Martes, 15 Marzo 2011 14: 58

Radiación ultravioleta

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Al igual que la luz, que es visible, la radiación ultravioleta (UVR) es una forma de radiación óptica con longitudes de onda más cortas y fotones (partículas de radiación) más energéticos que su contraparte visible. La mayoría de las fuentes de luz también emiten algo de UVR. La UVR está presente en la luz solar y también se emite desde una gran cantidad de fuentes ultravioleta utilizadas en la industria, la ciencia y la medicina. Los trabajadores pueden encontrar UVR en una amplia variedad de entornos laborales. En algunos casos, a bajos niveles de luz ambiental, se pueden ver fuentes muy intensas de ultravioleta cercano ("luz negra"), pero normalmente la UVR es invisible y debe detectarse por el resplandor de los materiales que emiten fluorescencia cuando se iluminan con UVR.

Así como la luz se puede dividir en colores que se pueden ver en un arco iris, la UVR se subdivide y sus componentes se denotan comúnmente como UVA, UVB y UVC. Las longitudes de onda de la luz y la UVR generalmente se expresan en nanómetros (nm); 1 nm es una mil millonésima (10-9) de un metro. Los rayos UVC (UVR de longitud de onda muy corta) de la luz solar son absorbidos por la atmósfera y no llegan a la superficie de la Tierra. UVC está disponible solo a partir de fuentes artificiales, como lámparas germicidas, que emiten la mayor parte de su energía en una sola longitud de onda (254 nm) que es muy eficaz para matar bacterias y virus en una superficie o en el aire.

La UVB es la UVR biológicamente más dañina para la piel y los ojos, y aunque la mayor parte de esta energía (que es un componente de la luz solar) es absorbida por la atmósfera, aún produce quemaduras solares y otros efectos biológicos. La UVR de longitud de onda larga, UVA, se encuentra normalmente en la mayoría de las fuentes de lámparas y también es la UVR más intensa que llega a la Tierra. Aunque los rayos UVA pueden penetrar profundamente en los tejidos, no son tan dañinos biológicamente como los rayos UVB porque las energías de los fotones individuales son menores que las de los rayos UVB o UVC.

Fuentes de radiación ultravioleta

Luz del sol

La mayor exposición ocupacional a la radiación ultravioleta la experimentan los trabajadores al aire libre bajo la luz solar. La capa de ozono de la tierra atenúa en gran medida la energía de la radiación solar, lo que limita la radiación UV terrestre a longitudes de onda superiores a 290-295 nm. La energía de los rayos de onda corta (UVB) más peligrosos de la luz solar es una fuerte función de la trayectoria oblicua atmosférica y varía con la estación y la hora del día (Sliney 1986 y 1987; OMS 1994).

fuentes artificiales

Las fuentes artificiales más significativas de exposición humana incluyen las siguientes:

Soldadura por arco industrial. La fuente más importante de exposición potencial a los rayos UV es la energía radiante de los equipos de soldadura por arco. Los niveles de UVR alrededor del equipo de soldadura por arco son muy altos, y pueden ocurrir lesiones agudas en los ojos y la piel dentro de los tres a diez minutos de exposición a distancias de observación cercanas de unos pocos metros. La protección de los ojos y la piel es obligatoria.

Lámparas UVR industriales/de trabajo. Muchos procesos industriales y comerciales, como el curado fotoquímico de tintas, pinturas y plásticos, implican el uso de lámparas que emiten mucho en el rango UV. Si bien la probabilidad de exposición dañina es baja debido al blindaje, en algunos casos puede ocurrir una exposición accidental.

“Luces negras”. Las luces negras son lámparas especializadas que emiten predominantemente en el rango UV y generalmente se utilizan para pruebas no destructivas con polvos fluorescentes, para la autenticación de billetes y documentos, y para efectos especiales en publicidad y discotecas. Estas lámparas no presentan ningún riesgo de exposición significativo para los humanos (excepto en ciertos casos para la piel fotosensibilizada).

Tratamiento médico. Las lámparas UVR se utilizan en medicina para una variedad de fines diagnósticos y terapéuticos. Las fuentes de UVA se utilizan normalmente en aplicaciones de diagnóstico. Las exposiciones del paciente varían considerablemente según el tipo de tratamiento, y las lámparas UV utilizadas en dermatología requieren un uso cuidadoso por parte del personal.

Lámparas germicidas UVR. La UVR con longitudes de onda en el rango de 250 a 265 nm es la más eficaz para la esterilización y desinfección, ya que corresponde a un máximo en el espectro de absorción del ADN. Los tubos de descarga de mercurio de baja presión se utilizan a menudo como fuente UV, ya que más del 90 % de la energía radiada se encuentra en la línea de 254 nm. Estas lámparas a menudo se denominan "lámparas germicidas", "lámparas bactericidas" o simplemente "lámparas UVC". Las lámparas germicidas se utilizan en hospitales para combatir la infección de tuberculosis y también se utilizan dentro de gabinetes de seguridad microbiológica para inactivar microorganismos en el aire y en la superficie. La instalación adecuada de las lámparas y el uso de protección para los ojos es esencial.

bronceado cosmético. Las tumbonas se encuentran en empresas donde los clientes pueden broncearse con lámparas de bronceado especiales, que emiten principalmente en el rango de UVA pero también algo de UVB. El uso regular de una cama solar puede contribuir significativamente a la exposición anual de la piel a los rayos UV de una persona; además, el personal que trabaja en salones de bronceado también puede estar expuesto a niveles bajos. El uso de protección para los ojos, como gafas protectoras o anteojos de sol, debe ser obligatorio para el cliente y, según el arreglo, incluso los miembros del personal pueden requerir protectores para los ojos.

Iluminación general. Las lámparas fluorescentes son comunes en el lugar de trabajo y se han utilizado en el hogar durante mucho tiempo. Estas lámparas emiten pequeñas cantidades de UVR y contribuyen solo en un pequeño porcentaje a la exposición UV anual de una persona. Las lámparas de tungsteno-halógeno se utilizan cada vez más en el hogar y en el lugar de trabajo para una variedad de propósitos de iluminación y exhibición. Las lámparas halógenas sin blindaje pueden emitir niveles de UVR suficientes para causar lesiones graves a distancias cortas. La instalación de filtros de vidrio sobre estas lámparas debería eliminar este peligro.

Efectos biologicos

La piel

El eritema

El eritema, o “quemadura solar”, es un enrojecimiento de la piel que normalmente aparece de cuatro a ocho horas después de la exposición a los rayos UV y desaparece gradualmente después de unos días. Las quemaduras solares graves pueden provocar ampollas y descamación de la piel. UVB y UVC son alrededor de 1,000 veces más efectivos que los UVA para causar eritema (Parrish, Jaenicke y Anderson 1982), pero el eritema producido por las longitudes de onda UVB más largas (295 a 315 nm) es más grave y persiste por más tiempo (Hausser 1928). El aumento de la gravedad y el curso del tiempo del eritema resulta de una penetración más profunda de estas longitudes de onda en la epidermis. La sensibilidad máxima de la piel aparentemente ocurre aproximadamente a 295 nm (Luckiesh, Holladay y Taylor 1930; Coblentz, Stair and Hogue 1931) con una sensibilidad mucho menor (aproximadamente 0.07) a 315 nm y longitudes de onda más largas (McKinlay y Diffey 1987).

La dosis eritemal mínima (MED) para 295 nm que se ha informado en estudios más recientes para pieles ligeramente pigmentadas y sin broncear oscila entre 6 y 30 mJ/cm2 (Everett, Olsen y Sayer 1965; Freeman, et al. 1966; Berger, Urbach y Davies 1968). La MED a 254 nm varía mucho según el tiempo transcurrido después de la exposición y si la piel ha estado expuesta mucho a la luz solar exterior, pero generalmente es del orden de 20 mJ/cm.2, o tan alto como 0.1 J/cm2. La pigmentación y el bronceado de la piel y, lo que es más importante, el engrosamiento del estrato córneo, pueden aumentar esta MED en al menos un orden de magnitud.

Fotosensibilización

Los especialistas en salud ocupacional frecuentemente encuentran efectos adversos por exposición ocupacional a UVR en trabajadores fotosensibilizados. El uso de ciertos medicamentos puede producir un efecto fotosensibilizante por exposición a los rayos UVA, al igual que la aplicación tópica de ciertos productos, incluidos algunos perfumes, lociones corporales, etc. Las reacciones a los agentes fotosensibilizadores implican tanto fotoalergia (reacción alérgica de la piel) como fototoxicidad (irritación de la piel) después de la exposición a la radiación UV de la luz solar o de fuentes industriales de radiación UV. (Las reacciones de fotosensibilidad durante el uso de equipos de bronceado también son comunes). Esta fotosensibilización de la piel puede ser causada por cremas o ungüentos que se aplican sobre la piel, por medicamentos que se toman por vía oral o por inyección, o por el uso de inhaladores recetados (consulte la figura 1). ). El médico que prescribe un medicamento potencialmente fotosensibilizante siempre debe advertir al paciente que tome las medidas adecuadas para evitar efectos adversos, pero con frecuencia se le dice al paciente que solo evite la luz solar y no las fuentes de RUV (ya que son poco comunes en la población general).

Figura 1. Algunas sustancias fonosensibilizadoras

ELF020T1

Efectos retardados

La exposición crónica a la luz solar, especialmente al componente UVB, acelera el envejecimiento de la piel y aumenta el riesgo de desarrollar cáncer de piel (Fitzpatrick et al. 1974; Forbes y Davies 1982; Urbach 1969; Passchier y Bosnjakovic 1987). Varios estudios epidemiológicos han demostrado que la incidencia del cáncer de piel está fuertemente correlacionada con la latitud, la altitud y la cobertura del cielo, que se correlacionan con la exposición a los rayos UV (Scotto, Fears y Gori 1980; OMS 1993).

Todavía no se han establecido las relaciones dosis-respuesta cuantitativas exactas para la carcinogénesis de la piel humana, aunque las personas de piel clara, en particular las de origen celta, son mucho más propensas a desarrollar cáncer de piel. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que las exposiciones UVR necesarias para provocar tumores de piel en modelos animales pueden administrarse con la suficiente lentitud para que no se produzca eritema, y ​​la eficacia relativa (en relación con el pico a 302 nm) informada en esos estudios varía en la misma medida. como las quemaduras solares (Cole, Forbes y Davies 1986; Sterenborg y van der Leun 1987).

El ojo

Fotoqueratitis y fotoconjuntivitis

Estas son reacciones inflamatorias agudas resultantes de la exposición a la radiación UVB y UVC que aparecen a las pocas horas de una exposición excesiva y normalmente se resuelven después de uno o dos días.

Lesión en la retina por luz brillante

Aunque la lesión térmica de la retina por fuentes de luz es poco probable, el daño fotoquímico puede ocurrir por la exposición a fuentes ricas en luz azul. Esto puede resultar en una reducción temporal o permanente de la visión. Sin embargo, la respuesta normal de aversión a la luz brillante debería evitar que esto ocurra a menos que se haga un esfuerzo consciente para mirar fijamente las fuentes de luz brillante. La contribución de la UVR a la lesión de la retina es generalmente muy pequeña porque la absorción por el cristalino limita la exposición de la retina.

Efectos crónicos

La exposición ocupacional a largo plazo a la RUV durante varias décadas puede contribuir a la aparición de cataratas y efectos degenerativos no relacionados con los ojos, como el envejecimiento de la piel y el cáncer de piel asociados con la exposición al sol. La exposición crónica a la radiación infrarroja también puede aumentar el riesgo de cataratas, pero esto es muy poco probable, dado el acceso a la protección ocular.

La radiación ultravioleta actínica (UVB y UVC) es fuertemente absorbida por la córnea y la conjuntiva. La sobreexposición de estos tejidos causa queratoconjuntivitis, comúnmente conocida como “destello de soldador”, “ojo de arco” o “ceguera de la nieve”. Pitts ha informado sobre el espectro de acción y el curso temporal de la fotoqueratitis en la córnea humana, de conejo y de mono (Pitts 1974). El período de latencia varía inversamente con la severidad de la exposición, oscilando entre 1.5 y 24 horas, pero generalmente ocurre dentro de las 6 a 12 horas; las molestias suelen desaparecer en 48 horas. Le sigue la conjuntivitis y puede ir acompañada de eritema de la piel del rostro que rodea los párpados. Por supuesto, la exposición a los rayos UV rara vez provoca lesiones oculares permanentes. Pitts y Tredici (1971) informaron datos de umbral para fotoqueratitis en humanos para bandas de onda de 10 nm de ancho de 220 a 310 nm. Se encontró que la sensibilidad máxima de la córnea se producía a 270 nm, lo que difería notablemente del máximo de la piel. Presumiblemente, la radiación de 270 nm es biológicamente más activa debido a la falta de un estrato córneo para atenuar la dosis al tejido del epitelio corneal en longitudes de onda UVR más cortas. La respuesta de longitud de onda, o espectro de acción, no varió tanto como los espectros de acción del eritema, con umbrales que varían de 4 a 14 mJ/cm2 a 270 nm. El umbral informado a 308 nm fue de aproximadamente 100 mJ/cm2.

La exposición repetida del ojo a niveles potencialmente peligrosos de UVR no aumenta la capacidad protectora del tejido afectado (la córnea) como lo hace la exposición de la piel, lo que conduce al bronceado y al engrosamiento del estrato córneo. Ringvold y asociados estudiaron las propiedades de absorción de UVR de la córnea (Ringvold 1980a) y el humor acuoso (Ringvold 1980b), así como los efectos de la radiación UVB sobre el epitelio corneal (Ringvold 1983), el estroma corneal (Ringvold y Davanger 1985) y el endotelio corneal (Ringvold, Davanger y Olsen 1982; Olsen y Ringvold 1982). Sus estudios de microscopía electrónica mostraron que el tejido corneal poseía notables propiedades de reparación y recuperación. Aunque uno podría detectar fácilmente un daño significativo en todas estas capas que aparentemente aparecen inicialmente en las membranas celulares, la recuperación morfológica fue completa después de una semana. La destrucción de queratocitos en la capa del estroma fue evidente y la recuperación endotelial fue pronunciada a pesar de la falta normal de renovación celular rápida en el endotelio. Cullen et al. (1984) estudiaron el daño endotelial que era persistente si la exposición UVR era persistente. Riley et al. (1987) también estudiaron el endotelio de la córnea después de la exposición a los rayos UVB y concluyeron que no era probable que las agresiones únicas graves tuvieran efectos retardados; sin embargo, también concluyeron que la exposición crónica podría acelerar los cambios en el endotelio relacionados con el envejecimiento de la córnea.

Las longitudes de onda superiores a 295 nm pueden transmitirse a través de la córnea y el cristalino las absorbe casi en su totalidad. Pitts, Cullen y Hacker (1977b) demostraron que se pueden producir cataratas en conejos con longitudes de onda en la banda de 295 a 320 nm. Los umbrales para las opacidades transitorias oscilaron entre 0.15 y 12.6 J/cm2, dependiendo de la longitud de onda, con un umbral mínimo a 300 nm. Las opacidades permanentes requerían mayores exposiciones radiantes. No se observaron efectos lenticulares en el rango de longitud de onda de 325 a 395 nm incluso con exposiciones radiantes mucho más altas de 28 a 162 J/cm2 (Pitts, Cullen y Hacker 1977a; Zuclich y Connolly 1976). Estos estudios ilustran claramente el peligro particular de la banda espectral de 300-315 nm, como era de esperar porque los fotones de estas longitudes de onda penetran de manera eficiente y tienen suficiente energía para producir daño fotoquímico.

Taylor et al. (1988) proporcionaron pruebas epidemiológicas de que los rayos UVB de la luz solar eran un factor etiológico de la catarata senil, pero no demostraron una correlación entre las cataratas y la exposición a los rayos UVA. Aunque alguna vez fue una creencia popular debido a la fuerte absorción de los rayos UVA por parte del cristalino, la hipótesis de que los rayos UVA pueden causar cataratas no ha sido respaldada ni por estudios experimentales de laboratorio ni por estudios epidemiológicos. A partir de los datos experimentales de laboratorio que mostraron que los umbrales para la fotoqueratitis eran inferiores a los de la cataratogénesis, se debe concluir que los niveles inferiores a los necesarios para producir fotoqueratitis a diario deben considerarse peligrosos para el tejido del cristalino. Incluso si se supusiera que la córnea está expuesta a un nivel casi equivalente al umbral de la fotoqueratitis, se estimaría que la dosis diaria de UVR al cristalino a 308 nm sería inferior a 120 mJ/cm2 durante 12 horas al aire libre (Sliney 1987). De hecho, una exposición diaria promedio más realista sería menos de la mitad de ese valor.

jamón et al. (1982) determinaron el espectro de acción de la fotorretinitis producida por UVR en la banda de 320-400 nm. Demostraron que los umbrales en la banda espectral visible, que eran de 20 a 30 J/cm2 a 440 nm, se redujeron a aproximadamente 5 J/cm2 para una banda de 10 nm centrada en 325 nm. El espectro de acción aumentaba monótonamente con la disminución de la longitud de onda. Por lo tanto, debemos concluir que niveles muy por debajo de 5 J/cm2 a 308 nm debería producir lesiones en la retina, aunque estas lesiones no se manifestarían hasta 24 a 48 horas después de la exposición. No hay datos publicados sobre umbrales de lesiones en la retina por debajo de 325 nm, y solo se puede esperar que el patrón del espectro de acción para las lesiones fotoquímicas en la córnea y los tejidos del cristalino también se aplique a la retina, lo que conduciría a un umbral de lesiones del orden de 0.1 J/cm2.

Aunque se ha demostrado claramente que la radiación UVB es mutagénica y cancerígena para la piel, la extrema rareza de la carcinogénesis en la córnea y la conjuntiva es bastante notable. No parece haber evidencia científica que vincule la exposición a los rayos UV con ningún tipo de cáncer de córnea o conjuntiva en humanos, aunque no ocurre lo mismo con el ganado. Esto sugeriría un sistema inmunológico muy efectivo operando en el ojo humano, ya que ciertamente hay trabajadores al aire libre que reciben una exposición UVR comparable a la que recibe el ganado. Esta conclusión se ve respaldada por el hecho de que las personas que padecen una respuesta inmunitaria defectuosa, como en el xeroderma pigmentoso, desarrollan con frecuencia neoplasias de la córnea y la conjuntiva (Stenson 1982).

Normas de Seguridad

Se han desarrollado límites de exposición ocupacional (EL) para UVR e incluyen una curva de espectro de acción que envuelve los datos de umbral para efectos agudos obtenidos de estudios de eritema mínimo y queratoconjuntivitis (Sliney 1972; IRPA 1989). Esta curva no difiere significativamente de los datos del umbral colectivo, teniendo en cuenta los errores de medición y las variaciones en la respuesta individual, y está muy por debajo de los umbrales cataratogénicos UVB.

El EL para UVR es más bajo a 270 nm (0.003 J/cm2 a 270 nm), y, por ejemplo, a 308 nm es de 0.12 J/cm2 (ACGIH 1995, IRPA 1988). Independientemente de si la exposición se produce a partir de unas pocas exposiciones pulsadas durante el día, una sola exposición muy breve o una exposición de 8 horas a unos pocos microvatios por centímetro cuadrado, el riesgo biológico es el mismo y los límites anteriores se aplican a la jornada laboral completa.

Protección Ocupacional

La exposición ocupacional a la UVR debe minimizarse cuando sea práctico. En el caso de las fuentes artificiales, siempre que sea posible, se debe dar prioridad a las medidas de ingeniería, como la filtración, el blindaje y el cerramiento. Los controles administrativos, como la limitación del acceso, pueden reducir los requisitos de protección personal.

Los trabajadores al aire libre, como los trabajadores agrícolas, los trabajadores de la construcción, los pescadores, etc., pueden minimizar el riesgo de exposición a los rayos UV solares usando ropa adecuada de tejido apretado y, lo que es más importante, un sombrero de ala ancha para reducir la exposición de la cara y el cuello. Los protectores solares se pueden aplicar a la piel expuesta para reducir una mayor exposición. Los trabajadores al aire libre deben tener acceso a la sombra y contar con todas las medidas de protección necesarias mencionadas anteriormente.

En la industria, hay muchas fuentes capaces de causar lesiones oculares agudas en un tiempo de exposición breve. Hay disponible una variedad de protección para los ojos con varios grados de protección adecuados para el uso previsto. Los destinados a uso industrial incluyen cascos de soldadura (que además brindan protección tanto contra la radiación visible e infrarroja intensa como protección facial), protectores faciales, gafas protectoras y anteojos que absorben los rayos UV. En general, los anteojos protectores proporcionados para uso industrial deben ajustarse perfectamente a la cara, asegurando así que no haya espacios a través de los cuales la RUV pueda llegar directamente al ojo, y deben estar bien construidos para evitar lesiones físicas.

La idoneidad y selección de las gafas protectoras depende de los siguientes puntos:

  • la intensidad y las características de emisión espectral de la fuente UVR
  • los patrones de comportamiento de las personas cerca de las fuentes de UVR (la distancia y el tiempo de exposición son importantes)
  • las propiedades de transmisión del material de las gafas protectoras
  • el diseño de la montura de las gafas para evitar la exposición periférica del ojo a la radiación UV directa no absorbida.

 

En situaciones de exposición industrial, el grado de riesgo ocular puede evaluarse mediante la medición y comparación con los límites de exposición recomendados (Duchene, Lakey y Repacholi 1991).

Measurement

Debido a la fuerte dependencia de los efectos biológicos de la longitud de onda, la medida principal de cualquier fuente de UVR es su potencia espectral o distribución de irradiación espectral. Esto debe medirse con un espectrorradiómetro que consta de una óptica de entrada adecuada, un monocromador y un detector y lector UVR. Tal instrumento no se usa normalmente en higiene ocupacional.

En muchas situaciones prácticas, se utiliza un medidor UVR de banda ancha para determinar las duraciones de exposición seguras. Por motivos de seguridad, la respuesta espectral se puede adaptar para seguir la función espectral utilizada para las pautas de exposición de la ACGIH y la IRPA. Si no se utilizan los instrumentos apropiados, se producirán errores graves en la evaluación de peligros. También se dispone de dosímetros UVR personales (p. ej., película de polisulfona), pero su aplicación se ha limitado en gran medida a la investigación sobre seguridad en el trabajo más que a las encuestas de evaluación de riesgos.

Conclusiones

El daño molecular de los componentes celulares clave que surgen de la exposición a los rayos ultravioleta ocurre constantemente, y existen mecanismos de reparación para hacer frente a la exposición de la piel y los tejidos oculares a la radiación ultravioleta. Sólo cuando estos mecanismos de reparación son superados se hace evidente la lesión biológica aguda (Smith 1988). Por estas razones, minimizar la exposición ocupacional a los rayos UVA sigue siendo un importante objeto de preocupación entre los trabajadores de salud y seguridad en el trabajo.

 

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Leer 7384 veces Ultima modificacion el Miércoles, agosto 17 2011 17: 53

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Contenido

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