¿Son realmente peligrosos los LED UV?

Acabo de comprar algunos LED UV

Los compré para probar billetes y documentos de identidad. Leí la documentación y vi algunas advertencias sobre la luz ultravioleta en las que el proveedor aconseja no mirar directamente a la luz y no exponer la piel a la luz.

¿Puedo usar estos LED de forma segura?

— Superdrac
fuente

Incluso los LED blancos modernos pueden constituir un peligro para la vista y más aún en el extremo azul del espectro. Nichia probó algunos LED de 50 mA y nos informaron formalmente que se consideraban peligrosos en el extremo azul del espectro. | En la práctica, y esto es solo un comentario y NO un consejo profesional, esperaría que sus LED estuvieran seguros si se usaran con prudencia con las precauciones tomadas para no permitir que se vean directamente. Si se produce daño UV, generalmente provocará irritación ocular a corto plazo pero potencialmente muy dolorosa, y no un daño permanente. [Pregúntame cómo lo sé ... :-(.]

— Russell McMahon

En caso de duda, use protección. Si no necesita verlo, cúbralo. Si lo hace, proteja su visión. Incluso las emisiones reflejadas pueden causar daños en la visión.

— Enemy Of the State Machine

Respuestas:

Los límites de la luz emitida "segura" son muy complicados. Puedes leer sobre los conceptos básicos aquí .

Una regla general que he escuchado es que si la potencia emitida es superior a 5 mW, se debe usar protección. Dado que los LED que ha vinculado son capaces de 10 mW, sí, pueden ser dañinos . No los use hasta que comprenda cómo pueden ser dañinos y cómo prevenirlos.

El UV es particularmente peligroso porque no podemos verlo, por lo que nuestro reflejo de parpadeo no ayudará. Para trabajar con seguridad con estos LED, debe obtener un par de anteojos que bloqueen las posibles longitudes de onda que el LED puede emitir, de 390 a 405 nm ± 2.5 nm. Ejemplos aquí.

Este párrafo responde a una pregunta editada en el OP preguntándose por qué tenía un lápiz UV sin advertencias. En cuanto a su pregunta sobre la luz de la pluma UV, es probable que la potencia sea lo suficientemente baja como para que no sea perjudicial. Menos de 0,39 mW (aproximadamente) se considera seguro para los ojos, por lo que no se requeriría ninguna advertencia.

— ACD
fuente

Ok, gracias por su respuesta, pero no creo que esos leds puedan emitir a 120mW, es la disipación de potencia, la potencia de emisión que está en la tabla de Características Eléctricas, y el mínimo es de 5mW. Estoy en lo cierto?

— Superdrac

Tienes razón, editado. eso es disipación de energía eléctrica. Todavía pueden emitir> 5 mW, lo cual es una regla general de todos modos, por lo que es mejor prevenir que curar.

— ACD

La referencia proporcionada se refiere solo a la clasificación de los emisores LASER, no a la exposición a la luz no coherente. No proporciona datos de irradiación que pueden extrapolarse a la pregunta formulada.

— jose.angel.jimenez

Las gafas indicadas no son adecuadas para la protección contra la luz UV no coherente. Las gafas a las que se hace referencia están diseñadas específicamente para la protección LÁSER.

— jose.angel.jimenez

Si es peligroso porque no podemos verlo, entonces supongo que lo mismo es cierto para la luz infrarroja, es decir, los diodos IR.

— Lundin

La potencia de luz emitida por esos LED es de UVA típicamente de 10 mW con un ángulo de potencia de 15 ° 50%. No se especifica un máximo, pero probablemente podríamos decir que más de 15-20mW sería muy poco probable.

Eso está dentro del rango donde se requiere precaución. Aquí hay un informe de seguridad muy detallado de una gran universidad. Reproduciré una tabla a continuación, pero tenga en cuenta que se basa en la exposición con 'interrupciones' para permitir que se realice la reparación celular. Además, esperaría que sea conservador.

ingrese la descripción de la imagen aquí

$d$

re = (\sqrt{\frac{{PAG}_{metro W}}{yo r_{METRO UN X}}}) \frac{1}{bronceado (7.5 °)}

$d = \left(\sqrt\frac {P_{mW}}{Ir_{MAX}}\right) \frac{1}{\tan(7.5°)}$

Entonces, si permite 20 mW en el LED, necesitaría una distancia de más de aproximadamente 1 m para estar seguro para una exposición de ~ 30 s (y suponiendo que la potencia esté bastante bien distribuida sobre el 'punto' central).

— Spehro Pefhany
fuente

OK gracias ! ¡Compraré las gafas y no expondré mi piel!

— Superdrac

@Superdrac y especialmente no expongas tus ojos ni dejes esto accesible para los niños

— Technophile

Además, para tener en cuenta, la luz no coherente de 400 nm está en el límite / borde de los rayos UVA y el espectro de luz visible. Eso significa que es la radiación UV menos "peligrosa".

— jose.angel.jimenez

Cuando tenga dudas o trate asuntos de salud y seguridad, le aconsejo encarecidamente que evite en todo caso las opiniones, las reglas generales o cualquier otra sabiduría de sentido común . No acepte ningún consejo que no esté respaldado por una referencia autorizada. Las buenas prácticas en mandatos de ciencia e ingeniería van en primer lugar a la fuente de conocimiento contrastado y aceptado.

Para este caso, lo remito al excelente documento ICNIRP (Comisión Internacional de Protección contra la Radiación No Ionizante) sobre el tema:

Directrices sobre los límites de exposición a la incoherencia de la radiación UV entre 180 y 400 nm.

El documento puede ser un poco desalentador para aquellos que carecen de un poco de experiencia en óptica y cálculo de potencia, sin embargo, es muy claro y está bien escrito.

Aquí sigue un resumen de mi interpretación de estas pautas , para su caso específico :

Una fuente LED de luz incoherente a ~ 390 nm está en el límite de lo que llamamos luz visible. Apenas ingresa a la región UVA del espectro, la radiación UV menos peligrosa. De hecho, alrededor de 400 nm es lo que nosotros (humanos) llamamos y percibimos como color "púrpura".
Las pautas de ICNIRP indican una exposición máxima recomendada de 10KJ / m2 .
- Los valores de datos que se muestran en la tabla 1 del documento se utilizan para calcular las exposiciones agregadas (ponderadas) de una fuente UV compuesta de varias "longitudes de onda". Al hacerlo, puede alcanzar incorrectamente un máximo de 680KJ / m2 a 390 nm .
- Corrigiendo el valor previamente llegado, en la página 174, se establece claramente que el límite de exposición para los ojos no debe exceder los 10KJ / m2 en caso de exposición no ponderada a los rayos UV en la región de 315-400 nm .

Finalmente:

Como se indica en la hoja de datos, el LED UV3TZ-390-15 generalmente generará 10 mW a 20 mA con un ángulo de potencia del 50% de 15 grados.
Si la fuente de LED fuera lambertiana (120 grados de ángulo de potencia del 50%), la irradiancia máxima (a 0 grados, vista frontal) sería la potencia total emitida dividida por pi (3.1415 ...)
Sin embargo, teniendo en cuenta el ángulo de potencia de 15 grados y 50% del LED real, aplicaremos un factor de conversión adicional, llegando a la irradiancia máxima:

{yo}_{pag} = \frac{{PAG}_{t o t}}{π} \frac{{pecado}^{2} θ_{1}}{{pecado}^{2} θ_{2}} = \frac{10 mW}{π} \frac{{pecado}^{2} ({60 60}^{\circ})}{{pecado}^{2} ({7.5}^{\circ})} \approx 140 \frac{mW}{s r}

$I_p = \frac{P_{tot}}{\pi} \frac{\sin^2\theta_1}{\sin^2\theta_2} = \frac{10\text{mW}}{\pi} \frac{\sin^2 (60^{\circ})}{\sin^2 (7.5^{\circ})} \approx 140 \frac{\text{mW}}{sr}$

Vamos a calcular dos casos:

El operador mira el LED a 0 grados (vista frontal) a 1 m de distancia :
- A 1m, 1sr es 1m2, de modo que Ip = 140mW / m2 @ 1m.
- Para alcanzar la exposición ICNIRP, el operador tendrá que mirar el LED (a 1 m) durante,

T_{max} = \frac{10 KJ / / {metro}^{2}}{140 mW / / {metro}^{2}} \approx 20 horas

$T_{\text{max}} = \frac{10\text{KJ}/\text{m}^2}{140\text{mW}/\text{m}^2} \approx 20\;\text{hours}$

El operador mira el LED a 0 grados (vista frontal) a 10 cm de distancia :
- A 10cm, 1sr es 0.01m2, entonces Ip = 14W / m2 @ 10cm.
- Para alcanzar la exposición ICNIRP, el operador tendrá que mirar el LED (a 10 cm) durante,

T_{max} = \frac{10 KJ / / {metro}^{2}}{14 W / / {metro}^{2}} \approx 12 minutos

$T_{\text{max}} = \frac{10\text{KJ}/\text{m}^2}{14\text{W}/\text{m}^2} \approx 12\;\text{minutes}$

— jose.angel.jimenez
fuente

Wow, ¿qué puedo decir excepto, gracias por tu demostración!

— Superdrac