaltando as regiões de luz Ultravioleta, Visível e Infravermelho. Fonte: Wikipédia
Existem diversos tipos de Lasers que são utilizados em inúmeras aplicações, tais como um simples Laser Pointer até complexas máquinas de corte de chapas de aço ou equipamentos médicos. Os Lasers são classificados segundo sua potencia, que pode ser muito baixa, da ordem de algumas dezenas de uW, até potencias bem elevadas da ordem de Watts, bem como a faixa de comprimento de onda de operação.
A luz emitida por um Laser pode apresentar comprimentos de onda na região do UV, Visível e IR. No campo das comunicações por fibras ópticas, os Lasers são normalmente do tipo semicondutor (Diode Laser), operam na região do Infravermelho próximo e são utilizados em praticamente todos os equipamentos de transmissão, amplificação, de medições, etc.
O Olho humano
O Olho humano é um sistema óptico extremamente complexo e delicado, composto de inúmeros componentes, que formam o aparelho visual. Todo o conjunto que compõe o olho é chamado globo ocular, conforme ilustrado na figura a seguir.
Figura 2 – Olho humano e seus diversos componentes. Fonte: Wikipédia
O processo da formação da imagem ocorre quando a luz atravessa a córnea, passa pelo humor aquoso, pelo cristalino, que atual como uma lente e pelo humor vitreo para finalmente se projetar na retina, onde estão presentes os fotoreceptores. Estes fotoreceptores geram sinais que são transmitidos ao cérebro através do nervo óptico. É no cérebro que ocorrerá o processamento das informações e a formação da imagem.
Importante salientar que a sensibilidade do olho humano varia com o comprimento de onda e abrange a região do espectro visível que vai de aproximadamente 400 nm a 700 nm. Isto significa que o olho humano não enxerga a luz Ultravioleta e tampouco o Infravermelho, que possuem seus comprimentos de onda abaixo e acima destes limites, respectivamente.
Figura 3 – Sensibilidade espectral do olho humano. Fonte: Wikipédia
Os riscos de danos ao aparelho visual
A incidência de luz com elevada potencia óptica nos olhos pode causar danos irreversíveis aos mesmos, levando a problemas de visão e até a cegueira. Uma luz com intensidade baixa, mas exposta por períodos de tempo longos e/ou focalizadas com instrumentos ópticos, pode também causar danos equivalentes. O sistema visual humano possui alguns mecanismos de proteção, tais como a íris que regula a intensidade da luz que entra no globo ocular e os reflexos condicionados que fecham as pálpebras e/ou desviam o foco da visão para outro ponto, quando ocorre a incidência de uma luz de elevada luminosidade.
Problemas com o olho ocorrem com a luz visível, mas podem ocorrer também como luz Ultravioleta e Infravermelha. Este ponto é, portanto, extremamente importante e relevante do ponto de vista da segurança para os profissionais que trabalham com fibras e sistemas ópticos. A maioria dos equipamentos utiliza Lasers que operam em comprimentos de onda na região do Infravermelho e, portanto, não são visíveis quando em operação, mas que podem também causar danos aos olhos. Como não são visíveis, os mecanismos de proteção naturais sensiveis a luz visivel não atuam.
Dispositivos e Equipamentos Ópticos com LASER
A maioria dos sistemas de transmissão por fibras ópticas utilizam Lasers semicondutores que emitem luz na região do Infravermelho e que se propagam pelas fibras ópticas. Portanto, é invisível ao olho humano. Mesmo os sistemas que utilizam fibras multimodo, que no passado utilizavam LEDs de baixa potencia, agora passam a utilizar Lasers de baixo custo. Por esta razão, todas as fibras, monomodo ou multímodo, devem ser manuseados como se estivessem propagando a luz de Laser, a menos que se tenha certeza que não estão ativas. Na dúvida é importante checar utilizando-se um instrumento óptico apropriado e determinar que não existe luz de Laser ativa.
O atuais sistemas que utilizam amplificadores ópticos (EDFA, Raman, etc.) e os sistema DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing, são bastante críticos porque operam com Lasers com potencia elevada, que podem atingir alguns Watts na saída (> 30 dBm).
As Classificações dos Lasers
Existem diversas Padrões internacionais que classificam os Lasers segundo suas características e o risco que representam. Um destes Padrões foi publicado pelo IEC – International Electrotechnical Commision, com revisão realizada em 2007. Na tabela a seguir são apresentadas as classificações segundo o Padrão IEC 60825-1:2001.
Classificações dos Lasers segundo o Padrão IEC 60825-1:2001. Fonte: Handbook on Industrial Laser Safety
Existem também os Padrões Americanos ANSI Z136.1 (American National Standards Institute ) e CDRH 21 CFR (Center for Devices and Radiological Health), que classificam os Lasers em categorias com codificação diferente, mas equivalentes ao Padrão Internacional IEC.
Comentários finais
Apesar de já bastante familiares e presentes em várias situações das atividades humanas, os Lasers ainda trazem riscos se utilizados inapropriadamente. É responsabilidade de todo profissional que utiliza dispositivos e equipamentos que empregam Laser, conhecer suas características e as medidas de segurança requeridas para seu manuseio e utilização.
É responsabilidade de todo fabricante de dispositivos e equipamentos que utilizam Laser fornecer a classificação correta do mesmo e equipar o produto com rótulos de advertência adequados que sinalizam as medidas de segurança prescritas pelas normas e regulamentos.
Finalmente, algumas regras básicas de segurança para os profissionais que trabalham com fibras e sistemas ópticos:
1- Nunca olhar diretamente para a extremidade da fibra óptica sem saber se ela está ativa ou não. Isto vale para os equipamentos de medidas, como OTDR, Fonte de Luz, etc. e para os equipamentos de transmissão, através das fibras ópticas nos distribuidores ópticos, caixas de emendas, terminações ópticas, etc.
2- Nunca utilizar instrumentos ópticos de inspeção de fibras e de conectores sem saber também se tem luz ativa ou não.
3- Cuidado com as canetas de Laser de luz visível utilizadas para detectar fibras e defeitos, pois apesar de baixa potencia, podem causas problemas se apontadas diretamente para o olho ou se observadas com o uso de instrumentos ópticos.
4- Lembrar sempre que as fibras ópticas trabalham com equipamentos cujos Lasers emitem luz no Infravermelho e, portanto, não visíveis ao olho humano.
5- Na dúvida, sempre utilize um equipamento para avaliar se a fibra está acessa ou apaga, antes de realizar operações com as mesma.
Artigo escrito por Marco A. Scocco
