GEZONDHEIDSASPECTEN VAN IN DE BOUW GEBRUIKTE LASER APPARATUUR
-1-
VOORWOORD
Naar aanleiding van vragen betreffende de gevaren van laserapparatuur die op de bouw gebruikt wordt, heeft de BGBouw een onderzoek ingesteld. Het betrof hier een qlobale verkenninq van deze apparatuur en een literatuurstudie over de gevaren van laserstraling voor de mens. Het concept is besproken met Dr. J.J.Vos, één van de auteurs van
het rapport van de Gezondheidsraad Aanvaardbare niveaus micrometerstraling, en aangevuld met diens ideeën omtrent toekomstige ontwikkelingen.
De studie is bedoeld om bedrijfsartsen en -verpleegkundigen die voor de bouw werken te informeren over de in de bouw gebruikte Ja-
serapparatuur en de aan het werken ermee verbonden risico's die aan het werken ermee verbonden zijn.
SAMENVATTING
In de bouw gebruikte lasers zijn manuren besparende meetinstrumenten met - qua uittredende energie - geringe vermogens. Een lmW laser is onvoorwaardelijk veilig. De mening dat lasers tot 3mW eveneens onvoorwaardelijk veilig zijn, wint terrein. De huidige opvatting over medische begeleiding wordt aangegeven, alsmede enkele veiligheidsvoorschriften.
-2-
INLEIDING De invoering van laserapparatuur (rond 1960) is, anders dan die van röntgenapparatuur, omgeven met strenge veiliqheidsvoorschriften en een uitvoerige medische beqeleidina van
d~
werkers.
Het risico bij het werken met deze hoog-energetische bundels bestaat uit verbranding van oppervlakten die door de straal worden getroffen, zoals kleding, huid en - vo0ral - netvlies.
Van het begin af aan zijn in de bouw uitsluitend Helium-Neon-lasers met gering uittredend vermogen gebruikt, waardoor het risi-
co beperkt werd tot oogletsel. Bij frequent medisch onderzoek van laserwerkers kon geen oogletsel worden vastgesteld (5). Naar aanleiding hiervan en van studies naar de maximaal toelaatbare stralingsdosis op het oog (1) heeft men de medische begeleiding beperkt. Gesteld kan worden dat de nu in de bouw gebruikt apparatuur veilig is indien men zich aan de voorschriften houdt.
IN DE BOUW GEBRUIKTE LASERAPPARATUUR Lasers zijn en worden ingevoerd op de bouw om redenen van efficiëntie. Er kan niet nauwkeuriger mee
worden gemeten dan met de optische
instrumenten; wel kunnen dezelfde metingen sneller en met minder mensen worden gedaan, terwijl controle door het permanent aanwezig zijn
van de meetlijn of het meetvlak direct mogelijk is.
De volgende soorten apparatuur worden in de bouw gebruikt: - Helium-Neon lasers, waar een continue straal rose-rood licht uit-
treedt (golflengte 632,8 nm). Deze lase's zijn er in uitvoeringen van1-10mW uittredend vermogen. In de woning- en utiliteitsbouw zult U meestal apparatuur aantreffen met een vermogen tot 2mW (zie tabel 1 (7 ) ) . Voor landmeten en off-shore werk (baggeren) is er apparatuur van 5-10 mW.
-3-
- Sinds kort is er ook een diode-laser op de markt, waaruit een continue straal infra-rood licht naar buiten treedt, die dus alleen
met een detector kan worden gelocaliseerd (golflengte 850 nm) . De laser heeft een zeer gering uittredend vermogen v.a. 0,03 mW. De
bundelspreiding bedraagt voor deze diode-laser 32 mm op 50 m en 63 mm op 100 m. Als het toestel aanstaat beschrijft de straal een horizontaal vlak. Het toestel werkt uitsluitend als de bundel roteert en heeft een werkbereik van 60 m. De meest toegepaste laser in de bouw is de rioolbouw-laser (Ferwerda
1977, en volgens inlichtingen blijkt dit thans nog zo te zijn). De lichtstraal wordt als meetlijn gebruikt door of over de rioolbuis. Het bereik is 200-500
meter en de detectie gebeurt met een reflecte-
rend richtschermpje, dat in de bundel oplicht. Daarnaast zult u frequent aantreffen de roterende-laser.
(zietabel~4)
De meestal verticaal opgestelde laserbuis is aan de bovenzijde voorzien van een roterend prisma, waardoor de straal in een horizontaal
vlak draait. Het horizontaal stellen gebeurt meestal automatisch. Het aantal om-
wentelingen is regelbaar van 0-900 per minuut. Deze apparatuur kan dus ook als meetlijn gebruikt worden kan er een verticaal vlak mee
i
tevens
worden uitgezet door het apparaat hori-
zontaal in een statief te monteren.
Voor detectie zijn er electronische detectoren waarmee het centrum van de bundel te bepalen is; er is een automatische baak waarvan de
op en neer bewegende detector stopt in het centrum van de bundel.
De laser in combinatie met een optisch instrument bijv. een theodo-
liet heeft als bijzonderheid dat de bundelspreiding zeer gering is -bij overigens grote (10-30 mm- bundel diameter- waardoor het vermogen per cm 2 over grote afstand constant is.
De
un~verselebouw-laser
heeft als bijzonderheid dat het apparaat
voorzien is van een focusseerlens, waardoor de spreiding zeer gering
is en het vermogen per cm2 tot op grote afstand constant blijft.
-4-
Tabel 1: lllP.rk
roterende He-He lasers toepasstng
lype
verrno·
tl111ll!h·
weo- en schettps- gen waterboow
!OHS·
bouw,
wonmg
bouw
buretk
land
bouw
~GL
Master
'
'
Umversal Laser
'
' ' '
Accusweap
'
'
Plane
~aulaser
f'G loont ndustnes
LS
TTSO LLE79
721·21/m 1 ontrol
Agri-Guide System
nstruments
LT-2
Hudswell
laser ACS
laser
2100E
'
'
2900E
•
(K}
2850
VSE-40R
•
' ' ' '
XL
'
'
942
' ' ' '
3000 3005
Khl
Mtero G1ade
Spectra PhystCS
944-1 3 945GS 945L Transmilter 945U
(X}
2mW
200m
'
3mW
300rn
'
2mW
300n
2mW
300rr
1mW
250n
2mW
250rr
2mW
JOOn
'
Grader
velopment
as er
300 500•
' '
YatesOe-
Ahgnment
2.!imW
'
•
"L.. ....,
'
' ' '
'
(K}
l•l
Uit Bouwwereld 1981 nr. 12
Toelichting bij de tabel: De kenmerken van de lasers die in het bijzonder in de weg- en
waterbouw worden toegepast, worden niet in detail genoemd. De accessoires en diverse zeer specifieke kenmerken van de lasers afzonderlijk worden niet apart genoemd. Er zijn een aantal loodlasers {klasse I) die, uitgevoerd metro-
terende kop, soortgelijke toepassingsmogelijkheden hebben als de roterende lasers (klasse !XT) .
-5-
VEILIGHEIDSASPECTEN Het uitgangspunt
bij het denken over veiligheid van lasers is de
maximaal toelaatbare belasting van het oog door laserstralen, zo-
als die is aangegeven in het advies van de Gezondheidsraad (1978). In dit rapport worden vele waarnemingen gegroepeerd van juist aantoonbare netvliesschade tengevolge van bestraling gedurende verschillende tijden en verschillende energiedoses op het netvlies. Het betrof hier laboratoriumonderzoek bij proefdieren met
gefixeer~
de oogbol. Men heeft hier aanvaardbare niveaus voor op het oog vallende energie uit afgeleid. Daarbij werd overwogen dat: - de schadedrempel bij de mens anderhalf tot driemaal zo hoog ligt als bij proefdieren (in dat deel van het spectrum waar de oogmedia vrijwel volledig doorlatend zijn. Dit geldt voor laserstraling van 632,8 nm en van 850 nm. -het verantwoord is dehistologisch juistzichtbare schadegrens gelijk te stellen met de functioneel juist waarneembare. Daarnaast werd door de commissie
een extra veiligheidsmarge inge-
voerd. Men heeft de maximaal toelaatbare belasting met een factor drie verlaagd en gesteld dat stralingsbelasting van het oog tot deze grens onvoorwaardelijk veilig is. Verwacht wordt dat na verloop van tijd zal blijken dat ook dit overgangsgebied veilig is. In het advies aan de Gezondheidsraad zijn de grenzen als volgt gesteld: - onvoorwaardelijk veilig is een belasting van het oog met 1mW,
- voorwaardelijk veilig is een belasting van het oog met 3mW. Dit geldt voor de He-Ne lasers; voor diode-lasers met een golflengte van 850 nm zijn de grenzen 2.3mW en 6.9mW.
Op grond van deze gegevens kunnen lasers ingedeeld worden volgens de indeling van stralingsbronnen van de WHO 1977: Klasse 1: Veilige stralingsbronnen; hieronder vallen alle stralingsbrennen
dia
zelfs bij het ongunstigste gebruik geen stra-
lingsschade kunnen veroorzaken.
Voorbeelden: een lmW laser.
-6-
Klasse
11: Niet geheel veilige stralingsbronnen; hieronder vallen stralingsbronnen die slechts schade kunnen veroorzaken
bij veronachtzaming van de natuurlijke beschermingsreacties als pijn of verblinding. Voorbeelden: lasers met een vermogen tussen lmW en lOmW. Klasse 111: Gevaarlijke stralingsbronnen; hieronder vallen stralingsbronnen die door direct op het lichaam gerichte straling schade kunnen veroorzaken.
Voorbeelden: een lOmW laser. Klasse
lV: Zeer gevaarlijke stralingsbronnen. (Voor de bouw niet relevant)
-7-
ONTWIKKELING SINDS 1978 In 1978 werd door de Gezondheidsraad de verwachting uitgesproken dat na verloop van tijd zal blijken dat ook lasers het vermogen van 1mW tot 3mW onvoorwaardelijk veilig zijn. Aanwijzingen dat die ontwikkeling zich voltrekt zijn te vinden in Abcrnafoon van december 1980, waarin een 2mW laser ongevaarlijk wordt genoemd. Aboma baseert zich hierbij op het"Directoraat Generaal voor de Arbeid" (DGA) . Daarnaast meent Dr. J.J.Vos, een van de samenstellers van het advies
van de Gezondheidsraad, dat, omdat er sinds 1978 geen laserongevallen voorgekomen zijn, men er nu wel toe kan overgaan om lasers met een
vermogen van 3mW als onvoorwaardelijk veilig te beschouwen. De kernfysische dienst van het DGA hanteert inmiddels het standpunt dat lasers met een vermogen van 3mW als onvoorwaardelijk veilig beschouwd kunnen worden.
BETEKENIS VOOR DE BEDRIJFSGENEESKUNDIGE PRAKTIJK Als er met een laser gewerkt wordt kan de bedrijfsgeneeskundige dienst nagaan van welke apparatuur gebruik
wordt gemaakt.
Daarbij zijn de volgende gegevens van belang: - het vermogen,
-de openingshoek (focusseerlens?), - roterend of niet-roterend. Aan nieuwe of onbekende apparatuur dient men speciale aandacht te schenken.
Daarnaast kan men verifiëren of de veiligheidsvoorschriften in acht wor-
den genomen. Deze voorschriften houden het volgende in: - de laser opstellen boven of ver onder ooghoogte. - de bundel afschermen, daar waar men er niet mee werkt; bij een stil-
staande bundel kan men bijvoorbeeld een absorberend scherm plaatsen aan de rand van het werkterrein. er dient een laserwerker ter plaatse aanwezig te zijn die verantwoor-
delijk is voor de veiligheid. het overige personeel moet geïnstrueerd zijn niet direkt in de bundel te kijken; ook niet via spiegelende voorwerpen.
- buitenstaanders moeten van het terrein worden geweerd, zonodig d.m.v. waarschuwingsborden.
-8-
DE MEDISCHE CONTROLE VAN LASERWERKERS De gezondheidsraad adviseert het volgende: "( ... ) oogonderzoek voor indiensttreding (is) wel van belang om te voorkomen dat aspirantwerknemers met een verhoogd risico, zoals b.v. éénogigen, aan de gevaren van het werken met lasers worden blootgesteld, alsmede om, in verband met mogelijke eisen tot schadevergoeding na een ongeval,
te kunnen beschikken over gegevens omtrent de gezondheidstoestand voor de aanvang van de werkzaamheden" (1,p67). (Identieke littekens kunnen ontstaan door langdurig staren in de zon of door een geisoleerde centrale choreoretinitis.
De BGBouw neemt de aanwijzingen voor medische begeleiding van laserwerkers over, zoals die gesteld zijn door Bergsma (bedrijfsarts R.G.D., zie literatuurlijst). Medische begeleiding is alleen noodzake 1.ijk wanneer gewerkt wordt met lasers van klasse III en IV (lasers met een uittredend vermogen van
10 mw of meer)
De medische controle is te verdelen in: Inkeuring: nauwkeurige bepaling van de gezichtsscherpte van beide ogen afzonderlijk. Een gezichtsveld onderzoek m.b.v. de Friedman Visual Field Analyser (ook door de bedrijfsarts toe te passen) wordt zeer wenselijk geacht; gezien de kosten van dit apparaat stelt Bergsma voor dat er centraal een wordt aangeschaft. Periodiek
geneeskundi~
onderzoek: dit heeft geen enkele zin; een la-
serongeval verdient slechts die naam indien er sprake is van
functionele schade. Dit zal niet Onderzoek
onoo~emerkt
plaatsvinden.
na een ongeval: er ontstaat door de retina-verbranding
een accuut verminderd gezichtsvermogen (geen pijn). Dan is een onderzoek door een oogarts noodzakelijk, waarbij
het van belang is dat de ontstane schade wordt vastgesteld. Uitkeuring:heeft geen zin wanneer in het verledengeen laser ongeval
heeft plaatsgevonden.
LITERATUURLIJST 1 .. Aanvaardbare niveaus micrometerstraling
Advies van de gezondheidsraad, Min. v. V & M, 1978. 2. Begeleiding voor werkers met laserapparatuur J. Bergsma, Rijksgeneeskundige Dienst. Publicatie A.G. 80/773 van 4 maart 1980. 3. Medische aspekten van laserstralen J. Bergsma, Rijksgeneeskundige Dienst. 9/5'80 4. Laserinstrumenten voor meten en uitzetten in de bouw Ferwerda W.M., Ingenieursscriptie TH Delft 1977. 5. Vorschläge zur Anpassung der Arbeitmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen an die neue Einteilung in Laserschutzklassen Florian H.J. un G. van Dall Armi in Arbeitsmedizin Sozialmedizin Präventivmedizin 2/81. 6. Toepassing van lasers in de bouw Ir. J.J. Knol in Bouwwereld 1980 nr. 6. 7. Ontwikkelingseisen voor werkers met laserapparatuur Ir. J.J. Knol in Bouwwereld 1980 nr. 12. 8. Ahornafoon 67, Algemeen bureau voor ongevallenpreventie en materieelzaken in het aannemingsbedrijf (Aboma), 1980.
Bijlage
la
Nadere overwegingen De 2 mW-laser wordt al veilig geacht; daarmee vallen de meeste lasers die in de Bouw gebruikt worden in de categorie veilig. Te verwachten is dat lasers met een uittredend vermogen t/m 3mW binnenkort ook veilig geacht worden. Medische controle van laserwerkers kan zich beperken tot onderzoek voor indiensttreding van mensen, die moeten werken met ap-
paratuur van 10mW en meer. Beroepscategorieën waarbij dit relevant is, zijn landmeters, baggeraars en andere weg- en waterbouwers.
In de praktijk wordt erg vaak in de laserstraal gekeken, meestal om te zien of het toestel (nog) aanstaat of om de bundel te lokaliseren. Wat dat betreft zijn de infraroodlasers veiliger, want de verleiding om in de bundel te kijken zal bij deze lasers kleiner zijn.
Voor lasers met een uittredend vermogen van meer dan 3mW kan een
(voorwaardelijk) veilige afstand tot het toestel aangegeven worden, nl. die afstand waarbij - als men in de bundel kijkt - de belasting van het oog 3mW is. Tussen deze plaats en het toestel is de belasting van het oog dus hoger dan 3mW. Dit gebied zou, als veiligheidsmaatregel, met waarschuwingsborden kunnen worden gemarkeerd. Zo zou voor een SmW laser, met stilstaande bundel, 's-nachts een
gebied van
~
8,5m. afgeschermd dienen te worden (zie rekenvoor-
beeld hierna) .
Bijlage: 1b REKENVOORBEELD
_____ ___________ - --..,
I
I I
IE------'----
;p_
5 mW laser, bundeldiameter aan het toestel 2 mm openingahoek
'f =
10
-3
rad
(grootste)diameter pupil 8 mm
r 1= intensiteit (bestralingssterkte in mW/cm 2 ) aan het toestel r = toegestane intensiteit 2 0 1= opp. bundel aan het toestel
o2= opp. bundel op afstand D
Voorwaardelijk veilig is 3 mw op de pupil. 3
3 mw I
2= opp. pupil
= llx
o,4
2
=
5,97 mW/cm
2
Op welke afstand van het toestel is de intensiteit 5,97 mW/cm 2 ? 5 I
1=
11:
02=
5
=
01 I
1Tx
: OI 2= 02
159,23 mW/cm
5 - - x 01 ol
I ! x 01
12
0,1
=
2
=
12
2
5
=
5.97
o,838
- 0,1 =
D=
tg ~
'f
= -----;--
5 x 10-
4
8,33 meter.
