Como a luz, que é visível, a radiação ultravioleta (UVR) é uma forma de radiação óptica com comprimentos de onda mais curtos e fótons mais energéticos (partículas de radiação) do que sua contraparte visível. A maioria das fontes de luz também emite algum UVR. A UVR está presente na luz solar e também é emitida por um grande número de fontes ultravioleta usadas na indústria, ciência e medicina. Os trabalhadores podem encontrar RUV em uma ampla variedade de ambientes ocupacionais. Em alguns casos, em baixos níveis de luz ambiente, fontes muito intensas de ultravioleta próximo (“luz negra”) podem ser vistas, mas normalmente a UVR é invisível e deve ser detectada pelo brilho de materiais que fluorescem quando iluminados por UVR.

Assim como a luz pode ser dividida em cores que podem ser vistas em um arco-íris, a UVR é subdividida e seus componentes são comumente denotados como UVA, UVB e UVC. Comprimentos de onda de luz e UVR são geralmente expressos em nanômetros (nm); 1 nm é um bilionésimo (10^-9) de um metro. UVC (UVR de comprimento de onda muito curto) na luz solar é absorvido pela atmosfera e não atinge a superfície da Terra. UVC está disponível apenas a partir de fontes artificiais, como lâmpadas germicidas, que emitem a maior parte de sua energia em um único comprimento de onda (254 nm) que é muito eficaz para matar bactérias e vírus em uma superfície ou no ar.

O UVB é o UVR mais prejudicial biologicamente para a pele e os olhos e, embora a maior parte dessa energia (que é um componente da luz solar) seja absorvida pela atmosfera, ela ainda produz queimaduras solares e outros efeitos biológicos. UVR de comprimento de onda longo, UVA, é normalmente encontrado na maioria das fontes de lâmpadas e também é o UVR mais intenso que atinge a Terra. Embora o UVA possa penetrar profundamente no tecido, não é tão prejudicial biologicamente quanto o UVB porque as energias dos fótons individuais são menores do que para UVB ou UVC.

Fontes de radiação ultravioleta

Exposição à luz natural:

A maior exposição ocupacional à UVR é experimentada por trabalhadores ao ar livre sob a luz solar. A energia da radiação solar é bastante atenuada pela camada de ozônio da Terra, limitando a UVR terrestre a comprimentos de onda superiores a 290-295 nm. A energia dos raios mais perigosos de comprimento de onda curto (UVB) na luz solar é uma forte função do caminho inclinado atmosférico e varia com a estação e a hora do dia (Sliney 1986 e 1987; WHO 1994).

Fontes artificiais

As fontes artificiais mais significativas de exposição humana incluem as seguintes:

Soldagem a arco industrial. A fonte mais significativa de exposição potencial à UVR é a energia radiante do equipamento de soldagem a arco. Os níveis de UVR ao redor do equipamento de soldagem a arco são muito altos, e lesões agudas nos olhos e na pele podem ocorrer dentro de três a dez minutos de exposição a distâncias de visualização próximas de alguns metros. A proteção dos olhos e da pele é obrigatória.

Lâmpadas UVR industriais/de trabalho. Muitos processos industriais e comerciais, como a cura fotoquímica de tintas, pinturas e plásticos, envolvem o uso de lâmpadas que emitem fortemente na faixa de UV. Embora a probabilidade de exposição prejudicial seja baixa devido à blindagem, em alguns casos pode ocorrer exposição acidental.

“Luzes negras”. As luzes negras são lâmpadas especializadas que emitem predominantemente na faixa UV e são geralmente usadas para testes não destrutivos com pós fluorescentes, para autenticação de notas e documentos e para efeitos especiais em publicidade e discotecas. Estas lâmpadas não representam nenhum risco de exposição significativo para os seres humanos (exceto em certos casos para a pele fotossensibilizada).

Tratamento médico. As lâmpadas UVR são usadas na medicina para uma variedade de fins diagnósticos e terapêuticos. As fontes de UVA são normalmente usadas em aplicações de diagnóstico. As exposições ao paciente variam consideravelmente de acordo com o tipo de tratamento, e as lâmpadas ultravioleta utilizadas em dermatologia requerem uso criterioso por parte da equipe.

Lâmpadas UVR germicidas. UVR com comprimentos de onda na faixa de 250-265 nm é o mais eficaz para esterilização e desinfecção, pois corresponde a um máximo no espectro de absorção do DNA. Tubos de descarga de mercúrio de baixa pressão são frequentemente usados ​​como fonte de UV, pois mais de 90% da energia irradiada está na linha de 254 nm. Estas lâmpadas são muitas vezes referidas como “lâmpadas germicidas”, “lâmpadas bactericidas” ou simplesmente “lâmpadas UVC”. Lâmpadas germicidas são usadas em hospitais para combater a infecção por tuberculose e também são usadas dentro de gabinetes de segurança microbiológica para inativar microorganismos transportados pelo ar e pela superfície. A instalação adequada das lâmpadas e o uso de proteção ocular são essenciais.

Bronzeamento artificial. As espreguiçadeiras são encontradas em empresas onde os clientes podem obter um bronzeado por meio de lâmpadas especiais de bronzeamento, que emitem principalmente na faixa de UVA, mas também alguns UVB. O uso regular de um solário pode contribuir significativamente para a exposição anual da pele aos raios ultravioleta de uma pessoa; além disso, o pessoal que trabalha em salões de bronzeamento também pode estar exposto a níveis baixos. O uso de proteção para os olhos, como óculos ou óculos de sol, deve ser obrigatório para o cliente e, dependendo do acordo, até mesmo funcionários podem exigir protetores para os olhos.

Iluminação geral. As lâmpadas fluorescentes são comuns no local de trabalho e já são usadas em casa há muito tempo. Essas lâmpadas emitem pequenas quantidades de UVR e contribuem apenas com uma pequena porcentagem para a exposição anual de UV de uma pessoa. As lâmpadas halógenas de tungstênio são cada vez mais usadas em casa e no local de trabalho para uma variedade de propósitos de iluminação e exibição. As lâmpadas halógenas não blindadas podem emitir níveis de UVR suficientes para causar lesões agudas em distâncias curtas. A instalação de filtros de vidro sobre essas lâmpadas deve eliminar esse perigo.

Efeitos Biológicos

A pele

Eritema

O eritema, ou “queimadura solar”, é uma vermelhidão da pele que normalmente aparece em quatro a oito horas após a exposição aos raios ultravioleta e desaparece gradualmente após alguns dias. Queimaduras solares graves podem envolver bolhas e descamação da pele. UVB e UVC são cerca de 1,000 vezes mais eficazes em causar eritema do que UVA (Parrish, Jaenicke e Anderson 1982), mas o eritema produzido pelos comprimentos de onda UVB mais longos (295 a 315 nm) é mais grave e persiste por mais tempo (Hausser 1928). A maior gravidade e duração do eritema resulta da penetração mais profunda desses comprimentos de onda na epiderme. A sensibilidade máxima da pele aparentemente ocorre em aproximadamente 295 nm (Luckiesh, Holladay e Taylor 1930; Coblentz, Stair e Hogue 1931) com muito menos sensibilidade (aproximadamente 0.07) ocorrendo em 315 nm e comprimentos de onda mais longos (McKinlay e Diffey 1987).

A dose eritemal mínima (MED) para 295 nm que foi relatada em estudos mais recentes para pele não bronzeada e levemente pigmentada varia de 6 a 30 mJ/cm² (Everett, Olsen e Sayer 1965; Freeman, et al. 1966; Berger, Urbach e Davies 1968). O MED em 254 nm varia muito, dependendo do tempo decorrido após a exposição e se a pele foi muito exposta à luz solar externa, mas geralmente é da ordem de 20 mJ/cm², ou tão alto quanto 0.1 J/cm². A pigmentação e o bronzeamento da pele e, mais importante, o espessamento do estrato córneo, podem aumentar essa DEM em pelo menos uma ordem de grandeza.

Fotossensibilização

Especialistas em saúde ocupacional freqüentemente encontram efeitos adversos da exposição ocupacional à RUV em trabalhadores fotossensibilizados. O uso de certos medicamentos pode produzir um efeito fotossensibilizante na exposição aos raios UVA, assim como a aplicação tópica de certos produtos, incluindo alguns perfumes, loções para o corpo e assim por diante. As reações a agentes fotossensibilizantes envolvem tanto fotoalergia (reação alérgica da pele) quanto fototoxicidade (irritação da pele) após exposição à radiação ultravioleta da luz solar ou fontes industriais de radiação ultravioleta. (As reações de fotossensibilidade durante o uso de equipamentos de bronzeamento também são comuns.) Essa fotossensibilização da pele pode ser causada por cremes ou pomadas aplicados na pele, por medicamentos tomados por via oral ou por injeção ou pelo uso de inaladores prescritos (consulte a figura 1 ). O médico que prescreve um medicamento potencialmente fotossensibilizante deve sempre alertar o paciente para tomar as medidas apropriadas para evitar efeitos adversos, mas o paciente frequentemente é orientado a evitar apenas a luz solar e não fontes de UVR (uma vez que são incomuns para a população em geral).

Figura 1. Algumas substâncias fonossensibilizantes

Efeitos retardados

A exposição crônica à luz solar - especialmente o componente UVB - acelera o envelhecimento da pele e aumenta o risco de desenvolver câncer de pele (Fitzpatrick et al. 1974; Forbes e Davies 1982; Urbach 1969; Passchier e Bosnjakovic 1987). Vários estudos epidemiológicos mostraram que a incidência de câncer de pele está fortemente correlacionada com a latitude, altitude e cobertura do céu, que se correlacionam com a exposição à radiação ultravioleta (Scotto, Fears e Gori 1980; WHO 1993).

As relações dose-resposta quantitativas exatas para a carcinogênese da pele humana ainda não foram estabelecidas, embora indivíduos de pele clara, particularmente aqueles de origem celta, sejam muito mais propensos a desenvolver câncer de pele. No entanto, deve-se notar que as exposições UVR necessárias para provocar tumores de pele em modelos animais podem ser administradas de forma suficientemente lenta para que o eritema não seja produzido, e a eficácia relativa (relativa ao pico em 302 nm) relatada nesses estudos varia no mesmo como queimaduras solares (Cole, Forbes e Davies 1986; Sterenborg e van der Leun 1987).

O olho

Fotoqueratite e fotoconjuntivite

Estas são reações inflamatórias agudas resultantes da exposição à radiação UVB e UVC que aparecem dentro de algumas horas de exposição excessiva e normalmente desaparecem após um a dois dias.

Lesão da retina por luz brilhante

Embora a lesão térmica da retina causada por fontes de luz seja improvável, danos fotoquímicos podem ocorrer devido à exposição a fontes ricas em luz azul. Isso pode resultar em redução temporária ou permanente da visão. No entanto, a resposta normal de aversão à luz brilhante deve evitar essa ocorrência, a menos que seja feito um esforço consciente para olhar para as fontes de luz brilhante. A contribuição da RUV para a lesão da retina é geralmente muito pequena porque a absorção pelo cristalino limita a exposição da retina.

Efeitos crônicos

A exposição ocupacional prolongada à RUV durante várias décadas pode contribuir para a catarata e efeitos degenerativos não relacionados aos olhos, como envelhecimento da pele e câncer de pele associados à exposição ao sol. A exposição crônica à radiação infravermelha também pode aumentar o risco de catarata, mas isso é muito improvável, dado o acesso à proteção ocular.

A radiação ultravioleta actínica (UVB e UVC) é fortemente absorvida pela córnea e pela conjuntiva. A superexposição desses tecidos causa ceratoconjuntivite, comumente referida como “flash do soldador”, “olho de arco” ou “cegueira da neve”. Pitts relatou o espectro de ação e o curso temporal da fotoceratite na córnea humana, de coelhos e de macacos (Pitts 1974). O período de latência varia inversamente com a gravidade da exposição, variando de 1.5 a 24 horas, mas geralmente ocorre em 6 a 12 horas; desconforto geralmente desaparece dentro de 48 horas. A conjuntivite segue e pode ser acompanhada por eritema da pele facial ao redor das pálpebras. Obviamente, a exposição à UVR raramente resulta em lesão ocular permanente. Pitts e Tredici (1971) relataram dados de limiar para fotoqueratite em humanos para bandas de onda de 10 nm de largura de 220 a 310 nm. Verificou-se que a sensibilidade máxima da córnea ocorre a 270 nm, diferindo acentuadamente do máximo da pele. Presumivelmente, a radiação de 270 nm é biologicamente mais ativa devido à falta de um estrato córneo para atenuar a dose no tecido do epitélio da córnea em comprimentos de onda UVR mais curtos. A resposta do comprimento de onda, ou espectro de ação, não variou tanto quanto o espectro de ação do eritema, com limiares variando de 4 a 14 mJ/cm² a 270 nm. O limite relatado em 308 nm foi de aproximadamente 100 mJ/cm².

A exposição repetida do olho a níveis potencialmente perigosos de UVR não aumenta a capacidade de proteção do tecido afetado (a córnea), assim como a exposição da pele, que leva ao bronzeamento e ao espessamento do estrato córneo. Ringvold e associados estudaram as propriedades de absorção UVR da córnea (Ringvold 1980a) e humor aquoso (Ringvold 1980b), bem como os efeitos da radiação UVB sobre o epitélio da córnea (Ringvold 1983), o estroma da córnea (Ringvold e Davanger 1985) e o endotélio da córnea (Ringvold, Davanger e Olsen 1982; Olsen e Ringvold 1982). Seus estudos de microscopia eletrônica mostraram que o tecido da córnea possuía notáveis ​​propriedades de reparo e recuperação. Embora se pudesse detectar prontamente danos significativos a todas essas camadas, aparentemente aparecendo inicialmente nas membranas celulares, a recuperação morfológica foi completa após uma semana. A destruição de ceratócitos na camada estromal era aparente, e a recuperação endotelial foi pronunciada, apesar da falta normal de renovação celular rápida no endotélio. Cullen e outros. (1984) estudaram o dano endotelial que era persistente se a exposição à UVR fosse persistente. Riley e outros. (1987) também estudaram o endotélio da córnea após a exposição ao UVB e concluíram que insultos únicos e graves provavelmente não teriam efeitos retardados; no entanto, eles também concluíram que a exposição crônica poderia acelerar as mudanças no endotélio relacionadas ao envelhecimento da córnea.

Comprimentos de onda acima de 295 nm podem ser transmitidos através da córnea e são quase totalmente absorvidos pela lente. Pitts, Cullen e Hacker (1977b) mostraram que a catarata pode ser produzida em coelhos por comprimentos de onda na banda de 295-320 nm. Os limiares para opacidades transitórias variaram de 0.15 a 12.6 J/cm², dependendo do comprimento de onda, com um limite mínimo de 300 nm. As opacidades permanentes exigiam maiores exposições radiantes. Nenhum efeito lenticular foi observado na faixa de comprimento de onda de 325 a 395 nm, mesmo com exposições radiantes muito mais altas de 28 a 162 J/cm² (Pitts, Cullen e Hacker 1977a; Zuclich e Connolly 1976). Esses estudos ilustram claramente o perigo particular da banda espectral de 300-315 nm, como seria de se esperar porque os fótons desses comprimentos de onda penetram com eficiência e têm energia suficiente para produzir danos fotoquímicos.

Taylor e outros. (1988) forneceu evidências epidemiológicas de que UVB na luz solar foi um fator etiológico na catarata senil, mas não mostrou nenhuma correlação de catarata com exposição a UVA. Embora uma vez uma crença popular por causa da forte absorção de UVA pela lente, a hipótese de que UVA pode causar catarata não foi apoiada por estudos laboratoriais experimentais ou por estudos epidemiológicos. A partir dos dados experimentais de laboratório que mostraram que os limiares para fotoceratite eram mais baixos do que para cataratogênese, deve-se concluir que níveis inferiores aos necessários para produzir fotoceratite diariamente devem ser considerados perigosos para o tecido do cristalino. Mesmo se alguém presumisse que a córnea está exposta a um nível quase equivalente ao limiar para fotoqueratite, estimar-se-ia que a dose diária de UVR para o cristalino a 308 nm seria inferior a 120 mJ/cm² por 12 horas ao ar livre (Sliney 1987). De fato, uma exposição diária média mais realista seria menos da metade desse valor.

Ham e outros. (1982) determinaram o espectro de ação da fotorretinite produzida pela RUV na banda de 320–400 nm. Eles mostraram que os limiares na banda espectral visível, que eram de 20 a 30 J/cm² a 440 nm, foram reduzidos para aproximadamente 5 J/cm² para uma banda de 10 nm centrada em 325 nm. O espectro de ação foi aumentando monotonicamente com a diminuição do comprimento de onda. Devemos, portanto, concluir que níveis bem abaixo de 5 J/cm² a 308 nm deve produzir lesões retinianas, embora essas lesões não se tornem aparentes por 24 a 48 horas após a exposição. Não há dados publicados para limiares de lesão retiniana abaixo de 325 nm, e só podemos esperar que o padrão para o espectro de ação para lesão fotoquímica na córnea e nos tecidos do cristalino também se aplique à retina, levando a um limiar de lesão da ordem de 0.1 J/cm².

Embora a radiação UVB tenha se mostrado claramente mutagênica e carcinogênica para a pele, a extrema raridade da carcinogênese na córnea e na conjuntiva é bastante notável. Parece não haver evidências científicas que relacionem a exposição à radiação ultravioleta com qualquer tipo de câncer de córnea ou conjuntiva em humanos, embora o mesmo não se aplique ao gado. Isso sugeriria um sistema imunológico muito eficaz operando no olho humano, uma vez que certamente existem trabalhadores ao ar livre que recebem uma exposição à UVR comparável à que o gado recebe. Esta conclusão é ainda apoiada pelo fato de que os indivíduos que sofrem de uma resposta imune defeituosa, como no xeroderma pigmentoso, freqüentemente desenvolvem neoplasias da córnea e da conjuntiva (Stenson 1982).

Normas de Segurança

Limites de exposição ocupacional (EL) para UVR foram desenvolvidos e incluem uma curva de espectro de ação que envolve os dados de limiar para efeitos agudos obtidos de estudos de eritema mínimo e ceratoconjuntivite (Sliney 1972; IRPA 1989). Essa curva não difere significativamente dos dados do limiar coletivo, considerando erros de medida e variações na resposta individual, e está bem abaixo dos limiares cataratogênicos UVB.

O EL para UVR é mais baixo em 270 nm (0.003 J/cm² a 270 nm) e, por exemplo, a 308 nm é 0.12 J/cm² (ACGIH 1995, IRPA 1988). Independentemente de a exposição ocorrer a partir de algumas exposições pulsadas durante o dia, uma única exposição muito breve ou de uma exposição de 8 horas a alguns microwatts por centímetro quadrado, o risco biológico é o mesmo e os limites acima se aplicam ao jornada de trabalho completa.

Proteção Ocupacional

A exposição ocupacional à RUV deve ser minimizada sempre que possível. Para fontes artificiais, sempre que possível, deve-se dar prioridade a medidas de engenharia, como filtragem, blindagem e fechamento. Controles administrativos, como limitação de acesso, podem reduzir os requisitos de proteção pessoal.

Trabalhadores ao ar livre, como trabalhadores agrícolas, operários, trabalhadores da construção civil, pescadores e assim por diante, podem minimizar o risco de exposição solar aos raios ultravioleta usando roupas apropriadas de tecido justo e, o mais importante, um chapéu de abas para reduzir a exposição do rosto e pescoço. Os protetores solares podem ser aplicados na pele exposta para reduzir a exposição adicional. Os trabalhadores externos devem ter acesso à sombra e receber todas as medidas de proteção necessárias mencionadas acima.

Na indústria, existem muitas fontes capazes de causar lesões oculares agudas em um curto período de exposição. Uma variedade de proteção para os olhos está disponível com vários graus de proteção apropriados para o uso pretendido. Aqueles destinados ao uso industrial incluem capacetes de soldagem (fornecendo proteção adicional contra radiação visível e infravermelha intensa, bem como proteção facial), protetores faciais, óculos de proteção e óculos de absorção de UV. Em geral, os óculos de proteção fornecidos para uso industrial devem se ajustar perfeitamente ao rosto, garantindo assim que não haja lacunas através das quais a UVR possa atingir diretamente o olho, e devem ser bem construídos para evitar lesões físicas.

A adequação e seleção de óculos de proteção depende dos seguintes pontos:

• as características de intensidade e emissão espectral da fonte UVR

• os padrões comportamentais de pessoas próximas a fontes UVR (a distância e o tempo de exposição são importantes)

• as propriedades de transmissão do material de óculos de proteção

• o design da armação dos óculos para evitar a exposição periférica do olho à UVR direta não absorvida.

Em situações de exposição industrial, o grau de perigo ocular pode ser avaliado por medição e comparação com os limites recomendados para exposição (Duchene, Lakey e Repacholi 1991).

Medição

Devido à forte dependência dos efeitos biológicos no comprimento de onda, a principal medida de qualquer fonte de UVR é sua potência espectral ou distribuição de irradiância espectral. Isso deve ser medido com um espectrorradiômetro que consiste em óptica de entrada adequada, um monocromador e um detector e leitura UVR. Tal instrumento não é normalmente usado em higiene ocupacional.

Em muitas situações práticas, um medidor UVR de banda larga é usado para determinar durações de exposição seguras. Para fins de segurança, a resposta espectral pode ser adaptada para seguir a função espectral usada para as diretrizes de exposição da ACGIH e da IRPA. Se os instrumentos apropriados não forem usados, resultarão em sérios erros de avaliação de perigo. Dosímetros pessoais de UVR também estão disponíveis (por exemplo, filme de polissulfona), mas sua aplicação tem sido amplamente confinada à pesquisa de segurança ocupacional, e não a pesquisas de avaliação de riscos.

Conclusões

O dano molecular dos principais componentes celulares decorrentes da exposição à UVR ocorre constantemente, e existem mecanismos de reparo para lidar com a exposição da pele e dos tecidos oculares à radiação ultravioleta. Somente quando esses mecanismos de reparo são sobrecarregados é que a lesão biológica aguda se torna aparente (Smith 1988). Por essas razões, minimizar a exposição ocupacional à UVR continua a ser um importante objeto de preocupação entre os trabalhadores de saúde e segurança ocupacional.

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