Sicurezza sul lavoro e sicurezza fotobiologica della radiazione ottica

La radiazione ottica artificiale incoerente – UV, visibile e infrarossa proveniente da lampade, LED, archi e apparecchiature di irraggiamento – può causare danni fotochimici o termici alla pelle e agli occhi quando l'irradianza, la lunghezza d'onda e la durata dell'esposizione superano determinati limiti. La sicurezza fotobiologica è la valutazione sistematica di questo rischio: la classificazione di una sorgente in gruppi di rischio secondo la IEC 62471, il confronto dell'irradianza ponderata spettralmente con i valori limite di esposizione e la determinazione dei tempi di esposizione consentiti o delle misure tecniche di protezione. Le grandezze fondamentali sono l'irradianza ponderata attinica UV, la radianza ponderata per la luce blu e l'irradianza infrarossa; la sfida centrale è che i dati elettrici nominali di una lampada – come la sua potenza assorbita – non forniscono alcuna indicazione attendibile sull'effettivo rischio ottico presente sul posto di lavoro.

La progressiva sostituzione delle lampade a vapori di mercurio a banda larga con sistemi LED nella polimerizzazione, nell'illuminazione e nella disinfezione sta spostando i tipici profili spettrali sul posto di lavoro da emissioni continue verso emissioni a banda stretta e a più picchi; la conseguenza è che le valutazioni generiche basate su spettri UV "tipici" devono sempre più essere sostituite da misurazioni spettrali specifiche per la sorgente. Il dibattito sulla disinfezione far-UVC (200–230 nm) in ambienti interni occupati ha portato, nel 2022, a un aumento dei limiti ACGIH per questo intervallo di lunghezze d'onda (direttiva UE e ICNIRP invariati) e, con la IEC 62471-6:2022, a una norma di prodotto dedicata per le lampade UV germicide; la conseguenza per la sicurezza sul lavoro è una crescente necessità di strumentazione di misura a risoluzione spettrale proprio in questa banda storicamente poco studiata. Sul piano normativo, la norma di sicurezza europea EN 12198 richiede che le macchine con emissione di radiazioni legata alla funzione siano dotate di una valutazione documentata e di una riduzione dei rischi da radiazione come parte della conformità CE; la conseguenza è che le valutazioni del rischio fotobiologico vengono sempre più integrate nella documentazione tecnica dei costruttori di macchine, e non solo nella valutazione dei rischi dell'operatore. Infine, la continua automazione delle linee di produzione comporta che le misurazioni puntuali occasionali vengano sempre più integrate da sensori integrati e installati permanentemente, in grado di rilevare deviazioni durante il funzionamento in corso.

Le dimensioni del mercato, i tassi di crescita e le fonti relative a questo campo di applicazione sono riassunti nella pagina Sviluppo del mercato della tecnologia UV.

La radiazione ottica danneggia i tessuti attraverso due meccanismi fondamentalmente diversi. Il danno fotochimico si verifica quando fotoni con energia sufficiente vengono assorbiti direttamente dalle molecole e rompono legami chimici o generano intermedi reattivi: la radiazione UV danneggia in questo modo il DNA e le proteine della pelle (eritema, fotocheratite) e, nella regione spettrale del blu, danneggia la retina tramite fotosensibilizzatori nell'epitelio pigmentato retinico (compresa la lipofuscina/A2E), generando specie reattive dell'ossigeno. Il danno termico, al contrario, deriva da un apporto energetico più rapido di quanto il tessuto riesca a dissipare come calore, causando la denaturazione delle proteine una volta superate determinate soglie di temperatura; predomina con irradianza elevata nel campo del visibile e dell'infrarosso e con impulsi molto brevi e ad alta energia. Quale meccanismo prevalga dipende dalla lunghezza d'onda, dall'irradianza, dalla durata dell'impulso e dalla profondità di penetrazione della radiazione nel tessuto in questione – una regola generale del tipo "più potenza significa più pericolo" risulta quindi insufficiente.

Per la valutazione del pericolo e la classificazione secondo IEC 62471 sono disponibili diversi principi di misura, ciascuno adatto a una domanda diversa – screening, classificazione formale o monitoraggio continuo.

Diverse grandezze fisiche sono rilevanti simultaneamente per una valutazione fotobiologica, poiché insieme determinano il modo in cui l'energia radiante si traduce in un effetto biologico. La distribuzione spettrale della sorgente decide rispetto a quale funzione di pesatura (UV attinico, luce blu, IR) l'irradianza misurata deve essere valutata – uno spostamento di pochi nanometri può modificare il rischio effettivo di ordini di grandezza, poiché funzioni di pesatura come S(λ) o B(λ) sono fortemente dipendenti dalla lunghezza d'onda. L'irradianza o luminanza a livello dell'occhio o della pelle, insieme alla durata di esposizione, determina la dose ricevuta; per la luce blu, anche il diametro apparente della sorgente (angolo sotteso come visto dalla persona esposta) è rilevante, poiché decide se si applica la formula limite per sorgenti estese o puntiformi. La distanza dalla sorgente agisce secondo la legge dell'inverso del quadrato, ma solo per sorgenti puntiformi, e non è valida per sorgenti estese o collimate (riflettori, collimatori). Infine, il tempo di funzionamento o l'invecchiamento della sorgente influisce sull'emissione reale, poiché le lampade UV e i LED possono variare in potenza di uscita e composizione spettrale durante la loro durata di vita.

Presupposti errati ricorrenti nelle valutazioni pratiche del rischio possono portare a conclusioni erroneamente rassicuranti oppure erroneamente allarmistiche.

La potenza elettrica di una lampada non è una misura del rischio ottico: due lampade con lo stesso consumo di potenza elettrica possono avere efficienze, spettri e distribuzioni del fascio completamente diversi, per cui l'irradianza pesata che effettivamente raggiunge una postazione di lavoro non può essere ricavata dalla targhetta – deve essere misurata. Allo stesso modo, considerare solo il tempo non è sufficiente: il sistema di limiti per la luce blu distingue esplicitamente tra esposizioni brevi (basate sulla dose, fino a 100 s per E_B o 10.000 s per L_B) ed esposizione continua (basata su irradianza o radianza, al di là di tale limite), poiché il meccanismo di danno predominante cambia con la scala temporale; assumere un'unica irradianza "sicura" per tutte le durate non ha alcun fondamento fisico. La posizione di misura modifica sostanzialmente il risultato: le misure in campo prossimo effettuate direttamente all'apertura di una lampada differiscono dalle misure nella posizione effettiva in cui è presente il personale, e per le sorgenti estese la radianza dipende inoltre dall'angolo di osservazione. Materiale e geometria dell'apparecchiatura modificano lo spettro: schermature, pareti dell'alloggiamento o schermi protettivi filtrano le componenti UV in misura diversa, per cui un rischio misurato alla sorgente aperta non può essere automaticamente applicato all'esposizione reale dietro una copertura. Infine, ogni valutazione è valida solo nelle condizioni al contorno presupposte (stato di funzionamento, distanza, durata dell'esposizione); gli stati di manutenzione, guasto o pulizia con coperture aperte richiedono una valutazione separata che le misurazioni di routine spesso trascurano.

I tre fattori sopra citati sono strettamente collegati tra loro. Dal punto di vista spettrale, le funzioni di pesatura S(λ) (rischio UV attinico), B(λ) (rischio da luce blu) e la funzione di rischio IR agiscono ciascuna solo all'interno del proprio intervallo di lunghezze d'onda definito e con un andamento fortemente non lineare; una sorgente a banda larga con picchi secondari fuori dal suo intervallo spettrale principale può quindi contribuire in modo significativo in una banda ristretta e fortemente pesata, nonostante una potenza totale bassa. Sul lato del materiale, il normale vetro da finestra filtra quasi completamente gli UV-B e gli UV-C ma trasmette la maggior parte degli UV-A – una schermatura sufficiente per la protezione dall'eritema che lascia invariato il rischio da luce blu. Dal punto di vista geometrico, la norma distingue le sorgenti piccole (puntiformi) da quelle di grandi dimensioni in base all'angolo sotteso α, poiché per le sorgenti di grandi dimensioni la dimensione dell'immagine retinica, e quindi la distribuzione termica dell'energia assorbita, differisce da quella di una sorgente puntiforme con la stessa potenza radiante; la stessa sorgente luminosa può quindi essere considerata "grande" a una distanza di 0,5 m e "piccola" a 5 m nel senso della norma.

Per molti effetti fotochimici vale approssimativamente la legge di reciprocità di Bunsen–Roscoe: l'effetto biologico dipende principalmente dal prodotto tra irradianza e tempo, ossia dalla dose (esposizione) H = E · t, indipendentemente dal fatto che la stessa dose venga applicata brevemente e intensamente oppure per un lungo periodo a basso livello. Per l'irradianza pesata attinica UV, ciò si semplifica in:

E_eff = ∫ E(λ) · S(λ) dλ

dove E(λ) è l'irradianza spettrale e S(λ) è la funzione di pesatura attinica secondo ICNIRP/ACGIH. La durata di esposizione ammissibile deriva dal valore limite di esposizione (ELV) su 8 ore come:

t_max = ELV / E_eff

con ELV = 30 J/m² (3 mJ/cm²) per la radiazione UV attinica come limite consolidato e ampiamente riconosciuto. Questa relazione, tuttavia, non vale senza eccezioni: per il rischio da luce blu, la formula del limite passa, al di sopra di una durata di esposizione di 100 s (E_B) o 10.000 s (L_B), da una grandezza basata sulla dose (esposizione radiante) a una grandezza basata sull'irradianza – un'indicazione che, per esposizioni più lunghe, i meccanismi di riparazione retinica interrompono la semplice additività della dose. Anche per impulsi molto brevi e ad alta energia (ad es. lampade flash) la reciprocità non è valida, poiché i meccanismi di danno termico dipendono dalla potenza di picco piuttosto che dall'energia integrata.

Un ulteriore esempio, attualmente oggetto di dibattito, dei limiti dei modelli consolidati riguarda la radiazione far-UVC (207–222 nm), impiegata per la disinfezione di superfici e aria in ambienti occupati. La funzione di pesatura attinica classica S(λ) è stata estrapolata in gran parte da dati d'effetto ottenuti sopra i 250 nm, il che implica un rischio comparabile anche a lunghezze d'onda più corte. Studi di soglia più recenti mostrano tuttavia che la radiazione intorno a 222 nm viene assorbita quasi completamente nello strato esterno morto della pelle (stratum corneum) e negli strati cellulari più esterni dell'occhio prima di raggiungere le cellule vive in divisione – la profondità di penetrazione effettiva è nettamente inferiore rispetto alla radiazione UV-C a lunghezza d'onda maggiore (Sliney & Stuck, 2021). Su questa base, nel 2022 l'ACGIH ha innalzato in modo sostanziale i limiti per le lunghezze d'onda inferiori a circa 250 nm, rispetto al sistema precedente derivato dalla curva generica S(λ), riportandoli separatamente per occhio e pelle. In pratica, ciò significa che una valutazione delle sorgenti far-UVC basata esclusivamente sul modello a banda larga S(λ) può sovrastimare notevolmente il rischio reale – un caso in cui non è la misurazione, bensì il modello di rischio sottostante, a dover essere corretto.

Ipotesi: in un varco di una linea di asciugatura UV (ad es. durante un cambio di banda o una riparazione), viene misurata un'irradianza pesata attinica UV di E_eff = 1.0 W/m² nella posizione operatore accessibile più vicina – un ordine di grandezza paragonabile ai valori pubblicati per sorgenti ad arco aperte (0,28–7,85 W/m² a 1 m di distanza) (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov).

Formula/modello: t_max = ELV / E_eff, con ELV = 30 J/m² (valore limite di esposizione su 8 ore per radiazione UV attinica).

Calcolo: t_max = 30 J/m² ÷ 1.0 W/m² = 30 s.

Risultato: la durata di esposizione cumulativa ammissibile in questa posizione è di 30 secondi per turno di otto ore.

Interpretazione tecnica: anche un breve intervento manuale senza spegnimento o schermatura – ad esempio l'infilatura di una banda o la risoluzione di un guasto – può superare il limite giornaliero ammissibile. Questa è la ragione tecnica per cui tali impianti non richiedono controlli a campione, ma interblocchi e monitoraggio inline continuo.

Nella polimerizzazione UV industriale e nell'incollaggio UV, gli operatori possono essere esposti a radiazione aperta durante l'allestimento, il cambio dei nastri o gli interventi di manutenzione; in questo caso la grandezza critica è l'irradianza ponderata attinicamente alle aperture di accesso (vedere anche Incollaggio, colaggio e incapsulamento UV). Nella saldatura ad arco, si generano componenti UV, visibili e IR a banda larga con irradianza talvolta considerevole a distanza ravvicinata; i danni cutanei correlati agli UV nei saldatori sono discussi nella letteratura di medicina del lavoro, sebbene le evidenze di un aumentato rischio di cancro cutaneo siano incoerenti (Falcone & Zeidler-Erdely, 2018); inoltre, la cheratocongiuntivite fotochimica da UV (il cosiddetto "colpo d'arco") è un noto rischio acuto. Nella tecnica dell'illuminazione (illuminazione per uffici, industriale e architettonica), gli apparecchi a LED devono essere classificati per il rischio da luce blu secondo la IEC 62471; gli studi dimostrano che l'illuminazione LED generica, in condizioni normali d'uso, non è più pericolosa delle sorgenti luminose classiche (Udovicic & Janßen, 2019). Nella disinfezione UV di acqua, aria e superfici, oltre all'efficacia contro i microrganismi, l'accessibilità durante la manutenzione e la risoluzione dei guasti è rilevante ai fini della sicurezza, in particolare con i più recenti sistemi far-UVC destinati ad ambienti occupati (vedere Sicurezza della disinfezione UV). Nella tecnologia dei display (moduli fotocamera, sistemi di illuminazione), la classificazione fotobiologica fa sempre più parte della valutazione di conformità CE (secondo la Direttiva Bassa Tensione o la Direttiva Macchine, a seconda del prodotto) ovunque la radiazione rappresenti un'emissione legata alla funzione.

La grandezza di misura appropriata dipende dall'applicazione. Per una classificazione iniziale del gruppo di rischio secondo IEC 62471, spesso è sufficiente una singola misura spettroradiometrica nella posizione accessibile più sfavorevole; per sorgenti note e spettralmente stabili, un radiometro a banda larga tarato con una funzione di pesatura corrispondente può essere utilizzato per i controlli continuativi. Laddove sia necessario valutare la composizione di più sorgenti, chip LED a banda stretta o intervalli spettrali controversi (ad es. far-UVC), è richiesta una misura spettrale completa, poiché i sensori a banda larga possono mostrare deviazioni sistematiche quando la loro curva di pesatura non corrisponde esattamente allo spettro reale della sorgente. La risoluzione spaziale diventa necessaria non appena la dimensione stessa della sorgente determina quale formula limite si applica (sorgente estesa vs. puntiforme); la misura risolta nel tempo è necessaria per sorgenti pulsate o commutate (lampade flash, LED dimmerati con PWM), poiché le misure RMS possono sottostimare il carico di picco. Per ogni misura deve essere documentata l'incertezza di misura – comprendente la riferibilità metrologica della taratura, la larghezza di banda spettrale del sensore, l'errore del coseno a incidenza obliqua e l'imprecisione di posizionamento – poiché essa incide direttamente sul margine di sicurezza rispetto al valore limite. Uno strumento adeguato (radiometro, spettroradiometro) è uno strumento per soddisfare questi requisiti, non il loro punto di partenza.

Negli impianti automatizzati di polimerizzazione UV e disinfezione, la sicurezza fotobiologica viene sempre più garantita mediante sensori installati permanentemente e collegati al PLC, che rilevano continuamente l'irradianza nelle posizioni rilevanti per la sicurezza. Il significato tecnico non risiede principalmente nella connettività digitale, bensì nel fatto che l'invecchiamento delle lampade, il guasto di singoli chip LED o una schermatura fuori posizione vengono rilevati tempestivamente, prima che ne derivi una reale sovraesposizione – il sistema di rilevamento svolge quindi una funzione che una misura puramente periodica e manuale durante gli intervalli di manutenzione non può svolgere. Se l'irradianza misurata supera una soglia memorizzata, ciò può attivare direttamente un interblocco, uno spegnimento o un avviso, anziché lasciare il rilevamento al personale operativo.

La norma non prescrive solo i limiti, ma anche le condizioni in cui devono essere misurati. Questo aspetto viene regolarmente ignorato quando si leggono le tabelle dei limiti – ed è ciò che determina il risultato.

La distanza di misura. Le lampade per illuminazione generale vengono misurate alla distanza in cui la lampada produce 500 lx. Per tutte le altre lampade e i sistemi di lampade si applica una distanza fissa di 200 mm. La differenza è considerevole: tra 200 mm e un metro c'è un fattore di 25 nell'irradianza per una sorgente approssimativamente puntiforme. La stessa lampada rientra in un gruppo di rischio diverso in funzione della distanza – quindi chiunque adotti una classificazione deve sapere rispetto a cosa è stata misurata.

L'apertura. L'irradianza viene rilevata attraverso un diaframma di apertura di 7 mm – il diametro della pupilla completamente dilatata. Un sensore con una grande area di ingresso media su un'area maggiore e restituisce un valore troppo basso in presenza di una sorgente non omogenea.

Il campo visivo. Per i rischi retinici non viene valutata l'irradianza ma la radianza – e questa è associata a un campo visivo che dipende dalla durata dell'esposizione: circa 11 mrad per esposizioni lunghe, 1,7 mrad per esposizioni brevi. Con un campo troppo ampio, una piccola sorgente luminosa viene mediata su un'area troppo estesa e il rischio appare inferiore a quello reale.

La pesatura. Nessun limite della norma si applica a un valore letto grezzo. Ciò che viene confrontato è sempre la grandezza pesata: lo spettro misurato moltiplicato per S(λ) per l'UV attinico, B(λ) per il rischio da luce blu o R(λ) per il rischio termico retinico, e sommato sull'intero intervallo. Ecco perché la misura spettrale è la normalità e il radiometro a banda larga l'eccezione – ammissibile per sorgenti note e spettralmente stabili la cui pesatura il sensore è in grado di riprodurre.

I gruppi di rischio non sono quindi una scala a sé stante, ma un'indicazione di tempo espressa in altra forma: indicano dopo quale durata di esposizione viene raggiunto il limite. Una sorgente RG 2 supera il limite attinico dopo 1.000 secondi – poco meno di diciassette minuti. Non si tratta di un rischio astratto, ma della durata di un intervento di assistenza con la camera aperta.

La IEC 62471 non stabilisce essa stessa questi valori. Essi provengono dalle linee guida ICNIRP, molto vicine ai TLV ACGIH; la norma li traduce in una procedura di prova con condizioni di misura fisse e nella classificazione nei gruppi di rischio. Nell'UE diventano vincolanti tramite la Direttiva 2006/25/CE e in Germania tramite l'ordinanza sulla radiazione ottica artificiale (OStrV) con le relative regole tecniche. Per le sorgenti UV, i TLV ACGIH e l'ICNIRP sono praticamente identici; le differenze riguardano singole bande e riferimenti temporali, non l'ordine di grandezza. Una classificazione secondo la IEC 62471 non costituisce ancora una valutazione del rischio – la norma valuta la sorgente, l'ordinanza richiede una valutazione del posto di lavoro.

Da scaricare: Limiti di esposizione secondo IEC 62471 (XLSX) – i limiti per ciascun pericolo, i limiti di emissione dei quattro gruppi di rischio e le condizioni di misura in un unico foglio.

La scelta dello strumento deriva direttamente dalle condizioni di misura:

• Gli spettroradiometri per la classificazione e per qualsiasi sorgente il cui spettro non sia noto. L'UVpad E misura da 240 a 480 nm con una testa sensore esterna e fornisce lo spettro dal quale è possibile calcolare qualsiasi ponderazione – tanto S(λ) quanto lo spettro d'azione eritemale. In laboratorio l'SR900 copre da 200 a 1.100 nm e raggiunge quindi anche gli intervalli della luce blu e retinico.
• I radiometri a banda larga per i controlli continui di una sorgente nota. L'RMD Pro accetta teste di misura intercambiabili, inclusi sensori con responsività ponderata (ponderata eritemalmente o attinicamente) – misurando direttamente la grandezza valutata invece di un'irradianza grezza.
• I sensori installati permanentemente dove il rischio non si presenta al collaudo ma durante il funzionamento – su porte, camere di transizione e linee di polimerizzazione aperte. Gli intervalli e le uscite sono elencati nelle pagine dei sensori UV.

Ogni misura è accompagnata dalla propria incertezza, perché essa incide direttamente sul margine di sicurezza rispetto al limite. Essa deriva dalla riferibilità metrologica della taratura, dallo scostamento spettrale del sensore, dall'errore del coseno con incidenza obliqua e dalla precisione di posizionamento. Opsytec effettua la taratura nel proprio laboratorio accreditato ISO 17025, riferibile al PTB.

L'irradianza efficace eritemale – la grandezza alla base delle scottature solari, con il proprio spettro d'azione e la propria unità di dose – è trattata in misurazione dell'UV efficace eritemale. Essa risponde alla stessa domanda di questa pagina, ma dal lato della grandezza misurata piuttosto che dello standard.

David H. Sliney e Bruce E. Stuck, in "A Need to Revise Human Exposure Limits for Ultraviolet UV-C Radiation" (Photochemistry and Photobiology, 2021, Vol. 97, No. 3, pp. 485–492, DOI: 10.1111/php.13402), hanno esaminato la base biologica dei limiti UV-C esistenti confrontandoli con dati di soglia più recenti per occhi e pelle, concludendo che i limiti precedenti al di sotto di circa 250 nm erano notevolmente troppo conservativi – una base fondamentale per i limiti ACGIH 2022 rivisti per il far-UVC.

La dichiarazione dell'ICNIRP "Light-Emitting Diodes (LEDs): Implications for Safety" (Health Physics, 2020, Vol. 118, No. 5, pp. 549–561, DOI: 10.1097/HP.0000000000001259) valuta sistematicamente i rischi per la salute dei LED UV, visibili e infrarossi e conclude che non ci si deve attendere alcun danno retinico acuto in condizioni d'uso ragionevolmente prevedibili, mentre sfarfallio ed effetti stroboscopici sono indicati come effetti effettivamente documentati.

L. M. Falcone e P. C. Zeidler-Erdely, in "Skin cancer and welding" (Clinical and Experimental Dermatology, 2018, Vol. 44, No. 2, pp. 130–134, DOI: 10.1111/ced.13783), hanno riesaminato le evidenze sul rischio di cancro della pelle correlato agli UV nei saldatori; la letteratura disponibile è considerata limitata e incoerente, sebbene uno studio caso-controllo abbia riportato un rischio elevato di carcinoma basocellulare della testa e del collo nei saldatori esposti a lungo termine.

A. Torriglia et al., in "Retinal phototoxicity and the evaluation of the blue light hazard of a new solid-state lighting technology" (Scientific Reports, 2020, Vol. 10, Articolo 6733, DOI: 10.1038/s41598-020-63442-5), hanno esaminato la fototossicità retinica di LED convenzionali rispetto a LED GaN-su-GaN in un modello animale e hanno dimostrato che la funzione di pesatura della luce blu attualmente stabilita potrebbe sottostimare il rischio dei tipi di LED a lunghezza d'onda più corta.

L. Udovicic e M. Janßen, in "Photobiological safety of common office light sources" (Proceedings of the 29th CIE Session, Washington D.C., 2019, pp. 1256–1261, DOI: 10.25039/x46.2019.PO110), hanno esaminato il rischio della luce blu di lampade LED, a incandescenza, alogene e fluorescenti compatte, così come dei display di laptop e smartphone secondo IEC/EN 62471, dimostrando che l'illuminazione generale a LED non è fotobiologicamente più pericolosa delle fonti di luce convenzionali.

Nessuna delle pubblicazioni documentate dai clienti affronta la valutazione dei rischi professionali della radiazione ottica in sé. Un lavoro tematicamente contiguo, tuttavia, esamina lo stesso endpoint biologico – il danno cutaneo attinico da UV – dalla prospettiva della protezione dermatologica, irraggiato con una camera di irraggiamento BS-03:

Protective effects of sunscreen (50+) and octatrienoic acid 0.1% in actinic keratosis and UV damages
Pinto, Daniela, et al. "Protective effects of sunscreen (50+) and octatrienoic acid 0.1% in actinic keratosis and UV damages." Journal of Investigative Medicine 70.1 (2022): 92–98.

Ulteriori lavori provenienti da ambiti contigui della fotobiologia sono elencati alla pagina Pubblicazioni dei clienti - per argomento.

Il motore di ricerca delle pubblicazioni elenca tutte le pubblicazioni sulla sicurezza sul lavoro a noi note – ricercabili per dispositivo, ambito e parola chiave.

Il quadro normativo in Germania e nell'UE: l'ordinanza tedesca sulla protezione dei lavoratori dai rischi dovuti alle radiazioni ottiche artificiali (OStrV), che recepisce la direttiva UE 2006/25/CE, la serie di norme IEC 62471 / EN 62471 (Sicurezza fotobiologica delle lampade e dei sistemi di lampade) con la norma di prodotto supplementare IEC 62471-6:2022 per le sorgenti UV germicide, la norma sulla sicurezza del macchinario EN 12198 per la valutazione e la riduzione dei rischi da radiazione, e le linee guida della Commissione Internazionale per la Protezione dalle Radiazioni Non Ionizzanti (ICNIRP) su radiazione UV, visibile/IR e LED. Una panoramica del quadro normativo con i relativi valori limite è disponibile alla pagina Linee guida, norme e standard UV.

• OStrV (Ordinanza tedesca sulla protezione dei lavoratori dai rischi dovuti alle radiazioni ottiche artificiali), ultima modifica 18 ott. 2017 (gesetze-im-internet.de)
• Direttiva 2006/25/CE (eur-lex.europa.eu)
• IEC 62471-6:2022 (webstore.iec.ch)
• Linee guida ICNIRP UV, 2004 (icnirp.org)
• Dichiarazione ICNIRP sui LED, 2020 (icnirp.org)
• Regolamento Macchine (UE) 2023/1230, Allegato III n. 1.5.10–1.5.13 (eur-lex.europa.eu)

Quali limiti di lunghezza d'onda si applicano alle singole norme, e perché differiscono, è illustrato in dettaglio alla pagina Intervalli spettrali e norme. Per i limiti secondo IEC 62471 l'assegnazione è determinante: un valore che rientra nell'UV-B secondo una classificazione appartiene all'UV-A secondo un'altra – con un limite diverso.

Qual è la differenza tra irradianza e radianza?
L'irradianza (W/m²) descrive la potenza radiante che incide su una superficie ed è rilevante sia per la pelle sia per la valutazione di sorgenti puntiformi a livello dell'occhio. La radianza (W/(m²·sr)) tiene conto anche dell'angolo solido ed è necessaria per sorgenti estese di grande superficie, poiché rispecchia l'area proiettata sulla retina. Le definizioni formali di irradianza, esposizione radiante e fluenza sono riportate alla voce grandezze radiometriche.

Perché la potenza elettrica di una lampada non è sufficiente come misura del rischio?
Efficienza, spettro e diagramma di emissione differiscono notevolmente tra i tipi di lampada, per cui due lampade con la stessa potenza elettrica possono produrre irradianze otticamente efficaci molto diverse. Solo una misurazione diretta dell'irradianza pesata spettralmente fornisce una risposta affidabile. La derivazione generale – dalla potenza elettrica passando per l'efficienza elettro-ottica fino alla grandezza misurata nel punto di azione – è riportata alla voce grandezze radiometriche.

Quali gruppi di rischio definisce la IEC 62471?
La norma distingue un gruppo esente e i gruppi di rischio da 1 a 3 con pericolosità crescente, derivati dall'irradianza o dalla radianza pesate spettralmente e confrontate con valori limite di esposizione definiti. La classificazione determina quali marcature e misure di protezione sono necessarie.

Ogni sorgente luminosa sul luogo di lavoro deve essere misurata?
Non necessariamente ogni singola sorgente, ma ogni valutazione dei rischi ai sensi dell'OStrV richiede di valutare se possa verificarsi un'esposizione rilevante. Molti apparecchi di illuminazione standard certificati riportano già una classificazione del produttore; per applicazioni speciali, sorgenti aperte o spettri misti è necessaria una misurazione dedicata.

Che cosa sta cambiando attualmente nei limiti per il far-UVC (222 nm)?
Dati di soglia più recenti mostrano che la ridotta profondità di penetrazione della radiazione attorno ai 222 nm nella pelle e nell'occhio comporta un rischio sostanzialmente inferiore rispetto a quanto suggerirebbe la funzione di ponderazione classica, estrapolata da lunghezze d'onda maggiori. Nel 2022 l'ACGIH ha innalzato notevolmente i limiti corrispondenti, indicandoli separatamente per occhio e pelle.

Quale base giuridica si applica in Germania?
Il quadro di riferimento è l'OStrV, che recepisce la direttiva UE 2006/25/CE, integrato dalla serie di norme IEC/EN 62471 per la classificazione tecnica delle lampade e dalla EN 12198 per le macchine con emissione di radiazione legata alla funzione nell'ambito della conformità CE.

Con quale frequenza deve essere ripetuta una valutazione dei rischi?
Non esiste un intervallo fisso previsto per legge; l'OStrV richiede un aggiornamento ogniqualvolta le attrezzature, i processi di lavoro o lo stato delle conoscenze cambino in modo sostanziale. Le variazioni spettrali e di potenza delle lampade dovute all'invecchiamento suggeriscono di ripetere regolarmente la misurazione.

Che ruolo ha la distribuzione spettrale di un LED nel rischio da luce blu?
I LED con un'elevata componente di blu nel loro spettro di emissione – come i tipi bianco freddo con elevata temperatura di colore – producono, a parità di illuminamento, una radianza pesata per la luce blu maggiore rispetto alle sorgenti bianco caldo o termiche. Il rischio effettivo dipende inoltre dalle dimensioni della sorgente e dalla distanza di osservazione.

La domanda pratica alla base di ogni valutazione del rischio da radiazione ottica è: quale irradianza o radianza pesata spettralmente è effettivamente presente nella posizione di lavoro reale e accessibile, e quale durata di esposizione è ammissibile su questa base? Una risposta affidabile richiede una misura spettroradiometrica o radiometrica adeguata alla sorgente e al luogo di misura – non una stima derivata dai dati elettrici nominali.

La sicurezza sul lavoro e la sicurezza fotobiologica confina con diversi settori limitrofi: la fototerapia medica affronta le stesse grandezze fisiche per un'esposizione prescritta dal punto di vista medico anziché involontaria, Fotobiologia e Biotecnologia studia l'effetto delle radiazioni sui sistemi viventi nella ricerca, e Incollaggio, Potting e Incapsulamento UV è l'applicazione i cui punti di accesso aperti alle apparecchiature rendono più spesso rilevante una valutazione dei rischi. Le misure di protezione costruttive sono frequentemente integrate fin dall'inizio nella progettazione di impianti speciali. Come cambia la valutazione quando una sorgente UV aperta opera su un robot collaborativo senza protezioni è illustrato alla voce robotica. Il quadro completo si trova nella panoramica applicazioni UV.

Per misurazioni rapide e robuste in loco dell'irradianza pesata attinicamente in corrispondenza di punti di accesso aperti dell'apparecchiatura e vani di manutenzione, è idoneo il radiometro RMD Pro; per la classificazione in gruppi di rischio secondo IEC 62471 con spettri misti, apparecchi a LED o intervalli spettrali controversi come il far-UVC, lo spettroradiometro SR900. Per il monitoraggio continuo, collegato a PLC, di impianti automatizzati di polimerizzazione UV e disinfezione con allarme su valori limite, è disponibile il sensore UV PLC.net. Per la valutazione formale in loco e la classificazione CE secondo OStrV, 2006/25/CE e EN 12198, il laboratorio di taratura UV accreditato esegue misurazioni riferibili delle radiazioni ottiche. Parlateci del vostro compito di misurazione.