Download Finalmente se ha analizado la potencia óptica (esfera, cilindro y

Título: ¿Son seguras las gafas de sol comercializadas en los establecimientos no
ópticos?
Palabras clave: Gafas de sol, transmitancia, potencia, normativa europea.
1. INTRODUCCIÓN
La exposición al sol en los últimos años se ha convertido en una de las actividades
colectivas más frecuentes, muchas veces exagerada y sin las precauciones mínimas
necesarias (1). Los rayos solares tienen propiedades benéficas para el ser humano,
como su papel en la síntesis de vitamina D y su acción terapéutica en diversas
enfermedades (2). Sin embargo, no toda esta radiación tiene efectos beneficiosos.
Se ha comprobado a través de muchos estudios que la exposición a los rayos del sol
producen varias alteraciones a nivel ocular como el pterigium (3, 4), que se observa
especialmente en las personas que viven en climas soleados y las que trabajan al aire
libre. Asimismo, muchos estudios han relacionado el desarrollo temprano de la
degeneración macular asociada a la edad con pasar mayor tiempo al aire libre (5, 6, 7).
Por lo tanto la protección del ojo, con el uso de gafas de sol, de la exposición directa a
la radiación solar es importante, con una protección óptima de todos los rangos UV
(180-380 nm) y el rango visible de onda corta (8). Las lentes tintadas tienen como fin la
protección del ojo contra la acción nociva de las radiaciones.
Aunque las gafas de sol deben demostrar calidad no tienen por qué ser un producto
caro. Existen unas normativas comunitarias EN1836:2005+A1:2007 (9) que contemplan
una serie de estándares que han de cumplir las gafas antes de salir al mercado. Una
vez cumplidas estas normativas sólo así podrán llevar la 'marca CE'.
2. JUSTIFICACIÓN Y OBJETIVOS:
El principal objetivo de este estudio es caracterizar las gafas de sol que se venden en
los establecimientos no ópticos y verificar si cumplen las normativas establecidas
superando, así unas pruebas de calidad mínima. En primer lugar, se analiza la
composición química de los materiales de las lentes y sus recubrimientos y se
determinan algunas de sus propiedades como la densidad, la dureza. Asimismo, para
comprobar si las lentes presentan una buena calidad absorbente del UV y al mismo
tiempo proporcionan una visión confortable sin alterar la percepción visual, se mide la
transmisión de luz en el visible y en el UV y la potencia óptica. Finalmente, las lentes se
clasifican en base a la radiación visible según las categorías de filtros de protección
solar especificadas en la norma EN1836:2005+A1:2007(9).
3. MATERIALES Y MÉTODOS:
3.1 MATERIALES
Se han estudiado 23 gafas de sol para adultos: 20 de ellas compradas en distintos
establecimientos no ópticos localizados en la Comunidad de Madrid y 3 compradas en
los establecimientos no ópticos de otro país no comunitario.
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3.2 MÉTODOS
Para la identificación del material utilizado en la formulación de estas lentes, se utilizó
un espectrofotómetro infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR) Nicolet iS5 de la
casa Thermo Scientific equipado con un sistema de ATR de reflexión simple MK II
Golden Gate™ Diamond 45º de SPECAC. Los espectros fueron el resultado de
promediar 100 barridos registrados con una resolución de 4 cm-1 entre 4000 y 550 cm1. La interpretación del espectro de IR del material desconocido se realiza con la ayuda
de una biblioteca de espectros del software OPUS 5.5 que está diseñado para
identificar sustancias por sus espectros IR. Para cada material se registran tres
espectros de tres muestras distintas. Primero, se realiza el espectro de las lentes
intactas y después él de las lentes rayadas con lija para analizar el recubrimiento
antirrayado y el sustrato, respectivamente.
Además, se han realizado otras medidas del material como la dureza Shore D, la
densidad y el espesor. Los instrumentos utilizados para su medición han sido el
Durómetro SATRA Technology center, una Balanza electrónica ER-180A A&D (Company
Limited Tokyo) con un error de 0,001 g y un Calibrador Pie De Rey TESA.
Para conocer el porcentaje de transmitancia de las lentes en la zona del espectro en la
zona del espectro comprendida entre 200 y 800 nm se utiliza un espectrofotómetro
UV-visible SHIMADZU modelo UV-2401 PC Spectrometer. Los espectros fueron el
resultado de promediar 50 barridos registrados con una resolución de 2 cm -1.
Finalmente se ha analizado la potencia óptica (esfera, cilindro y prisma), en el centro
óptico y en distintos puntos de la periferia de las lentes, mediante un frontofotómetro
automático Nidek LM-990 AUTO LENSMETER.
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN:
4.1 CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES:
El estudio de la naturaleza química de los materiales de las lentes de protección solar
se ha realizado mediante espectroscopía FTIR. Se ha observado que los espectros de la
superficie y del interior de la lente son distintos (Fig 1) pero no hay diferencias de unas
lentes a otras.
La figura 1A representa el espectro de la superficie de una de las lentes. Se observan
dos bandas intensas a 1000 y 761cm-1 que podrían asignarse a enlaces Si-O-Si, además
este espectro muestra bandas más débiles por encima de 1200 cm-1 que pueden estar
relacionadas con la presencia de materia orgánica (10). Este resultado es compatible
con la presencia de un recubrimiento de dureza en la lente ya que los recubrimientos
de dureza utilizados en la actualidad son materiales híbridos orgánico –inorgánicos que
contienen sílice (enlaces Si-O-Si) y componente orgánico. Además, hay que tener en
cuenta que casi todas las lentes orgánicas llevan un recubrimiento de este tipo para
incrementar su resistencia al rayado y a la abrasión.
El espectro de la Fig. 1B corresponde al interior de la lente, es decir al material con el
que se ha fabricado la lente. Comparando este espectro con los existentes en la base
de datos Hummel Polymer Sample Library se ha llegado a la conclusión de que
corresponde al poli (metacrilato de metilo) conocido como PMMA.
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Después de realizar las medidas de la densidad de las lentes, el valor medio obtenido
equivale a 1.18  0.02 g / ml , lo que corresponde a la densidad del PMMA (1.15-1.19
g/ml). Por el contrario, las medidas de la dureza Shore D obtenidas en el laboratorio
tienen una media de 75.0 3.0, valor que está por debajo de la dureza que según la
norma UL 94 HB, el PMMA (87 Shore D) (11). Esta divergencia puede deberse a
posibles diferencias de espesor.
Espectro infrarrojo Recubrimiento
Si-O-Si
1.4
A
1.2
Absortancia
1
0.8
Componente orgánico
0.6
0.4
0.2
0
4500
4000
3500
3000
2500
2000
Número de onda (cm-1)
1500
Espectro Infrarrojo del interior de la lente
0.7
0.6
500
C-O-C
C=O
B
1000
Absortancia
0.5
0.4
0.3
OCH3
0.2
CCH3
0.1
0
4500
4000
3500
3000
CH2
2500
2000
Número de onda (cm-1)
1500
1000
500
Figura1: A, Espectros Infrarrojos de recubrimiento hibrido de una de las lentes estudiadas.
B, Espectro Infrarrojo del material de la lente (PMMA).
5. PROPIEDADES ÓPTICAS:
Tras determinar la caracterización del material, se procedió al estudio de la calidad
óptica de los filtros. En la figura 2 se muestran los espectros UV- visible de las lentes
estudiadas. Se observa que todos los filtros tienen buena protección frente al UV, ya
que absorben totalmente la radiación UV y sólo transmiten luz visible, excepto la lente
de la figura2-F que presenta un pico de transmisión hacia 370 nm aproximadamente.
20
0
200
400
600
Longitud de onda (nm)
0
200
800
Transmitancia
Transmitancia
40
20
80
400
600
Longitud de onda (nm)
800
40
40
80
800
40
400
600
Longitud de onda (nm)
800
100
G
60
40
0
200
D
60
0
200
800
20
400
600
Longitud de onda (nm)
80
20
400
600
Longitud de onda (nm)
100
F
60
0
200
60
0
200
800
20
400
600
Longitud de onda (nm)
100
C
20
100
E
60
0
200
40
20
100
80
60
80
Transmitancia
40
100
B
Transmitancia
60
80
Transmitancia
100
A
Transmitancia
80
Transmitancia
Transmitancia
100
80
H
60
40
20
400
600
Longitud de onda (nm)
800
0
200
400
600
Longitud de onda (nm)
800
Figura2: Representación gráfica de la transmitancia en el UV-Visible de algunas de las lentes estudiadas.
A continuación se procede a comparar la categoría del filtro, en función de su grado de
filtración de la luz visible, que nos proporciona el fabricante con los resultados
obtenidos por nosotros. El estándar europeo EN1836:2005+A1:2007 (9) establece 5
niveles de protección que van de 0 a 4. En el histograma de la figura 3A se representan
las categorías de los filtros facilitadas por el fabricante. Como se puede observar el
78% de las gafas pertenece a la clase 3 mientras que el 22% pertenece a la clase 2. En
Página | 3
el histograma de la figura 3B, se representan las categorías obtenidas
experimentalmente. Se observa que el 22% de los filtros son de la clase 1, el 56% de
clase 2 y el 22% de clase 3. Nuestros resultados únicamente coinciden con los de 5
fabricantes. La discordancia con los resultados del resto de los fabricantes puede
deberse a distintas causas, una de ellas podría ser la diferencia en el método de
medida. También podrían surgir diferencias en los resultados de las medidas de la
transmisión debidas a diferentes espesores de las lentes. Con el objetivo de asegurar
que este factor no lleva a errores importantes, se han realizado medidas del espesor
de las diferentes lentes (Fig.4)
A
B
56%
78%
22%
22%
Figura3: Histogramas representativos
de las categorías de los filtros.
A, categoría propuesta por el
fabricante
B, categoría obtenida en el estudio
22%
En la figura 4 Se observa que el espesor medio de las lentes es 1.62  0.18 , por lo que
se puede asegurar que la diferencia de espesor no es una fuente importante de error.
7
6
5
Figura 4: Histograma representativo de los espesores.
2
1
1
1
Por último, el análisis de la potencia demostró que el 44% de las gafas presentaban
defectos relacionados con la esfera y el cilindro en la periferia de las lentes (Fig. 5).
56%
44%
Tolerancia permitida por la norma europea EN
1836:2005+A1:2007 para la potencia óptica (esfera, cilindro)
Figura 5: La proporción de gafas de sol analizadas que, según la normativa europea, presentan potencia esférica
dentro y fuera de la tolerancia permitida.
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CONCLUSIONES:
 Se han analizado la naturaleza química y las propiedades ópticas de 23 gafas
de sol comercializadas en establecimientos no ópticos.
 El análisis de los espectros IR y las medidas de densidad muestran que todos los
filtros solares estudiados en este trabajo, están fabricados con PMMA. Este
material se utiliza en productos que requieren gran durabilidad y gran
estabilidad de color. Además, todos ellos llevan un recubrimiento de dureza
con componente orgánico que mejora su adhesión a la lente y con componente
inorgánico que aporta dureza.
 En nuestro estudio, se ha demostrado que el 95% de las gafas analizadas
eliminan totalmente la radiación UV. En cuanto a la categoría, como filtro de
protección solar, sólo el 22% coincide con la categoría propuesta por el
fabricante.
 Por último, el 44% de las gafas presentaban potencias esfero-cilíndricas en la
periferia de la lente. Esto puede ser el origen del mareo, visión doble y dolor de
cabeza que refieren algunos portadores de este tipo de gafas.
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Wiley & Sons; 1980.
11. Dureza
Shore
D
del
PMMA,
disponible
en
(URL:http://www.synthene.com/es/poliuretano.html).
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