Upowszechnienie laserów w przetwórstwie przemysłowym przynosi przedsiębiorstwom szereg korzyści, ale pociąga za sobą także konkretne zagrożenia związane z emisją niebezpiecznego promieniowania laserowego – zarówno bezpośredniego, jak i rozproszonego. Aby skutecznie im zapobiegać, konieczna jest gruntowna znajomość przepisów bezpieczeństwa odnośnie ochrony przed sztucznym promieniowaniem optycznym oraz ich konsekwentne wdrażanie w życie.
Ze względu na wysoką gęstość mocy/energii, a co za tym idzie – wydajność obróbki największą grupę laserów stosowanych w przemyśle stanowią urządzenia klasy 4, tj. stwarzające wysokie niebezpieczeństwo uszczerbku na zdrowiu w wyniku kontaktu z wiązką laserową.
Jego konsekwencje mogą być różne – w zależności od długości fali, trybu pracy i mocy wyjściowej lasera, charakteru promieniowania (bezpośrednie/rozproszone), czasu ekspozycji, a także napromieniowanego organu.
Skutki ekspozycji oczu i skóry na promieniowanie laserowe
| zakres promieniowania | oko | skóra |
|---|---|---|
| 180-400 nm | uszkodzenie fotochemiczne i termiczne rogówki i soczewki | rumień |
| 400-700 nm | uszkodzenie fotochemiczne i termiczne siatkówki | uszkodzenia termiczne |
| 700-1400 nm | uszkodzenie termiczne rogówki, siatkówki i soczewki | uszkodzenia termiczne |
| 1400-2600 nm | uszkodzenie termiczne rogówki, siatkówki i soczewki | uszkodzenia termiczne |
| 2600 nm-1 μm | uszkodzenie termiczne rogówki, siatkówki i soczewki | uszkodzenia termiczne |
Najbardziej narażonym na uszkodzenia narządem człowieka są oczy – zarówno ze względu na ich wrażliwość na promieniowanie, jak i na właściwości wiązki laserowej, która w zakresie podczerwieni i nadfioletu jest całkowicie niewidoczna dla oka, a tym samym kontakt z nią nie stymuluje reakcji obronnej organizmu (zamknięcia powieki). Stopień uszkodzenia oka zależy od natężenia promieniowania i miejsca jego padania: promieniowanie z zakresu 400-1400 nm padające na dołek środkowy siatkówki może spowodować jej trwałe uszkodzenie, a tym samym ślepotę. Z kolei w przypadku skóry największe spustoszenia sieją krótkie impulsy o dużej mocy, których oddziaływanie może prowadzić do zwęglenia tkanek.
Jak pokazują statystyki, zagrożenie to wcale nie jest abstrakcyjne. Dane CIOP wskazują, że spośród wszystkich wypadków przy obsłudze urządzeń laserowych blisko połowa (44%) wiąże się z ekspozycją na promieniowanie laserowe. Jej przyczyną był zarówno brak odpowiedniego wyposażenia ochronnego (okularów i gogli ochronnych), jak i zły dobór lub wadliwość owego wyposażenia, a także przypadkowy kontakt wynikający z braku regulacji ograniczających dostęp osób trzecich do stanowiska pracy z laserem. Stąd tak ważna jest zarówno znajomość klasy lasera, jak i zasad jego użytkowania oraz reguł bezpieczeństwa pracy z urządzeniem laserowym.
Klasy laserów i urządzeń laserowych (według PN-EN 60825-1:2014:11)
| 1 | Promieniowanie laserowe całkowicie bezpieczne w każdych warunkach |
| 1M | Emisja promieniowania w obszarze λ = 302,5 ÷ 4000 nm, bezpieczne pod warunkiem, że nie używa się elementów optycznych (np. soczewek) |
| 2 | Emisja promieniowania w obszarze λ = 400 ÷ 700 nm, bezpieczne pod warunkiem, że nie ma bezpośredniej ekspozycji na oko |
| 2M | Emisja promieniowania w obszarze λ = 400 ÷ 700 nm, bezpieczne pod warunkiem, że nie ma bezpośredniej ekspozycji na oko i nie używa się elementów optycznych |
| 3R | Emisja promieniowania w obszarze λ = 302,5 ÷ 106 nm, wymagane okulary ochronne |
| 3B | Lasery bezwzględnie niebezpieczne przy bezpośredniej ekspozycji oka i niekiedy dla skóry, bezpieczne patrzenie na promieniowanie rozproszone |
| 4 | Emisja promieniowania niebezpieczna dla oczu i skóry w każdych warunkach, może wywołać pożar lub wybuch |
Obowiązek oznaczenia klasy lasera oraz dostarczenia instrukcji obsługi uwzględniającej odpowiedni dobór wyposażenia ochronnego spoczywa na producencie urządzenia laserowego. Równie istotną rolę odgrywają jednak środki ostrożności podejmowane przez kierownictwo przedsiębiorstwa.
Pierwszym krokiem powinno być w tym przypadku przygotowanie szczegółowej oceny ryzyka uwzględniającej podstawowe parametry urządzenia laserowego, a także wszystkie rodzaje zagrożeń stwarzanych przez laser. Poza ekspozycją na promieniowanie może on bowiem generować zagrożenia elektryczne, pochodzące od par i gazów, pożarowe i wybuchowe oraz związane z promieniowaniem towarzyszącym (nielaserowym, np. rentgenowskim). W sporządzeniu prawidłowej oceny może pomóc poradnik „Sztuczne promieniowanie optyczne – zasady oceny ryzyka zawodowego” dostępny na stronach Centralnego Instytutu Ochrony Pracy.
Dodatkową pomocą mogą okazać się podstawowe wytyczne i zalecenia dla użytkowników urządzeń laserowych zamieszczone w tabeli poniżej.
Podstawowe wymagania i zalecenia dla użytkowników urządzeń laserowych wg klasy lasera
| wymagania i zalecenia | 1 do 2M | 3R | 3B | 4 |
|---|---|---|---|---|
| Mianowanie inspektora do spraw bezpieczeństwa laserowego | • | • | • | |
| Zastosowanie włącznika zdalnej blokady | • | • | ||
| Uruchamianie kluczem | • | • | ||
| Zastosowanie ogranicznika lub tłumika wiązki laserowej | • | • | ||
| Urządzenie sygnalizujące emisję promieniowania | • | • | • | |
| Zastosowanie znaków ostrzegawczych | • | • | ||
| Osłonięcie wiązek laserowych | • | • | • | |
| Unikanie odbić zwierciadlanych | • | • | • | |
| Zastosowanie środków ochrony indywidualnej oczu | • | • | ||
| Zastosowanie odzieży ochronnej | • | • | ||
| Szkolenie pracowników w zakresie bezpieczeństwa pracy z laserami | • | • | • |
Odpowiednio przygotowana ocena ryzyka powinna brać pod uwagę trzy podstawowe aspekty: zagrożenia spowodowane układem laserowym, jego środowisko pracy i poziom świadomości personelu. Analogicznie niwelowanie zidentyfikowanych w tym procesie zagrożeń powinno obejmować zarówno środki ochrony indywidualnej (układ laserowy), jak i środki ochrony zbiorowej zastosowane w pomieszczeniu, w którym pracuje laser (środowisko pracy) oraz szkolenia dla personelu zwiększające świadomość zagrożeń związanych z promieniowaniem laserowym.
Zagadnienia te omawiamy szczegółowo w kolejnym wpisie.
