Il rischio da luce blu dei LED

In tema di salute e sicurezza il rischio da luce blu è il pericolo più discusso associato ai LED. Riprendo un documento tecnico rilasciato da ASSIL, l’associazione nazionale dei produttori di illuminazione, riguardo LED e il rischio da luce blu.

La normativa IEC 62471 sulla Sicurezza Fotobiologica ha definito una serie di rischi per la salute umana causati dalla radiazione ottica, uno di questi è il rischio da luce blu: c’è una componente dello spettro luminoso che va dai 300 ai 700 nm ma che è massima tra i 435 e 440 nm corrispondenti al colore blu della luce, che può causare un danno alla retina dei nostri occhi. Maggiori informazioni sui rischi definiti dalla normativa li potete trovare qui.

Cito da “Le alterazioni oculari da esposizione a luce blu”, a cura di B. Piccoli, R. Fasciani e S. Orsini: la luce blu “rappresenta un rilevante fattore di rischio per i fotorecettori retinici, in particolare quelli foveali, essendo in grado di accelerare in modo significativo il processo del ciclo visivo (ciclo di Wald), con produzione di maggiori quantità di sostanze ossidanti (Reactive Oxygen Species, ROS), di sostanze tossiche (A2E) e di cataboliti (lipofuscina)”.

L’occhio può essere soggetto sia a danni retinici che a carico del cristallino (cataratta) che possono essere di natura termica o fotochimica. Il danno termico è determinato da un aumento della temperatura dell’area retinica irradiata, dovuto ad elevati livelli di potenza della radiazione luminosa per tempi d’esposizione anche molto brevi. Il danno fotochimico, invece, si verifica in assenza di un aumento della temperatura della zona retinica irradiata, con bassi livelli di potenza della radiazione luminosa anche a seguito di esposizioni di più lunga durata (minuti).

La principale fonte di luce blu è il sole, responsabile di diverse patologie oftalmiche, ma anche le lampade a scarica o attività lavorative come la saldatura elettrica possono essere causa di danni importanti all’occhio.

Dopo la pubblicazione della IEC 62471 nel 2006 e suo aggiornamento nel 2008, sono state fatte ulteriori ricerche per trasferire i parametri dalle sorgenti luminose agli apparecchi di illuminazione finale e nel 2012 è stata pubblicata la norma IEC/TR 62778 che definisce i metodi di valutazione per determinare la soglia tra rischio basso (RG 1) e moderato (RG 2) in conformità alla CEI EN 62471 per un tempo di esposizione di 100 secondi.

La definizione dei gruppi di rischio, relativamente al rischio da luce blu, è la seguente:

RG 0 = nessun rischio,

RG 1 = rischio basso. “La lampada non provoca rischio dovuto a normali limitazioni di funzionamento” (CEI EN 61347-1 par.6.1.2). Il rischio basso è associato a livelli di esposizione tali da essere identificati come sicuri e/o non pericolosi anche per effetto delle reazioni istintive di auto protezione dell’occhio umano. La norma IEC/TR 62471-2 che stabilisce la marcatura di tali apparecchi non ritiene obbligatorio marcare con avvisi di rischio tali prodotti.

RG 2 = rischio moderato. Benchè la 62778 stabilisca la soglia tra RG 1 e RG 2, il gruppo RG 2 non è da considerarsi pericoloso ai fini del rischio fotobiologico da luce blu: “la lampada non provoca un rischio in seguito ad una reazione istintiva guardando sorgenti di luce molto luminose o in seguito ad una sensazione di disagio termico” (CEI EN 61347-1 par.6.1.3).

RG 3 = rischio alto. Qui il rischio è presente ma nessuna lampada a luce bianca per illuminazione presenta tale livello di rischio. Solo lampade per uso speciale o laser possono raggiungere tali livelli.

La IEC 62778 definisce due metodologie per stabilire la soglia tra RG 1 e RG 2 molto semplici che ci permettono di fare una prima valutazione di rischio senza le costose analisi di laboratori specializzati. Ovviamente per una certificazione o un’analisi precisa bisogna sempre rivolgersi a chi di competenza.

Valutazione sullo spettro

Consiste nel fare misure di radianza e irradianza spettrale, alle varie lunghezze d’onda che compongono lo spettro della sorgente ed in base ai valori ottenuti, facendo riferimento sempre alla IEC 62471, si classifica l’apparecchio:

• RG 0: l’apparecchio di illuminazione che incorpora uno o più LED di classe di rischio RG 0 avrà la stessa classificazione di rischio da luce blu indipendentemente dalla distanza di visione e ottiche utilizzate nell’apparecchio.
• RG 1: l’apparecchio di illuminazione che incorpora uno o più LED di classe di rischio RG 1 avrà la stessa classificazione di rischio da luce blu indipendentemente dalla distanza di visione e ottiche utilizzate nell’apparecchio.
• RG superiore a 1: l’apparecchio di illuminazione che incorpora uno o più LED di classe di rischio superiore RG 1 avrà la stessa classificazione di rischio da luce blu indipendentemente dalla distanza di visione e ottiche utilizzate nell’apparecchio.

In breve, la classificazione dei singoli LED si trasferisce all’apparecchio finale. Ormai tutti i principali produttori di LED (Luxeon, Osram, Cree, Nichia,..) pubblicano nel loro sito il gruppo di rischio dei LED da loro commercializzati. Conoscendo marca, modello e CCT dei LED utilizzate è facile risalire al loro gruppo di rischio e di conseguenza a quello dell’apparecchio che li incorpora.

Valutazione sulla CCT

La normativa ha stabilito dei valori di soglia tra RG 1 e RG 2 per la radianza e l’illuminamento in funzione della temperatura di colore (CCT) dei LED bianchi utilizzati. La CCT è funzione dello spettro di emissione del LED, una bianco freddo, ad esempio a 6000 K, ha una componente blu doppia rispetto ad un bianco caldo a 2700 K. Maggiori dettagli sulla CCT potete trovarli qui. I valori soglia tra RG 1 e RG 2 in funzione della CCT sono elencati nella tabella seguente:

CCT	Illuminamento [LUX]
≤ 2350	4000
2350 < CCT ≤ 2850	1850
2850 < CCT ≤ 3250	1450
3250 < CCT ≤ 3750	1100
3750 < CCT ≤ 4500	850
4500 < CCT ≤ 5750	650
5750 < CCT ≤ 8000	500

I valori indicati nella norma e presenti nella tabella hanno un fattore di sicurezza 2, ovvero sono doppi rispetto ai valori di soglia reali, questo per garantire una maggiore sicurezza agli utilizzatori. La misura va effettuata all’altezza degli occhi.

Il primo metodo permette di risalire al gruppo di rischio dell’apparecchio luminoso conoscendo quello dei LED al suo interno, il secondo metodo permette una classificazione con una semplice misura di illuminamento, realizzabile con un semplice luxmetro (se ne trovano in commercio dai 15 € in su).

Un esempio di misura e valutazione basatu sulla CCT: si consideri una lampada LED industriale da 10000 lm, CCT 4500 K e fotometria come da Fig.3 montata a soffitto in un capannone all’altezza di 6 metri. Consideriamo per esagerazione un’altezza occhi di 2 metri per cui misuriamo i lux a 2 metri dal suolo. Il valore ottenuto in questo caso è di 606 lx, controllando nella tabella il valore di soglia a questa CCT è di 850 lx per cui il proiettore è classificabile, per il rischio da luce blu, come RG 1 o inferiore e non necessita di marcature particolari.