La evolución y los fundamentos de los láseres
Láser es un acrónimo de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. En 1960, Teodoro Maiman Descubrió que la luz puede amplificarse exponencialmente, enfocarse en puntos pequeños o dirigirse a largas distancias cuando pasa a través de ciertos cristales.
El primer láser incluía un cilindro de rubí rodeado por un tubo de lámpara de flash de xenón de alta potencia. Esta luz se usaba comúnmente en fotografía en ese momento.
Tan pronto como la energía luminosa entró en los cristales de rubí, los átomos del interior absorbieron la energía y pasaron a un estado excitado superior desde un estado fundamental neutro. Pero cuando los átomos pierden energía y vuelven al estado fundamental, liberan luz, creando así láseres, también conocidos como emisión estimulada.
Ted Maiman utilizó además espejos plateados idénticos en el lado opuesto del cilindro de rubí para dirigir una única corriente de luz monocromática de onda única de alta intensidad a través de un pequeño agujero en el espejo. Con el tiempo, este se convirtió en el primer láser jamás producido.
En resumen, la tecnología láser tiene tres características básicas que la hacen única: una sola longitud de onda, Alta intensidad y viga estrecha. Hoy en día existen muchos tipos de fuentes láser, pero todas se basan en este principio básico.
Este descubrimiento generó enormes avances en miles de campos, como la fabricación, la navegación, la medicina, la imprenta, las comunicaciones, el entretenimiento y mucho más. En la industria manufacturera, los láseres de fibra, Láseres de estado sólido y Máquinas láser de CO2 se utilizan popularmente para marcar, cortar, soldar y limpiar materiales con láser y están reemplazando rápidamente a la maquinaria tradicional.
Importancia de la clasificación láser
La precisión y alta intensidad de la luz láser es precisamente la razón por la que también es tan peligrosa. La exposición a láseres de alta intensidad puede causar daños graves a la vista, quemaduras graves en la piel y, en algunos casos, puede ser mortal. Y todo esto puede suceder en un abrir y cerrar de ojos.
Antes de que empiece a entrar en pánico, permítanos asegurarle que existen algunos protocolos de seguridad que puede seguir para mantenerse seguro. Estos protocolos de seguridad están documentados en "Clasificaciones láser."
Con el paso de los años, los científicos desarrollaron clasificaciones de láser para evitar el riesgo de accidentes y lesiones. La clasificación de láser proporciona pautas de seguridad esenciales para trabajar con láseres y ayuda a clasificar láseres peligrosos, lo que nos ayuda a prepararnos con anticipación.
Por lo general, en un lugar de trabajo, un oficial de seguridad láser monitorea los peligros del láser utilizando pautas de clasificación de láser. Sin embargo, cualquier operador de máquina o trabajador puede recibir formación para cumplir eficazmente estas directrices de seguridad.
Diferentes criterios para la clasificación del láser
El nivel de peligro de la radiación láser depende de muchos factores, como la longitud de onda, la potencia, el tiempo de exposición y la reflexión. Los expertos han clasificado los láseres en diferentes categorías y hoy en día encontrará muchas organizaciones que establecen estándares de seguridad.
No te dejes confundir por tantos estándares, ya que la mayoría son similares. Aquí está la lista de estándares de seguridad láser populares en todo el mundo.
1 – Comisión Electrotécnica Internacional (IEC)
IEC desarrolla estándares internacionales de seguridad para todos los equipos eléctricos y electrónicos. Alrededor de 88 países son miembros a tiempo completo de esta organización.
La seguridad del láser estándar IEC 60825-1 divide el láser en diferentes clases, como clase 1, 1 my 2, etc., que se siguen principalmente en todo el mundo. Sin embargo, no regulan ni obligan a las organizaciones a seguir estándares de seguridad.
2 – Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI)
Al igual que el sistema de unidades imperial, los estadounidenses tienen sus propios estándares de seguridad desarrollados por el Laser Institute of America (LIA) y son conocidos como ANSI Z136.1.
3 – Normas europeas (EN)
EN es el equivalente europeo de ANSI y lo siguen los países miembros de la UE junto con las normas IEC. normas EN son generalmente más conservadores que sus homólogos estadounidenses.
4 – Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA)
La FDA es una organización estadounidense que en realidad regula y hace cumplir su propio estándar láser llamado Código de Regulaciones Federales Título 21 en la industria alimentaria y médica. Sin embargo, desde 2019, también aprobaron la fabricación realizada según las normas IEC.
5 – Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA)
OSHA también es un regulador de seguridad como la FDA, pero se centra específicamente en los riesgos de seguridad relacionados con el láser en el lugar de trabajo. Exigen organizaciones basadas en los estándares ANSI y FDA.
6 – Asociación Canadiense de Normas (CSA)
La CSA regula que los fabricantes de máquinas láser y los lugares de trabajo en Canadá utilicen sus propios Estándar CAN/CSA-E60825-1. Son casi idénticos a los estándares IEC con ligeras desviaciones.
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Sumérjase en las clases de láser: una guía fácil de seguir
Aquí, entraremos en los detalles de IEC 60825-1, ya que son los estándares de seguridad más populares en todo el mundo. A veces, se representan en números romanos como Clase III y IV, pero se utilizan principalmente números arábigos.
Cuanto mayor sea la clase, mejor prevención y preparación se necesitan para evitar cualquier daño potencial al cuerpo humano.
Clase 1
La clase 1 son los láseres más seguros con baja potencia de salida (pocos milivatios) y no representan ninguna amenaza para el ojo y la piel humanos. Los ejemplos incluyen punteros láser, juguetes, reproductores de DVD, impresoras, etc.
Sin embargo, existe otra clasificación llamada productos láser clase 1, que son máquinas láser que tienen niveles peligrosos de láseres, como las clases 3M y 4, pero que están encerradas en una cubierta protectora, lo que las hace seguras para el uso regular y no requieren precauciones.
La mayoría de los sistemas láser como impresoras, escáneres, corte por láser, soldadura y máquinas de marcado Caer en esta categoría.
Clase 1M
La clase 1 ampliada (M) clasifica los rayos láser que no son seguros cuando se observan con una lente de aumento (prismáticos, etc.). Eso sí, esto no incluye gafas graduadas.
Ver el sistema láser Clase 1M a través de cualquier instrumento óptico aumenta su exposición máxima permitida (MPE), por lo que es peligroso. Los ejemplos incluyen comunicación por fibra, medidores de velocidad láser y diodos láser.
¿Cuál es la diferencia entre los láseres Clase 1 y Clase 1M?
Los láseres de clase 1 son seguros a la vista y funcionan en cualquier condición. Sin embargo, los láseres de Clase 1M no son seguros cuando se ven a través de un instrumento óptico que puede aumentar su densidad de potencia láser.
Clase 2
Debe evitarse el contacto visual directo con láseres de clase 2 y su reflejo. Los lugares de trabajo con láseres de clase 2 están etiquetados con una advertencia. Mientras no mires esos láseres, todo estará bien. Nuestra respuesta natural al parpadeo también nos protege de la exposición.
Clase 2M
Los láseres Clase 2 M (magnificados) son generalmente seguro pero no los mires usando ningún instrumento óptico. A diferencia de los láseres de clase 1M, su respuesta de parpadeo no protegerá su ojo si mira los láseres de clase 2M con un dispositivo óptico, e incluso la más mínima exposición puede causar lesiones oculares.
Clase 3A
Ahora nos adentramos en el peligro zona. Ver láseres de Clase 3A puede ser perjudicial para los ojos y la exposición directa puede dañar la piel. También se les conoce como láseres Classe 3R.
Clase 3B
Los reflejos de los láseres de clase 3B son tan peligrosos como el contacto directo. Por lo tanto, se necesitan precauciones adecuadas al trabajar con este tipo de láseres.
Cortesía https://ehs.princeton.edu/
Clase 4
Los láseres de clase 4 son El más peligroso y letal los que hay por ahí. Su potencia de salida es superior a 500 mW. La radiación puede ser visible o invisible o en el rango de infrarrojos.
La exposición directa e indirecta puede provocar quemaduras graves en la piel o ceguera. Las máquinas de fabricación láser de alta gama utilizan láseres de Clase 4. Estas máquinas deben ser manejadas por personas capacitadas.
Cortesía https://ehs.princeton.edu/
Comparación completa de clases de láser
Sabemos que comprender las clases de láser puede ser complicado y es mucho para asimilar si no está familiarizado con los láseres. Aquí hay una comparación completa entre las diferentes clases de láser presentadas en una tabla simple.
Insertar tabla
Factores a considerar al elegir equipo de protección para diferentes clases de láser
Como ya hemos establecido, existen muchos tipos de láseres. Es natural discutir los factores que debe considerar antes de elegir el equipo de protección adecuado. Aquí hay algunas cosas críticas que debe buscar.
1. Señales o etiquetas de advertencia
Aparte de los sistemas láser de clase 1/1M, todos los demás tipos de clases 2,3, 4 y XNUMX tienen etiquetas de advertencia. La forma más sencilla es hacer coincidir las etiquetas de advertencia del dispositivo y del equipo de protección.
2. longitud de onda
Las gafas protectoras para los ojos son sensible a la longitud de onda, lo que significa que las gafas diseñadas para láseres de fuentes de CO2 no protegerán contra Nd: Láseres de origen Yag aunque puedan ser de la misma clase de seguridad láser.
Los láseres producidos con diferentes fuentes naturalmente tendrán diferentes longitudes de onda. Por lo tanto, recuerde siempre la fuente de su máquina láser al comprar equipo de protección. Algunas gafas de alta calidad pueden proteger contra múltiples longitudes de onda.
3. Reflexión
Evitar las miradas directas no es suficiente. Algunos láseres (clase 3b, 4) pueden reflejar y emitir radiación (luz invisible) que puede dañarlo incluso si no está en contacto directo. La reflexión del láser puede ser de dos tipos.
Un rayo láser rebota superficies brillantes y se refleja directamente en el ojo o en la piel, causando daños graves.
Un rayo láser incide sobre superficie áspera, lo que hace que se disperse de manera desigual en múltiples rayos menos intensos, cada uno de los cuales aún puede ser peligroso.
4. Interacciones materiales
El equipo de protección utiliza materiales y revestimientos únicos para su protección. Algunos materiales pueden decolorarse con el tiempo debido a la exposición al láser.
Una onda continua de un láser de CO10 de 2 W puede incluso romper el vidrio. Por lo tanto, considere siempre el material antes de comprar equipo de protección. Además, se necesita una inspección periódica para monitorear la degradación del material debido a una exposición intensa.
Tipo de equipo de protección láser
Por último, analicemos los tipos de equipo de protección que suelen estar disponibles para la protección contra láseres.
Gafas de seguridad láser
Gafas de protección láser fabricadas con materiales resistentes al láser.
Protectores faciales de seguridad láser
Similares a las gafas de seguridad, pero protegen un área más amplia de la cara y el cuello.
Ropa de seguridad láser
Este equipo de protección personal (EPI) está fabricado con tejidos y materiales resistentes al láser. Pueden bloquear la radiación láser de forma eficaz.
Cortinas de seguridad láser
Recomendado para radiaciones láser invisibles.
Medidas de seguridad clave para su proyecto
Todo proyecto láser necesita serias consideraciones de seguridad para evitar un incidente desafortunado. Cumplir con las reglas y regulaciones mantendrá su negocio rentable y duradero.
Exposición máxima permitida (MPE)
Los estándares de seguridad láser como IEC y ANSI han diseñado valores de MPE para diferentes clases de láser. Es la máxima exposición al láser que un ser humano puede soportar sin correr el riesgo de sufrir lesiones en los ojos y la piel.
Usando MPE, podemos determinar la densidad óptica (OD), que es la tendencia de un láser a absorber un material.
Además, ayuda a calcular la zona de peligro nominal (NHZ), que es el área dentro de la cual la exposición al láser es mayor que la MPE. MPE, OD y NHZ ayudan a establecer protocolos de seguridad para el proyecto láser.
Siga las pautas
Siga siempre las pautas establecidas por el fabricante. Además, la mayoría de los equipos láser de alta resistencia tienen sistemas de enclavamiento y apagado automático.
El programa de seguridad láser dentro de las máquinas láser de clase 3B y 4 apaga automáticamente la maquinaria si funciona mal o no cumple con algunas condiciones previas.
Retire el material inflamable
Retire cualquier residuo o material inflamable, ya que puede incendiarse con la exposición directa o indirecta al láser.
Equipo de protección de prueba
Pruebe siempre el equipo de protección antes de usarlo en una situación real. Como dicen, más vale prevenir que lamentar.
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Conclusión
¡Prestigio! Si llegaste hasta aquí. Hemos cubierto en detalle las cuatro clases principales de seguridad láser y las precauciones necesarias para una operación segura.
Si es un empresario que ingresa a la industria del láser y busca familiarizarse con los estándares de seguridad del láser o un gran fabricante que busca mejorar la productividad y la seguridad en el lugar de trabajo, esta comparación integral de diferentes clases de láser está diseñada para usted.
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