Os LEDs UV são realmente perigosos?

Acabei de comprar alguns LEDs UV

Comprei-os para testar notas e documentos de identidade. Li a documentação e vi alguns avisos sobre a luz UV nos quais o fornecedor recomenda não olhar diretamente para a luz e não expor a pele à luz.

Posso usar esses LEDs com segurança?

— Superdrac
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Até os LEDs brancos modernos podem constituir um risco para os olhos e, mais ainda, no extremo azul do espectro. Testamos cerca de 50 mA de LEDs da Nichia e eles informaram formalmente que eram considerados perigosos no extremo azul do espectro. | Na prática - e este é apenas um comentário e NÃO um conselho profissional, espero que seus LEDs sejam seguros se usados com sensatez com as precauções tomadas para não permitir que sejam vistos diretamente. | Se ocorrerem danos UV, geralmente eles causam irritação ocular a curto prazo, mas potencialmente muito dolorosa, e não danos permanentes. [Pergunte-me como eu sei ... :-(.]

— Russell McMahon

Em caso de dúvida, use proteção. Se você não precisar vê-lo, cubra-o. Se o fizer, proteja sua visão. Mesmo as emissões refletidas podem causar danos à visão.

— Enemy Of the State Machine

Respostas:

Os limites da luz emitida "segura" são muito complicados. Você pode ler sobre o básico aqui .

Uma regra prática que ouvi é que, se a potência emitida for superior a 5mW, a proteção deve ser usada. Como os LEDs vinculados são capazes de 10mW, sim , eles podem ser prejudiciais . Não os use até entender como eles podem ser prejudiciais e como evitá-los.

UV é particularmente perigoso porque não podemos vê-lo, portanto nosso reflexo de piscar não ajuda. Para trabalhar com segurança com esses LEDs, você deve obter um par de óculos que bloqueie os possíveis comprimentos de onda que o LED pode emitir, 390 a 405nm ± 2,5nm. Exemplos aqui.

Este parágrafo responde a uma pergunta editada no OP, perguntando por que ele tinha uma caneta UV sem avisos. Quanto à sua pergunta sobre a luz da caneta UV, é provável que a energia tenha sido baixa o suficiente para não ser prejudicial. Menos de 0,39mW (aproximadamente) é considerado seguro para os olhos, de modo que nenhum aviso seria necessário.

— ACD
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Ok, obrigado pela sua resposta, mas não acho que esses leds possam emitir a 120mW, é a dissipação de energia, a potência emitida na tabela de características elétricas e o mínimo é 5mW. Estou certo ?

— Superdrac

Você está certo, editado. isso é dissipação de energia elétrica. Eles ainda podem emitir> 5mW, o que é uma regra geral, então é melhor prevenir do que remediar.

— ACD

A referência fornecida refere-se apenas à classificação dos fontes LASER, não à exposição à luz não coerente. Ele não fornece dados de irradiância que podem ser extrapolados para a pergunta feita.

— Jose.angel.jimenez

Os óculos indicados não são adequados para proteção contra luz não coerente UV. Os óculos mencionados foram projetados especificamente para a proteção LASER.

— Jose.angel.jimenez

Se é perigoso porque não podemos vê-lo, considero o mesmo para a luz infravermelha, ou seja, diodos IR?

— Lundin

A potência luminosa emitida por esses LEDs é UVA tipicamente 10mW com um ângulo de potência de 15 ° 50%. Não há um máximo especificado, mas provavelmente poderíamos dizer que mais do que 15-20mW seria muito improvável.

É dentro do intervalo em que é preciso cautela. Aqui está um relatório de segurança muito detalhado de uma grande universidade. Reproduzirei um gráfico abaixo, mas observe que ele se baseia na exposição com 'quebras' para permitir o reparo celular. Além disso, eu espero que seja conservador.

insira a descrição da imagem aqui

$d$

d = (\sqrt{\frac{P_{m W}}{I r_{M A X}}}) \frac{1}{\tan (7.5 °)}

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

Portanto, se você permitir 20mW no LED, precisará de uma distância de mais de cerca de 1m para ser seguro para uma exposição de ~ 30s (e assumindo que a energia esteja razoavelmente bem distribuída no "ponto" central).

— Spehro Pefhany
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Ok, obrigado! Vou comprar os óculos e não exponho minha pele!

— Superdrac

@Superdrac e, especialmente, não exponha seus olhos ou deixe isso acessível para crianças.

— Technophile

Além disso, para levar em conta, a luz não coerente de 400 nm está no limite / borda do UVA e no espectro de luz visível. Isso significa que é a radiação UV menos "perigosa".

— Jose.angel.jimenez

Quando estiver em dúvida ou lidando com questões de saúde e segurança, aconselho vivamente a evitar opiniões, regras de ouro ou qualquer outra sabedoria do senso comum . Não aceite nenhum conselho que não seja backup por uma referência autorizada. As boas práticas nos mandatos de ciência e engenharia vão em primeiro lugar à fonte de conhecimento contrastado e aceito.

Neste caso, remeto para o excelente artigo do ICNIRP (Comissão Internacional de Proteção contra Radiação Não-Ionizante) sobre o assunto:

Diretrizes sobre os limites de exposição à taxa de UV incoerente entre 180 e 400nm

O artigo pode ser um pouco assustador para quem não tem um pouco de experiência em óptica e cálculo de potência, no entanto, é muito claro e bem escrito.

A seguir, um resumo da minha interpretação dessas diretrizes , para seu caso específico :

Uma fonte LED de luz incoerente a ~ 390 nm está no limite do que chamamos de luz visível. Mal entra na região UVA do espectro, a radiação UV menos perigosa. De fato, a cerca de 400 nm é o que nós (humanos) chamamos e percebemos como cor "roxa".
As diretrizes do ICNIRP indicam uma exposição máxima recomendada de 10KJ / m2 .
- Os valores dos dados mostrados na tabela 1 do artigo são usados para calcular as exposições agregadas (ponderadas) de uma fonte de UV composta de vários "comprimentos de onda". Ao fazer isso, você pode atingir incorretamente um máximo de 680KJ / m2 a 390nm .
- Corrigindo o valor obtido anteriormente, na página 174, é afirmado claramente que o limite de exposição para os olhos não deve exceder 10KJ / m2 em caso de exposição UV não ponderada na região 315-400nm .

Finalmente:

Conforme indicado na folha de dados, o LED UV3TZ-390-15 normalmente gera 10mW a 20mA com um ângulo de potência de 50% de 15 graus.
Se a fonte de LED fosse lambertiana (120 graus de 50% de ângulo de potência), a irradiância máxima (a 0 graus, vista frontal) seria a potência total emitida dividida por pi (3,1415 ...)
No entanto, considerando o ângulo de potência de 15 graus e 50% do LED real, aplicaremos um fator de conversão adicional, chegando à irradiância máxima:

I_{p} = \frac{P_{t o t}}{π} \frac{\sin^{2} θ_{1}}{\sin^{2} θ_{2}} = \frac{10 mW}{π} \frac{\sin^{2} (60^{\circ})}{\sin^{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 calcular dois casos:

O operador olha para o LED a 0 graus (vista frontal) a 1m de distância :
- Em 1m, 1sr é 1m2, de modo que Ip = 140mW / m2 a 1m.
- Para alcançar a exposição do ICNIRP, o operador terá que olhar fixamente para o LED (a 1m) durante,

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

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

O operador olha o LED a 0 graus (vista frontal) a 10 cm de distância :
- Com 10cm, 1sr é 0,01m2, portanto, Ip = 14W / m2 @ 10cm.
- Para alcançar a exposição do ICNIRP, o operador terá que olhar fixamente para o LED (a 10cm) durante,

T_{max} = \frac{10 KJ / m^{2}}{14 W / m^{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
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Wow, what can i say except, thank you for your demonstration!

— Superdrac