¿Son realmente peligrosos los LED UV?

Los límites de la luz emitida "segura" son muy complicados. Puede leer sobre los conceptos básicos aquí .

Una regla de oro que he escuchado es que si la potencia emitida es superior a 5 mW, se debe usar protección. Dado que los LED que conectó tienen una capacidad de 10 mW, sí, pueden ser dañinos . No los use hasta que entienda cómo pueden ser dañinos y cómo prevenirlos.

La radiación UV es particularmente peligrosa porque no podemos verla, por lo que nuestro reflejo de parpadeo no ayudará. Para trabajar de forma segura con estos LED, debe obtener un par de lentes que bloqueen las posibles longitudes de onda que el LED puede emitir, de 390 a 405nm ± 2.5nm. Ejemplos aquí.

Este párrafo responde a una pregunta editada en el OP preguntándose por qué tenía una pluma UV sin advertencias. En cuanto a su pregunta sobre la luz UV de la pluma, es probable que la potencia fuera lo suficientemente baja como para no ser dañina. Menos de 0.39mW (aproximadamente) se considera seguro para los ojos, por lo que no se necesitaría ninguna advertencia.

La potencia de luz emitida de esos LED es UVA, generalmente 10 mW con un ángulo de potencia de 15 ° 50%. No hay un máximo especificado, pero probablemente podríamos decir que más de 15-20mW sería muy poco probable.

Eso está dentro del rango donde se requiere precaución. Aquí está Un informe de seguridad muy detallado de una gran universidad. Reproduciré una tabla a continuación, pero tenga en cuenta que se basa en la exposición con "roturas" para permitir que se lleve a cabo la reparación celular. Además, espero que sea conservador.

Si obtiene un poco de distancia desde el final del LED, la densidad de potencia disminuye con el cuadrado de la distancia. Si permite una irradiancia de 0.1 mW / cm ^ 2 (límite de exposición de 30 segundos según la tabla), entonces debe estar al menos a una distancia \ $ d \ $ del LED:

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

Entonces, si permite 20 mW en el LED, necesitará una distancia de más de aproximadamente 1 m para estar seguro durante una exposición de ~ 30 s (y suponiendo que la potencia está bastante bien distribuida sobre el 'punto' central).

Cuando tenga dudas o se ocupe de cuestiones de salud y seguridad, le aconsejo que evite en absoluto las opiniones, las reglas de los pulgares o cualquier otro sentido común . No acepte ningún consejo que no esté respaldado por una referencia autorizada. Las buenas prácticas en materia de ciencia e ingeniería van en primer lugar a la fuente de conocimiento contrastado y aceptado.

Para este caso, le remito al excelente documento de la ICNIRP (Comisión Internacional para la Protección contra la Radiación No Ionizante) sobre este asunto:

Pautas sobre los límites de exposición a la radiación UV incoherente entre 180 y 400nm

El papel puede ser un poco desalentador para aquellos que carecen de un poco de antecedentes sobre óptica y cálculo de potencia, sin embargo, es muy claro y está bien escrito.

A continuación se incluye un resumen de mi interpretación de estas pautas , para su caso específico :

• Una fuente LED de luz incoherente a ~ 390nm se encuentra en el límite de lo que llamamos luz visible. Apenas entra en la región UVA del espectro, la radiación UV menos peligrosa. De hecho, a unos 400 nm es lo que nosotros (los humanos) llamamos y percibimos como un color "púrpura".

• Las pautas de ICNIRP indican una exposición máxima recomendada de 10KJ / m2 .

  • Los valores de datos mostrados en la tabla 1 del documento se utilizan para calcular las exposiciones agregadas (ponderadas) de una fuente de UV compuesta de varias "longitudes de onda". Al hacerlo, puede alcanzar incorrectamente un máximo de 680KJ / m2 a 390nm .
  • Corrigiendo el valor previamente recibido, en la página 174, se indica claramente que el límite de exposición para los ojos no debe exceder los 10KJ / m2 en caso de exposición UV no ponderada en la región 315-400nm .

Finalmente:

• Como se indica en la hoja de datos, el LED UV3TZ-390-15 normalmente emitirá 10mW a 20mA con un ángulo de potencia del 50% de 15 grados.
• Si la fuente del LED era Lambertian (120 grados de ángulo de potencia del 50%), la irradiancia máxima (en 0 grados, vista frontal) sería la potencia total emitida dividida por pi (3.1415 ...)
• Sin embargo, considerando el ángulo de potencia de 15 grados 50% del LED real, aplicaremos un factor de conversión adicional, llegando a la irradiancia máxima:

$$ I_p = \ frac {P_ {tot}} {\ pi} \ frac {\ sin ^ 2 \ theta_1} {\ sin ^ 2 \ theta_2} = \ frac {10 \ text {mW}} {\ pi} \ frac { \ sin ^ 2 (60 ^ {\ circ})} {\ sin ^ 2 (7.5 ^ {\ circ})} \ approx 140 \ frac {\ text {mW}} {sr} $$

Vamos a calcular dos casos:

1. El operador observa el LED a 0 grados (vista frontal) a 1m de distancia :

   • En 1m, 1sr es 1m2, por lo que Ip = 140mW / m2 @ 1m.
   • Para alcanzar la exposición ICNIRP, el operador tendrá que mirar fijamente al LED (a 1m) durante,

$$ T _ {\ text {max}} = \ frac {10 \ text {KJ} / \ text {m} ^ 2} {140 \ text {mW} / \ text {m} ^ 2} \ approx 20 \; \ text {horas} $$

2. El operador observa el LED a 0 grados (vista frontal) a 10 cm de distancia :

   • A 10 cm, 1sr es 0.01m2, entonces Ip = 14W / m2 @ 10cm.
   • Para alcanzar la exposición ICNIRP, el operador tendrá que mirar fijamente al LED (a 10 cm) durante,

$$ T _ {\ text {max}} = \ frac {10 \ text {KJ} / \ text {m} ^ 2} {14 \ text {W} / \ text {m} ^ 2} \ approx 12 \; \ text {minutos} $$