Rischio Fotobiologico delle Sorgenti LED

Il rapido sviluppo delle tecnologie di illuminazione, in particolare dei sistemi LED, ha sollevato preoccupazioni riguardo al rischio fotobiologico associato alle emissioni di luce blu. Questa procedura mira a valutare il rischio di esposizione a radiazioni ottiche artificiali derivanti da sorgenti LED utilizzate per illuminazione generale, sia in uffici che in ambienti più grandi come capannoni industriali.

Classificazione del Rischio Fotobiologico
Le sorgenti LED possono emettere radiazioni che, in alcuni casi, possono essere potenzialmente lesive per la retina. Per valutare questo rischio, lo standard CEI EN 62471:2009 classifica le sorgenti di luce in quattro gruppi basati sul rischio fotobiologico:

Gruppo Esente: Nessun rischio fotobiologico.
Gruppo 1: Nessun rischio fotobiologico nelle normali condizioni di impiego.
Gruppo 2: Non presenta rischio in condizioni di riflesso naturale di avversione alla luce o effetti termici.
Gruppo 3: Pericoloso anche per esposizioni momentanee.
Valutazione del Rischio
Attualmente, le norme IEC/CEI di sicurezza per le diverse tipologie di sorgenti stanno venendo adeguate per includere criteri di sicurezza fotobiologica. Tuttavia, c'è una carenza di informazioni specifiche fornite dai produttori che garantiscano la sicurezza fotobiologica dei sistemi di illuminazione disponibili in commercio. Per colmare questa lacuna, è stata sviluppata una procedura di calcolo per valutare il rischio effettivo associato alle sorgenti di illuminazione LED installate in un ambiente.

Procedura di Calcolo

Il calcolo del livello di rischio fotobiologico per le sorgenti LED è articolato in vari passaggi, che tengono conto delle caratteristiche delle sorgenti e delle condizioni di utilizzo. Di seguito sono descritti i passaggi chiave dell'algoritmo:

Calcolo dell'angolo solido di emissione: A partire dal parametro "apertura fascio" α, si assume una sorgente puntiforme con emissione conica per tipologie come "bulbo" e "faretto".

Stima della distanza sorgente-occhio dell’osservatore: Basata sulla collocazione scelta nella sezione di installazione.

Calcolo della dimensione media della sorgente (rm): Questo valore corrisponde al diametro nel caso di "faretto" o "bulbo". Per i "tubi a LED", si effettua una media aritmetica delle due dimensioni come indicato dai documenti ICNIRP.

Stima della luminanza:

Per "faretto" e "bulbo", la luminanza è calcolata a partire dal flusso luminoso (Φv), dalla dimensione media della sorgente (rm) e dall’angolo solido di emissione (Ω).
Per la tipologia "tubo", il calcolo tiene conto della superficie di emissione, mantenendo lo stesso valore di angolo solido.
Calcolo dell’illuminanza:

Per "faretto" e "bulbo", l’illuminanza è calcolata dal flusso luminoso (Φv), dalla distanza (d) e dall’angolo solido di emissione (Ω).
Per "tubo", l’illuminanza viene calcolata assumendo un’emissione attraverso una parte della superficie laterale.
Scelta della luminanza e dell’illuminanza limite: In funzione della temperatura di colore inserita nella procedura.

Calcolo dell’angolo sotteso dalla sorgente: A partire dalla dimensione media (rm) e dalla distanza (d), assumendo una sorgente circolare.

Determinazione del livello di rischio: Confrontando la grandezza calcolata (M) con quella limite (L):

M ≤ L: Livello di rischio “basso”
L ≤ M ≤ 2L: Livello di rischio “medio”
M ≥ 2L: Livello di rischio “alto”
Ipotesi Aggiuntive
In assenza di informazioni specifiche sull’apertura del fascio, la procedura assume valori predefiniti per l’angolo di apertura del fascio in funzione della tipologia di sorgente e della superficie. Queste assunzioni sono riassunte nella Tabella 3 del documento:

Tipologia Superficie Apertura
Faretto Opaca 50°
Faretto Trasparente 30°
Bulbo Opaca 150°
Bulbo Trasparente 120°
Tubo Opaca 120°
Tubo Trasparente 120°
Regole per la Gestione delle Condizioni di Errore
La procedura prevede alcune regole per gestire la mancanza di informazioni nei campi necessari per il calcolo:

Se manca il campo “Collocazione tipica”, la distanza è fissata a 0,2 metri e si considera come luce da tavolo.
Se manca il campo “distanza sorgente-osservatore” e il campo “Collocazione tipica” è “altro”, la distanza è fissata a 0,2 metri.
Se manca il campo “larghezza” e “lunghezza” ma la “superficie sorgente” è “trasparente”, il calcolo procede comunque.
Se manca il campo “lunghezza” e la “superficie sorgente” è “opaca” ma la tipologia non è “tubo”, il calcolo procede comunque.
Se manca uno dei campi “temperatura di colore” o “flusso luminoso”, si segnala una condizione di errore.
La procedura consente di verificare se le sorgenti di illuminazione generale causano un'esposizione trascurabile rispetto ai limiti previsti dal D.lgvo 81/08 Titolo VIII capo V. I risultati sono espressi in tre livelli di rischio:

Basso: Non presenta rischio fotobiologico. La sorgente è "giustificabile" ai sensi del D.lgvo 81/08.
Medio: Compatibile con i valori limite del Gruppo 1 (nessun rischio fotobiologico nelle normali condizioni di impiego). Potrebbe comportare un rischio se fissata per tempi superiori a 100 secondi cumulati nell'arco della giornata.
Alto: Esposizioni superiori alle massime ammissibili per il Gruppo 1. Presenza di rischio anche per tempi di fissazione inferiori a 100 secondi.
Algoritmo per il Calcolo del Livello di Rischio
Il calcolo del livello di rischio avviene in base alla trasparenza dell'involucro della sorgente e alla dimensione media della stessa. Per sorgenti trasparenti, si utilizza l'illuminanza; per sorgenti opache, si utilizza la luminanza. Specifiche ipotesi vengono fatte in assenza di dati completi, come l'angolo di emissione del fascio di luce e la distanza osservatore-sorgente.

Considerazioni Finali
I risultati del calcolo dovrebbero idealmente indicare un rischio "basso", implicando che le emissioni ottiche delle sorgenti di illuminazione generale comportino un rischio trascurabile dal punto di vista della sicurezza fotobiologica. Se il rischio risulta "medio" o "alto", è necessario adottare soluzioni alternative di installazione o scegliere altre sorgenti per garantire la sicurezza.