Lentes de Protecion Ocular

8/6/2019 Lentes de Protecion Ocular

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ptica Oftlmica IIJos Mara Artigas Verde

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TEMA V

Lentes de proteccin ocular

Programa

1.- Efecto de las radiaciones en el ojo2.- Filtros pticos3.- Accin de las lentes tintadas sobre la radiacin. Tipos de lentes absorbentes4.- Lentes fotocromticas5.- Tratamiento antirreflejante


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1.- EFECTO DE LAS RADIACIONES EN EL OJO

Generalidades

La ley de Draper establece que para que una radiacin tenga efecto sobre la materia la cualatraviesa, es necesario que sea absorbida por la misma. La radiacin no tiene ningn efecto (nibenfico, ni perjudicial) sobre la materia que atraviesa, si es completamente transmitida ocompletamente reflejada. Por ejemplo, la radiacin visible causa la sensacin de visin porque esabsorbida por los fotopigmentos de la retina. Los efectos de las radiaciones pueden ser en generalde dos formas: ionizantes y no-ionizantes.

Radiacin ionizante

La radiacin ionizante, es producida por la desintegracin de tomos con la consiguienteemisin de partculas subatmicas o rayos. Esta radiacin, lleva una energa tan alta que excede laenerga de enlace de los electrones de la materia irradiada y provoca entonces la emisin deelectrones, dejando pues al tomo con una carga elctrica positiva conocida como in. La radiacinionizante puede producirse como un fenmeno natural o ser provocada artificialmente, y viaja comopartculas (alfa , beta) o como ondas tales como los rayos X o gamma.

Cuando una radiacin ionizante penetra en un tejido vivo, provoca destruccin y desorden en lostomos y molculas que encuentra en su camino, producindose entonces una cadena de sucesosque puede destruir clulas vivas o hacer que stas funcionen anormalmente.Muchas radiaciones ionizantes, pueden penetrar en el ojo pero slo una pequea cantidad esabsorbida. El dao depende del tiempo de exposicin, de la concentracin y del tipo de radiacin.En general, radiacin poco penetrante tal como las partculas beta, requieren mucha ms exposicinque otras altamente penetrantes como los rayos X y gamma.

La radiacin ionizante puede tener en los tejidos oculares unos efectos directos o indirectos.Un efecto directo puede producir anomalas celulares o incluso su muerte. Un efecto indirectopuede, por ejemplo consistir en daar vasos sanguneos y entonces restringir el suministro de sangre

a los tejidos.

La radiacin ionizante, puede afectar prcticamente a todos los medios oculares. De lostejidos oculares, la conjuntiva, cornea y cristalino son los ms vulnerables. A bajos niveles, losvasos de la conjuntiva comienzan a ser daados y la crnea pierde su normal brillo. Dosis ms altasprovocan exfoliacin de las clulas epiteliales, lceras corneales y keratitis.Sin embargo, el efecto ms comn de la radiacin ionizante es la formacin de cataratas. Eldesarrollo de cataratas sigue un periodo latente de varios meses o aos. En las personas jvenes elperiodo latente es ms corto, y ms grande el dao producido. Niveles ms altos de radiacinionizante, puede provocar degeneracin de la retina, y niveles extremadamente altos ceguerainstantnea.


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Radiacin no-ionizante

Si la energa transmitida por la radiacin es ms baja que la energa de enlace de loselectrones de la materia irradiada, el tomo salta a un nivel de energa ms alto dicindose entoncesque est en un estado excitado. Las molculas en estado excitado, tienen diferentes propiedadesfsicas y qumicas que las que permanecen en el estado fundamental. Muchas formas de radiacinelectromagntica son no-ionizantes como las ondas de radio o la luz. Sin embargo, en laclasificacin de los efectos que vamos a hacer, limitaremos la discusin a la llamada radiacinptica, es decir lo que previamente hemos definido como UV, visible e IR.

2.- LA ABSORCIN DE LA RADIACIN EN LOS MEDIOS OCULARESLa Comisin Internacional de Iluminacin (CIE), ha dividido el espectro electromagntico

en diferentes partes, que son importantes conocer con objeto de poder precisar las diferentesabsorciones que tienen lugar en los medios oculares.

El espectro electromagntico, est constituido por los rayos csmicos, , X, la radiacinultravioleta (UV), visible (VIS), infrarroja (IR), las microondas y las ondas de radio-frecuencia(Figura 1).

Figura 1Regiones del espectro electromagntico en funcin de la longitud de onda de la radiacin

Las radiaciones no ionizantes, incluyen el ultravioleta, el visible y el infrarrojo, es decir, lasradiaciones de longitud de onda comprendidas entre 100 nm y 1 mm. De acuerdo con la CIE, estasradiaciones se pueden dividir en las siguientes regiones:

- UVC radiaciones comprendidas entre 100 y 280 nm


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- UVB radiaciones comprendidas entre 280 y 315 nm- UVA radiaciones comprendidas entre 315 y 380 nm- Visible radiaciones comprendidas entre 380 y 780 nm- IRA radiaciones comprendidas entre 780 y 1400 nm- IRB radiaciones comprendidas entre 1400 nm y 3 m- IRC radiaciones comprendidas entre 3 m y 1 mm

Las fronteras de estas regiones se establecen de acuerdo con la eficacia de la radiacin paraproducir diferentes efectos biolgicos, aunque estos puedan solaparse entre diferentes regiones. Ellmite inferior (aprox. 100 nm) es el que separa las radiaciones ionizantes de las no ionizantes. Anivel prctico se considera 180 nm como el lmite inferior para el ultravioleta, puesto que lasradiaciones de menor longitud de onda son fcilmente absorbidas por el aire y por lo tantonicamente pueden propagarse en el vaco.

En la fotometra ocular hay que tener en cuenta diferentes fenmenos que modifican el

porcentaje y espectro de la luz que llega a los fotorreceptores, como son la reflexin, absorcin ydispersin.

- Reflexin.-

En el interior del ojo, pueden producirse reflexiones de la luz all donde el ndice derefraccin cambie bruscamente, aumentando adems con el ngulo de incidencia. La mayordiferencia del ndice de refraccin ocurre en el paso aire-crnea, luego ser en esta superficie dondemayores prdidas por reflexin se producirn. Tambin ocurren reflexiones, aunque de muchamenor importancia, en la superficie posterior de la cornea, el cristalino y la retina, produciendo todoello una disminucin de la luz que llega a los fotorreceptores.

Absorcin.-

La transmisin o absorcin de la radiacin por los diferentes medios oculares, determina laslongitudes de onda que alcanzan la retina. A partir de determinaciones experimentales, se puedendeducir las principales caractersticas de la transmitancia o absortancia de los medios oculares.

La crnea, absorbe esencialmente toda la radiacin de longitud de onda inferior a 290 nm enla regin ultravioleta, transmitiendo prcticamente toda la radiacin visible (Figura 2) y es un flltromuy importante para el infrarrojo, donde absorbe casi completamente toda la radiacin a partir de 2m (Figura 3).

Figura 2Transmisin espectral de la crnea en la regin visible del espectro electromagntico, para

observadores de 10 y 80 aos de edad.

400 600 800

Longitud de onda (nm)

100

50

10 aos

30 aos

Transmisin %


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Figura 3Espectro de absorcin de la crnea.

Figura 4Espectro de absorcin del humor acuoso

El humor acuoso, que contribuye a absorber el ultravioleta que ha dejado pasar la crnea,tiene una absorcin despreciable de la luz visible y absorbe de forma significativa en el infrarrojopor debajo de las 2 m (Figura 4).

El cristalino es el principal responsable de las prdidas de luz por absorcin en el visible . Suabsorcin es ms importante en el azul que en el amarillo y vara con la edad. En el ultravioleta,absorbe entre los 300 y 400 nm, siendo el filtro que evita que el UVA llegue a la retina. Por estarazn, en el caso de extraccin del cristalino, podr llegar a la retina del afquico mucha mscantidad de UVA. En la regin del infrarrojo, el cristalino transmite prcticamente toda la radiacin.(Figuras 5 y 6).


300 400 800 1200 1600 2000

AbsortanciaRelativa %

100

50


300 400 800 1200 1600 2000


100

50


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Figura 5Transmisin espectral del cristalino en la regin visible del espectro electromagntico para

diferentes edades.

Figura 6Espectro de absorcin del cristalino.

El humor vtreo es transparente a toda la radiacin, presentando nicamente una pequeabarrera de absorcin en el infrarrojo (Figura 7).

Figura 7Espectro de absorcin del humor vtreo.

400 600 800


100

50

10 aos

30 aos

80 aos

Transmisin(%)


300 400 800 1200 1600 2000


100

50


300 400 800 1200 1600 2000


100

50


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Teniendo en cuenta la transmisin de los distintos medios oculares, la radiacin que puede

llegar a la retina est constituida bsicamente por la luz visible e infrarrojo A, aunque tambinpuede llegar UVA en pequea proporcin, como puede deducirse a partir del espectro detransmisin del ojo (Figura 8). De esta radiacin, la retina y la coroides absorbern bsicamente laluz visible y en mucha menor cuanta el infrarrojo (Figura 9).

Figura 8Transmitancia espectral global a travs de la crnea, humor acuoso, cristalino y humor vtreo.

Figura 9Absorcin espectral de la retina y la coroides.

Por lo tanto, de manera global podemos considerar que la crnea absorbe el UVB, el UVC,el IRB y el IRC, el cristalino el UVA, pudiendo llegar a la retina adems de la radiacin visible, el

IRA (Figura 10).

400 600 800 1000 1200


100

50

Transmisin(%)

400 600 800 1000 1200 1400


100

50

Absorcin(%)


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Figura 10Representacin esquemtica de la absorcin de las diferentes regiones de la radiacin no ionizante

por parte de los medios oculares.


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Dispersin.-

Adems de por la reflexin y la absorcin, tambin se producen prdidas de luz en el pasode la energa radiante a travs del ojo, por la dispersin. Esta es producida por las partculassubmicroscpicas que se encuentran en las estructuras celulares de los medios oculares. En laFigura 11, se observa la importancia de la dispersin en la transmisin de la luz a travs del ojo. Ladiferencia entre las curvas correspondientes a la transmisin total y la transmisin directa es elresultado de la dispersin de la luz.

MculaAunque forme parte de la retina, la mcula lutea o mancha amarilla puede considerarse

como un medio pre-retinal o ms exactamente pre-receptorial. Es un pigmento no fotosensible queacta como un filtro y cubre la parte central de la retina. Su funcin parece ser la de evitar que lascortas longitudes de onda alcancen el area central de la retina y por consiguiente de la fvea, dondecomo sabemos existe una mayor agudeza visual. El espectro de absorcin de la mcula vara segnel sujeto, pero en promedio puede considerarse que absorbe fundamentalmente (casi en un 50%) lasradiaciones cuyas longitudes de onda estn por debajo de 495 nm. Se puede pensar pues, que elobjeto del pigmento macular es el de mejorar la agudeza visual en la fvea, filtrando las cortaslongitudes de onda lo que en definitiva reduce el efecto de la aberracin cromtica.


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Figura 11Transmisin por los diferentes medios oculares de la luz visible e infrarrojo cercano.

A) Transmitancia total a travs de todo el ojo.B) Transmitancia directa a travs de todo el ojo. La diferencia entre ambas curvas se debe a la

dispersin de la luz en los medios oculares.


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Concentracin de energa radiante por el ojo

La absorcin de energa radiante por el ojo por una capa especfica depende de su estructuramolecular y su composicin qumica. Sin embargo, el dao producido por absorcin de radiacin esproporcional a la cantidad de energa radiante absorbida por unidad de masa o volumen.

La concentracin de energa radiante en el ojo, tambin depende del tamao de la pupila ydel ngulo subtendido por la fuente. Cuando el tamao de la pupila se incrementa, la iluminacin enla retina aumenta con el cuadrado del radio pupilar..

Efecto de la radiacin ultravioleta (uv)

La radiacin UV puede tener efectos nocivos en la conjuntiva y en la crnea, causandofotofobia y desarrollando pterygium, pingucula y queratopatas; tambin puede afectar al cristalino

provocando cataratas y a la retina causando degeneracin macular.El primer efecto que resulta de la absorcin de la radiacin UV de 300 nm o ms baja, es un

dao fotoqumico en el epitelio corneal. Esto es conocido como fotofobia, fotoqueratitis ofotoconjuntivitis. Debido a que el epitelio corneal absorbe mucha radiacin UV, el dao corneal esconfinado en esta capa. Este efecto ocurre despus de un periodo latente, el cual vara entre 30minutos y 24 horas dependiendo de la intensidad de la exposicin. Adems el efecto fotoqumicotiende a ser acumulativo, por lo que repetidas exposiciones aunque sean cortas pueden producirlesiones. Por otro lado, repetidas o largas exposiciones a la radiacin UV, son la causa deldesarrollo de pterygium, pingucula y queratopatas.

El cristalino est continuamente expuesto al UV cercano (entre 290 y 380 nm), ya que estransmitido por la pelcula lagrimal, la crnea y el humor acuoso. Uno de los efectos de estaradiacin, es la formacin de pigmentos en la lente que causa una coloracin amarilla en el ncleodel cristalino. Adems, aunque slo una pequea cantidad de radiacin UV alcance el cristalino, elefecto acumulativo de este proceso a lo largo de los aos, hace que sea el responsable de laaparicin de opacidades en el mismo.

Efectos de la radiacin visible

Debido a su transparencia, la crnea, el humor acuoso, el cristalino y el humor vtreotransmiten prcticamente toda la radiacin visible (380 hasta 760 nm). La absorcin de estaslongitudes de onda por los fotorreceptores de la retina inician el proceso fotoqumico y neural quecausa la sensacin de la visin. Obviamente, debido a la adaptacin del sistema visual a estasradiaciones, su efecto no es perjudicial. Sin embargo, inusuales altos niveles de radiacin dentro delespectro visible, pueden causar lesiones en la retina. Incluso en el caso de niveles que no soncapaces de producir retinopatas, absorciones prolongadas de radiacin visible pueden tener efectosfuncionales indeseables.

Efecto de la radiacin infrarroja (IR)

Debido a la absorcin de la atmsfera, slo el intervalo de radiacin IR comprendido entre780 y 2000 nm puede estar involucrado en posibles lesiones oculares. Por el momento, no hay


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evidencias de que la radiacin IR proveniente de un ambiente soleado produzca ningn tipo delesin ocular. Sin embargo, fuentes artificiales de luz tales como las de arco de carbono, tungsteno,xenon y algunos lseres, producen una cantidad de radiacin IR mucho ms alta que la que emite elsol.

Si los ojos estn expuestos a altas intensidades de radiacin IR, la absorcin de la mismapuede causar cambios rotacionales y vibracionales en las molculas y producir lesiones trmicas.Los peligros de una elevada temperatura en los tejidos oculares, consisten en una prdida deconformacin, es decir, en un cambio en la delicada estructura espacial de las biomolculas,proceso denominado desnaturalizacin.

Otras formas de radiacin

Aunque lgicamente nos hemos focalizado en el espectro visible, el UV y el IR, esto noquiere decir que otras partes del espectro electromagntico no puedan tener incidencia en losmedios oculares. Microondas de larga longitud de onda y radiaciones ionizantes tales como Rayos

X y gamma, son conocidas como radiaciones altamente nocivas para los ojos y otros tejidos vivos.Sin embargo, estas fuentes slo estn presentes ocasionalmente en determinadas instalaciones,donde son tomadas las precauciones necesarias. Estas bsicamente se fundamentan en el principiode la prevencin, es decir, en el filtrado de la radiacin peligrosa.

Niveles recomendados de iluminacin retiniana

Para un nivel dado de iluminacin ambiente, la cantidad de luz que alcanza la retina vienecontrolada por la pupila. Como sabemos, el dimetro pupilar vara entre 2mm para niveles muy

altos de iluminacin y 8 mm para iluminaciones bajas; la variacin del dimetro pupilar cambia lairradiancia de la retina por un factor de 1 a 4 mm 2, es decir 16 veces. Sin embargo, la retina es capazde adaptar su sensibilidad por un factor 100.000 entre el nivel ms bajo de iluminacin y el msalto. Esto quiere decir, que la variacin del dimetro pupilar slo es un mecanismo de respuestarpida para evitar daos en la retina, pero que existen otros mecanismos de adaptacin mscomplejos de adaptacin a la luz.

Sin embargo, aunque el sistema visual sea capaz de funcionar en un amplsimo intervalo deiluminacin, los niveles ms altos pueden causar molestias y si se sobrepasan esos niveles puedenproducirse lesiones. En la Tabla I, se muestran los niveles de luminancia en cd/m2 a los cualespuede estar sometido el sistema visual, con indicacin del mecanismo receptivo implicado.

Dentro de este contexto, resulta importante resaltar la situacin provocada cuando existen

uno o varios brillos en la escena. La presencia de una o varias reas en el campo de visin mucho

ms brillantes que en fondo, pueden producir una sensacin de disconfort.

Este tipo de brillo puede ser clasificado como: resplandores, deslumbramientos y brillos por

reflexin especular. Esta clasificacin no es excluyente ya que sus efectos pueden ser aditivos.


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TABLA I

Niveles de luminancia (en cd/m2) a los cuales puede estar sometido el ojo, con indicacin del

mecanismo receptivo involucrado. El Pto. Aguilar-Stiles marca el nivel en que los bastones se

saturan.

10-7

10-6

10-5

10-4

10

-3

10-2

10-1

1

101

102

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104

105

106

107

Umbral absoluto

Superficie blanca en una noche

Superficie blanca en una noche con

Lectura con dificultad

Lectura confortable

Adecuado para tareas visuales de

Luminancia de un papel blanco bajo sol

Filamento de lmpara de

Arco de carbono

Sol

Explosiones nuclearesLseres de ran otencia

Visinde

Zona detransici

Pto.Aguilar-

Visinde

Deteriorode


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Accin de las lentes tintadas sobre la radiacin

Las lentes tintadas o coloreadas tienen como fin la proteccin de los rganos de la vistacontra la accin nociva de las radiaciones. Estas lentes tienen la propiedad de absorber, en diversamedida, las radiaciones de una longitud de onda determinada.

Todas las lentes coloreadas absorben o transmiten un porcentaje ms o menos importante delas radiaciones (sobre todo las visibles). Es por esto que una lente coloreada se caracteriza por sucoeficiente de absorcin o por el de transmisin, es decir por la proporcin (%) de luz visible queabsorben o transmiten.

Para una misma lente, este coeficiente depende de la longitud de onda de la radiacinconsiderada, del color realizado, de los componentes (normalmente xidos metlicos) que entran enla composicin del colorante y de su proporcin y el espesor del vidrio atravesado por la radiacin.

Esta propiedad se pone en evidencia por la curva de transmisin en funcin de la longitud deonda que caracteriza una lente coloreada.

La cantidad y variedad de lentes coloreadas que inundan el mercado es tan grande que esimposible hacer un estudio detallado.Vamos a ver los aspectos generales

- No existe una normalizacin en lo que se refiere a lentes coloreadas. Cada fabricantepresenta una gama ms o menos extensa de colores diferentes (verde, marrn, gris, rosa,...).- Las lentes de un mismo color existen generalmente en 4 5 graduaciones diferentesdesiguales con el nombre del color y una o dos letras A, AB, B, BC, C, CD, D.

- A: aspecto muy poco diferente al vidrio blanco (transparente) absorbe alrededordel 8-15% en el visible

- AB: absorbe 40% del visible- B: vidrio de proteccin solar absorbe 50%.- BC: absorbe 60/65%, vidrio de proteccin solar.- C: absorbe alrededor del 85/90%- D: absorbe ms del 90% y se utiliza en lentes de proteccin.

Cmo protegerse de la luz solar

Para Y Le Grand la actitud de considerar slo la parte visible del espectro no es razonable yaque una cierta dosis de UV y IR es necesaria para el ojo.

Podemos tener en cuenta que:a) para la regin visible del espectro.- comenzar por determinar en el visible si una cierta absorcin es til para proteger elojo contra el deslumbramiento proviniente de una luz intensa y prolongada. Hay aparatos(Alpascope...) que permiten determinar las necesidades exactas del usuario en lentestintadas. (si no, siempre estn las pruebas).- Para la regin visible las lentes coloreadas para proteger el ojo del deslumbramientodeben ser lo ms neutras posibles, es decir respetar el color de los objetos (gris).- Lentes demasiado saturadas son a evitar a causa de la fatiga del cristalino.- Hay que evitar las lentes coloreadas cuyo espectro de transmisin en el visiblepresente dos picos marcados ya que produce dicroismo lo que impide al ojo enfocar

simultneamente en dos longitudes de onda.b) para la regin invisible


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- Si los IR no son nocivos en si mismos (salvo personas expuestas a radiacin IRintensa) esto no nos preocupa mucho. Por el contrario una lente debera absorber lasradiaciones UV al menos las inferiores a 330 nm.- El crown blanco absorbe en cierta medida las UV, pero como todos los crown notienen el mismo lmite inferior de absorcin hay que ser prudente.

Consejos

- Conviene siempre que sea posible disponer de las curvas de transmisin. Existenespectrofotmetros de bolsillo (Tri-tester de Essilor) que nos permiten hacer lecturasglobales en las tres zonas.- Para una ametropa dbil (o una emetropia) elegir un vidrio tintado en masa puede

justificarse. Por el contrario si la ametropa es fuerte (altas potencias -) es preferible untintado en superficie.- En lo que concierne a las lentes afocales solares el ptico debe aconsejar una lentetrabajada y desaconsejar las llamadas coquillas que presentan defectos importantes en la

superficie que influyen en la calidad de la imagen.- En teora habra que aconsejar: marrn para los miopes verde para los hipermtropes amarillo para los emtropes

pero hay demasiados factores que entran en juego y es el usuario el que en principio debe elegirya que depende de sus condiciones de vida, etc. (p.e. el esquimal que distingue 80 blancos...)

- Hay que intentar dar una seriedad mediante medidas, demostraciones, etc.Facilitando siempre la mxima informacin.

LENTES ABSORBENTES

Una lente absorbente o filtrante, es aquella que se utiliza para el objetivo concreto de reducirla cantidad de luz o energa radiante transmitida, es decir que acta como filtro. Este tipo de lentesson algunas veces denominadas lentes tintadas o coloreadas, debido a que generalmente no sontransparentes como las lentes oftlmicas de vidrio crown normales. Como filtros que son, estaslentes pueden absorber la luz de manera uniforme (o neutra) todo el espectro visible, o de formaselectiva absorbiendo unas longitudes de onda ms que otras.

En la actualidad, los principales tipos de lentes absorbentes producidas industrialmente, son

las siguientes: 1) lentes tintadas en la masa; 2) lentes coloreadas por tratamiento de superficie; 3)lentes tintadas orgnicas; 4) lentes fotocromticas; 5) lentes polarizantes.

MTODOS DE FABRICACIN DE LENTES ABSORBENTES

Lentes tintadas en la masa

Como sabemos, la materia principal para la fabricacin de lentes minerales es la slice,utilizndose pequeas cantidades de xido de potasio, aluminio, etc. con objeto de proporcionar alvidrio determinadas propiedades fsicas y qumicas. Pues bien, si queremos obtener un vidriotintado es necesario aadir uno o ms metales u xidos metlicos en la masa inicial. Lascaractersticas de transmisin espectral de la lente acabada, se obtienen controlando las cantidadesde metales u xidos metlicos presentes en la masa.


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Las lentes coloreadas en masa, tienen la ventaja de que los deterioros de su superficie apenasafectan a la transmisin de la misma adems, prcticamente no hay reflexiones asociadas con lasuperficie pulida y no se necesita ningn equipamiento especial para el acabado de la lente. Sinembargo, tienen varias desventajas: la transmisin vara del centro a los bordes; en losanisomtropes fuertes, la transmisin puede variar mucho de un ojo a otro; y se necesita un graninventario de semiacabados para atender un amplio rango de prescripciones.

Lentes coloreadas por tratamiento de superficie

Este mtodo consiste en colorear la lente mediante la deposicin de una fina capa de xidometlico sobre la superficie de la lente. La capa es depositada mediante un proceso de evaporacinen una cmara de vaco y a altas temperaturas.

Lentes tintadas orgnicas

En las lentes orgnicas, no puede depositarse una capa por evaporacin debido a que se

deformaran por accin de las altas temperaturas requeridas en el proceso. En lugar de ello, laslentes orgnicas se colorean por inmersin de las mismas en una solucin que contengan losapropiados colorante orgnicos. La densidad resultante depende de la naturaleza del colorante y dedel tiempo de inmersin. Un determinado color puede obtenerse realizando diferentes inmersionesen distintas soluciones. Debido a que el colorante penetra en la capa superficial de la lente de unamanera uniforme, sta presenta una densidad uniforme independientemente de la variacin deespesor del centro al borde. Este proceso tiene adems la posibilidad de corregir errores, ya que si lacoloracin no ha sido la adecuada puede eliminarse el color por inmersin en una solucinblanqueadora y volver a iniciar el proceso.

Lentes fotocromticas

Las lentes fotocromticas son aquellas que se oscurecen cuando son expuestas a radiacinUV. Estos vidrios, que tiene un ndice de refraccin de 1.523, contienen cristales microscpicos dehaluros de plata. Cuando absorbe radiacin UV, los cristales se descomponen en plata y tomos delhalgeno correspondiente, comenzndose entonces la lente a oscurecer. El retculo que forma elvidrio, mantiene en las proximidades la plata y el halgeno, de modo que cuando cesa la radiacinde UV comienzan a recombinarse formando otra vez haluro de plata y por consiguiente la lentevuelve a ser transparente. El grado de oscurecimiento depende de la temperatura. Cuanto ms bajasea ms rpido y mayor ser el oscurecimiento. Existen, no obstante, otros factores que afectan algrado de oscurecimiento, tales como la intensidad de la radiacin o el tiempo de exposicin. Elgrado de envejecimiento depende de la composicin del vidrio, de la temperatura (a mayor

temperatura mayor deterioro) y del tiempo de exposicin a que ha sido sometido.

Lentes polarizantes

La luz solar no est polarizada, pero cuando es reflejada especularmente por la superficie de unmaterial se transforma en parcial o totalmente polarizada, dependiendo del ngulo deincidencia yde la naturaleza del material reflejante. Los materiales que mejor polarizan la luz por reflexin, songeneralmente los no-conductores, es decir los dielctricos, tales como el vidrio, pavimentos, arena onieve. La luz reflejada por una superficie dielctrica, est totalmente polarizada para un especficongulo de incidencia, denominado ngulo de Brewster. Este ngulo es aquel que sumado con el

refractado da 90, y esto ocurre cuando la tangente del ngulo de incidencia es igual al ndice derefraccin del medio reflejante y siempre que el medio de propagacin sea el aire (tg i = n). Por


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ejemplo para luz reflejada en una lente de vidrio crown e ndice de refraccin 1.523, el ngulo deBrewster es aproximadamente 57; para el agua es de 53.

La utilidad de un filtro polarizante es la de suprimir la reverberacin es decir la reflexin dela luz en una superficie reflectante ya que, como hemos dicho, esta est polarizada (en carretera,con el agua, nieve) esto da un confort para el usuario (un coloreado normal no suprime la

reverberacin). Se realizan en colores diferentes: marrn, gris, verde ...

Las lentes de polaroide llevan nueve capas

- una externa que asegura una resistencia al rayado- una capa soporte que lo hace difcil de romper- una capa interna que absorbe los U.V.- una capa de filtro polarizador- otra capa de absorcin de U.V.- una capa soporte para darle resistencia (doble)- una capa que absorbe los I.R.- una capa soporte- una capa de resistencia al rayado.Con esto absorbe hasta el 99% de la reverberacin. Elimina el 96% de los UV. Absorbe casi el 60%de los IR. Absorbe entre el 62 y el 82% de la luz del espectro visible (son polarizadores al 80%,siempre hay un 20% de la luz que dejan pasar).

Una aplicacin del polaroide es el tensicopio que es un aparato que sirve para verificar la

isotropa de las lentes.

Si la lente no es istropa modifica el estado de polarizacin de la luz que le llega desde elpolarizador 1P y no se obtiene la oscuridad uniforme a la salida del polarizador 2P . Aparte de verlas tensiones existentes en la lente antes de montar (mal recocido de la lente) se pueden controlardespus del montaje lente (sobretodo orgnica) demasiado comprimida (sobretodo con monturametlica) o tambin cuando se le hace un tratamiento de resistencia o trmico) es posible queaparezcan tensiones.

Sobretodo al realizar montajes difciles es conveniente realizar este anlisis ya que lastensiones se traducen en birrefringencia (dos ndices de refraccin en funcin de la direccin locallo cual puede afectar muy negativamente a la refraccin de la lente (aberraciones muy importantes).

En principio, no hay pruebas que demuestren que el uso prolongado de filtros polarizantestenga algn efecto fisiolgico nocivo.

TIPOS DE LENTES ABSORBENTES

P1 lente P2


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Las lentes absorbentes pueden clasificarse de diferentes maneras segn los parmetros quese tengan en cuenta. Una posible clasificacin podra ser:

1.- Lentes diseadas para uso general, las cuales absorben algo ms de radiacin UV, visible e IR,que una lente oftlmica transparente.

2.- Lentes que absorben selectivamente el UV y transmiten ms o menos uniformemente el visible.

3.- Lentes de uso exterior, comnmente llamadas gafas de sol, que tienen una transmisin promediomuy baja.

4.- Lentes que absorben selectivamente partes del espectro visible.

5.- Lentes cuyas caractersticas de absorcin varan con el nivel y tipo de iluminacin (lentesfotocromticas).

6.- Lentes diseadas para uso ocupacional, con particulares absorciones de longitudes de onda oaltos niveles de absorcin.

Lentes absorbentes generales

Las lentes de esta categora, estn ligeramente tintadas, por lo que muy poco ms del UV delvisible y del IR que una lente transparente. Estas lentes suelen ser de uso interior, y tienen unatransmisin a travs del espectro prcticamente uniforme. Las coloraciones son pues muy dbiles.

Hay que recordar aqu, que el color es muy difcil de reproducir, por lo que s se ha dereemplazar una lente es mejor hacerlo con las de los dos ojos. De esta forma las dos lentes habrnsido tintadas en el mismo proceso lo que asegura la igualdad del color.

Pacientes que normalmente solicitan lentes tintadas para uso en interiores son: personas

albinas, sujetos con altos errores refractivos, especialmente afquicos y miopes, sujetos que trabajancon pobres niveles de iluminacin artificial o con terminales de ordenador, personas que no tienenen general buena salud y personas con tendencias neurticas o neurastnicas.

Por otro lado, el dbil coloreado de estas lentes es considerado a menudo como un valorcosmtico, ya que se piensa que enmascara algo el aspecto de gafa, considerada como prtesis deayuda a la visin. Por ejemplo cuando se utilizan bifocales, el coloreado contribuye a disimular elsegmento.

Lentes que absorben el UV

Como hemos explicado en anteriores apartados, la exposicin de la crnea a la radiacin UV puedecausar fotoqueratitis. Las longitudes de onda ms cortas de 290 nm afectan primeramente al epiteliocorneal; las comprendidas entre 290 y 315 nm causan daos en el estroma corneal, la membrana deDescemet y el endotelio, pudiendo provocar tambin de forma secundaria uveitis. La radiacin UVes tambin responsable de varias formas de patologas retinianas tales como el edema macularcistoide.

Para prevenir entonces posibles daos oculares y minimizar el disconfort y la prdida defunciones visuales, es necesario proporcionar a los ojos la debida proteccin.

Esta proteccin, la proporcionan los filtros que absorben o reflejan el UV. Un filtro de UVdebera absorber todas las radiaciones menores de 380 nm.


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El policarbonato, como sabemos, es un material que se est imponiendo en la fabricacin delentes oftlmicas, fundamentalmente por su resistencia al impacto y su baja densidad. Sin embargo,para que procure a su vez proteccin al UV, es necesario aadirle una capa absorbente de UV queproporciona una proteccin a partir de 380 nm. Por otro lado, lentes de resina de alto ndice derefraccin (n=1.6), cortan el espectro a partir de 380 nm sin necesidad de ningn aditivo.

En general, ninguna lente de las comnmente usadas, proporciona una proteccin total alUV. Por esta razn hay que aadir las capas o flitros adecuados para conseguir este objetivo.

Tengamos en cuenta adems, que el color de la lente no dice nada acerca de la absorcin del UV.

Lentes de uso exterior

Muchas de las lentes incluidas en esta categora, absorben la suficiente radiacin en elvisible para ser consideradas gafas de sol. La Oficina Americana de Normalizacin, define comogafa de sol aquella que transmite menos del 67% de la luz incidente. Esto es una definicin

arbitraria, ya que para proporcionar una proteccin suficiente cuando se est bajo un sol brillante, esnecesario que la gafa filtre entre un 80 y un 90 % de la luz incidente. An ms, en el caso de nivelesde iluminacin extremos, por ejemplo bajo 34000 cd/m2, muchas de estas lentes no son suficientessiendo necesarias entonces lentes que absorban hasta un 95% o ms. Cerca de estos lmites seencuentran lentes tales como las lentes grises (gray).

Aunque todas estas lentes estn diseadas para uso exterior y tienen una excelente absorcinen el rango de 200 a 300 nm, en el intervalo de 300 a 400 nm su absorcin deja, sin embargo,mucho que desear.

Por el contrario estas lentes tieneN en general una buena absorcin en el IR. De cualquierforma la exposicin requerida de IR para causar daos en el ojo, es como sabemos, mucho ms alta

que la de UV. Si de todas formas, en una situacin particular hiciera falta proteccin contra el IR,tengamos en cuenta que por la forma de su espectro de transmisin, las lentes verde oscuras reducenconsiderablemente ms la transmisin del IR.

Lentes de absorcin selectiva

Aunque no son de uso comn, existen lentes que absorben selectivamente diferentesporciones del espectro. Las lentes ms normales de este tipo son las amarillas, azules y verdeazuladas.

Lentes Amarillas

Este tipo de lente absorbe casi toda la radiacin por debajo de 500 nm y por lo tanto reduceconsiderablemente la dispersin de la luz (la dispersin de la luz es provocada fundamentalmentepor las longitudes de onda corta, es decir por los azules). Debido a que la mxima sensibilidad de laretina es para la longitud de onda de 555 nm, se ha sugerido que las lentes que tienen una altatransmisin relativa en o alrededor de esta longitud de onda, ayudan a mejorar la agudeza visual denoche. En consecuencia, este tipo de lentes se han promocionado como lentes de conduccin

nocturna.


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Tambin han sido recomendadas estas lentes para la prctica de la caza, aduciendo que la luzdispersada crea un problema en esta actividad y estos filtros ayudan a minimizarlo. Un estudiorealizado con 50 cazadores demostr que el uso de las gafas amarillas no produca ningn efecto enun grupo de ellos, es decir sus marcas eran iguales con o sin gafas; en el otro grupo eran peores conlas gafas amarillas.

En conclusin, estas gafas slo son recomendables cuando el sujeto concreto las considerabeneficiosas para una situacin determinada.

Lentes azules y verde azuladas

Las lentes azules, tienen un uso estrictamente cosmtico. Las lentes verde azuladas, tienencasi la misma curva de transmisin que un vidrio crown en el espectro visible, pero presentan unreduccin gradual de la transmisin en la regin del IR.

Estas lentes suelen denominarse lentes fras, y su uso suele ser recomendado a sujetos queestn constantemente expuestos a superficies blancas reflejantes y a profesionales tales comococineros que en su trabajo normal existe una excesiva cantidad de radiacin IR.

Lentes fotocromticas

Las lentes fabricadas con vidrio fotocromtico o fotocrmico, tienen la propiedad deoscurecerse cuando son expuestos a la luz, y volver a su estado original en ausencia de la misma.

Como hemos dicho en un apartado anterior, las propiedades de esta lentes son causadas por lapresencia de cristales de haluro de plata en la masa del vidrio que se disocia en plata y el halgenocorrespondiente por accin de la luz, volvindose a reconvertirse en haluro de plata en ausencia deluz. Este proceso es el mismo que el de las pelculas fotogrficas, donde los granos de haluro deplata se ennegrecen por accin de la luz. Sin embargo, la diferencia estriba en que en la pelculafotogrfica el proceso es irreversible, es decir, una vez ennegrecida no puede volver a su estadooriginal, mientras que si esto ocurre en vidrio el proceso es reversible pudindose volver cuantasveces se quiera a su estado original.

Los factores que determinan la velocidad de respuesta, el intervalo de densidad y el colorbase del vidrio fotocromtico, es la introduccin en la masa de vidrio de diferentes sustanciasdopantes (borosilicatos, alumino-fosfatos...). Bsicamente, todos los vidrios fotocromticos

presentes en el mercado son muy parecidos, ya que la base es fabricada fundamentalmente por slotres casas comerciales.

Los vidrios fotocrmicos difieren de los materiales fotocrmicos orgnicos, en que ellos soninmunes a la fatiga o deterioro producido por su uso continuado. Debido a que los microcristales seencuentran atrapados dentro del vidrio, los ciclos de oscurecimiento y extincin del mismo sonprcticamente infinitos. Algunas nuevas lentes fotocrmicas, sin embargo, necesitan un periodo deactivacin, durante el cual se somete a la lente a varios ciclos de oscurecimiento total ytransparencia total. En estos casos si la lente deja de ser usada por un periodo ms o menos largo, esnecesario volver a realizar la activacin inicial.

Como hemos dicho hay diferentes tipos de lentes fotocrmicas pero bastante similares, sinembargo es importante conocer los rangos de transmisin que tienen cada una de ellas. En general,podemos decir que estos rangos de transmitancia varan entre un 20 y un 24% cuando la lente esttotalmente oscurecida y un 60 a un 80 % cuando es lo ms clara posible.


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En los ltimos aos se han introducido adems, varias lentes fotocrmicas de alto ndice derefraccin (n=1.6005, n de Abbe 42 y densidad 2.73 g/cc). Estas lentes tienen una transmitanciaque vara, del estado ms oscuro al ms claro, desde el 22% al 83%.

Aunque muchos factores influyen en la transmitancia de un vidrio fotocrmico concreto, losprincipales son los siguientes:

1.- Intensidad de la radiacin incidente

2.- Longitud de onda de la radiacin incidente

3.- Temperatura del vidrio

4.- Espesor del vidrio

5.- Previos tratamientos de calentamiento

6.- Historia de las exposiciones

Cuando se aplica un tratamiento antirreflejante o colorante a una lente fotocromtica, debehacerse dentro de un rango de temperaturas muy crtico (230 - 375 C), si se quiere mantener laspropiedades de la lente fotocrmica. Adems, algunos tratamientos absorben el UV por lo que suaplicacin debe hacerse entonces en la segunda cara de la lente.

Aunque muchas personas creen que unas lentes fotocromticas sustituyen a un par de gafas(de sol y de interior), hay que advertir que esto no es as en estricto sentido, ya que conducir denoche con lentes fotocromticas es cuestionable. La mayora de este tipo de lentes alcanza unatransmisin del 85% de promedio con la mxima claridad, lo cual en algunas condiciones puede ser

peligroso, y desde luego en el caso de que slo alcance el 40% (PhotoSun II)es totalmenteinaceptable.

Lentes fotocromticas orgnicas

En los aos 80, se produjeron las primeras lentes orgnicas fotocromticas. Estas lentes eranfabricadas por impregnacin qumica. La fase de oscurecimiento, es en estas lentes muy sensible ala temperatura. El intervalo de transmitancia variaba entre un 45% y un 90%. Sin embargo, despusde 2 aos de uso este intervalo se reduca considerablemente pasando a ser de 45% a 67%, lo que

era un rango muy corto y adems poco transparente para uso interior y poco oscuro para luz solar.En los aos 90, han salido al mercado otros tipos de materiales con un intervalo ms amplio

y ms estable (transmitancia entre un 84% y un 25%), teniendo adems una velocidad de transicinde claro a oscuro y viceversa mucho ms alta.

LENTES ESPECIALES

Lentes de control de brilloEste tipo de lentes fotocromticas, tienen una accin filtro que corta bruscamente el espectro

visible a partir de una determinada longitud de onda, teniendo adems una baja transmisin. La


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longitud de onda de corte puede ser de 450, 511,527 y 550 nm, absorbiendo prcticamente cualquierradiacin de longitud de onda inferior.

Estas lentes especiales suelen utilizarse para aliviar las molestias producidas por los brillos oresplandores que reducen la agudeza visual asociadas con ciertas enfermedades. Como es fcildeducir, estas lentes eliminan virtualmente toda la energa UV y los azules del espectro visible. Hay

que entender que estas lentes no curan ninguna de las enfermedades para las cuales se utilizan, sino

Lentes ocupacionales

Estas lentes estn diseadas generalmente como lentes de proteccin para usos industriales.Los daos que pretenden evitar pueden ser tanto de origen mecnico como qumico, as como deposibles radiaciones peligrosas para el ojo. Entre las ocupaciones que ms precisan de proteccinocular estn los operarios de fundiciones, sopladores de vidrios y soldadores. Los estndares mscorrientes en este tipo de lentes, indican que deben absorber completamente la radiacin UV e IR.En consecuencia, al absorber los extremos del espectro, estas lentes tienen un color verdoso. Porotro lado, estas lentes deben absorber adems en el espectro visible con objeto de atenuar laintensidad de luz.

TABLA I

Nmero de oscurecimiento Transmisin %

1.5 61.1

1.7 50.1

2.0 37.3

2.5 22.8

3.0 13.9

4.0 5.18

5.0 1.93

6.0 0.72

7.0 0.27

8.0 0.10

9.0 0.037

10.0 0.0139

11.0 0.0052

12.0 0.0019

13.0 0.00072

14.0 0.00027


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PRESCRIPCIN DE LENTES ABSORBENTES

Debido al gran nmero de lentes absorbentes disponibles, es casi imposible para el

optometrista estar familiarizado con todas ellas. Esta tarea se complica adems, porque lacomposicin, el color y el coste no son criterios para predecir la cantidad de UV, visible o IR queuna lente absorbe. Aunque lo oscura que sea un lente si te informa acerca de lo que transmite en elvisible, existen otras diferencias que hacen que dos lentes igualmente oscuras no sean iguales.Generalmente, las lentes orgnicas (CR-39) filtran ms el UV cercano que las minerales, peroexisten excepciones. Dentro de un rango similar de oscurecimiento, no hay forma de predecir cualser ms efectiva en el UV o IR. Adems, el filtrado efectivo en una regin del espectro, nogarantiza que lo sea en cualquier otra regin.

Existen en el mercado un gran nmero de gafas de sol no controladas, que transmitenimportantes bandas de UV (se dice que poseen ventanas de UV). Esto puede ser extremadamentepeligroso en algunas situaciones. Por ejemplo, hay gafas de sol bastante oscuras, que atenanmucho el visible pero prcticamente nada el UV. En esta situacin, el portador al tener muyatenuado el visible puede exponerse, sin sentir molestias aparentes, a intensa radiacin solardesconociendo la gran cantidad de UV que est recibiendo que por su efecto acumulativo puederesultar peligrosa. Adems, como atena mucho en el visible la pupila se dilata, con lo que lacantidad de UV todava es mayor.

En cualquier caso, hay que advertir al usuario en que condiciones y con que niveles deiluminacin resulta conveniente el uso de lentes absorbentes. Por ejemplo, para actividades alexterior con sol brillante la transmisin en el visible debe estar entre un 10 y un 20%.

Otro aspecto a recomendar es que, como el efecto del UV es acumulativo resulta adecuadola utilizacin ms o menos continuada, de filtros para esta radiacin, sobre todo en ambientes de solbrillante, pues puede prevenir o retrasar la aparicin de diferentes enfermedades relacionadas con laexposicin al UV.

Finalmente, sera recomendable que todas las gafas atenuaran el UV a partir de 400 nm,siempre y cuando esta atenuacin que podra afectar algo a las cortas longitudes de onda (azules) noimpidiera distinguir bien los colores, como por ejemplo los de los semforos.

TRATAMIENTO ANTIRREFLEJANTE (A.R.). LENTES MINERALES

Entre los tratamientos de superficie hay que citar el tratamiento antirreflejante. El principioes vaporizar al vaco una sustancia como el fluoruro de magnesio, fluoruro de lantano.... sobre lasdos caras de la lente mineral. Esta metalizacin atena el efecto espejo de la lente ya que se reflejamenos la luz.

Cuando la luz pasa a travs de un objeto transparente (una lente por ej.) siempre se produceuna cierta reflexin. Una parte de la luz se pierde por reflexin en la cara anterior y en la posteriorde la lente.

Si tenemos una lente de vidrio crown (nv=1,523)Se puede calcular la luz reflejada en la primera cara por la frmula de Fresnel (en incidencianormal)


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2

1

1

+

=

nn

nnR

v

v

R = factor de reflexin

nv = ndice de refraccin del 2 medio (1,523)

n1 = ndice de refraccin del 1er medio (1.00)

En nuestro caso ( ) 043,0207,01523,1

1523,1 22

==

+

=R

Luego en la primera cara hay una reflexin del 4,3%. En la segunda cara ocurre lo mismo yse reflejar el 4,3% (del 95,7% que le llega). Luego podemos evaluar las prdidas por reflexin al8%.

Para disminuir al mximo la reflexin hay que tratar las dos caras de la lente. Las doscondiciones requeridas son difciles ya que conseguir el espesor adecuado no es sencillo y ademsno existe el material adecuado.

Un poco para remediar esto y adems porque los resultados obtenidos son mucho mejoresestos ltimos aos la mayora de las firmas comerciales realizan sus tratamientos antirreflejantescon multicapas.

El principio de la tcnica de multicapas es el mismo que con una sola capa pero lo que sepretende es anular la reflectancia para varias longitudes de onda y atenuarla hasta valores del 0,2%para amplias regiones del espectro.

Reduccin de la reflexin con

alternancia de capas de alto y

bajo ndice.

4%4%

100%

92%

300 500 700

R1/2

0.05

0.025

2 capas

1 capa

3 capas


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Ventajas que presenta un tratamiento A.R.

- En el caso de reflexiones frontales la agudeza visual no sufre los efectos negativos de la prdida deluz (sobre todo con luminancias bajas). Desde el punto de vista esttico el efecto espejo se atena,se ven mejor los ojos del usuario y la mirada tiene un aspecto menos serio.

- Reflexiones posteriores. Cuando el usuario est de espaldas a la fuente luminosa esto puedeproducir reflejos molestos que influencian la agudeza visual y causan fatiga en los ojos. (faros decoche de atrs, de espaldas a una ventana es difcil leer la pizarra...)

- Reflexin corneana (imgenes fantasmas). Un fenmeno que se produce a baja luminancia es el dela luz que reflejada en la crnea como un espejo convexo, estas reflexiones se reproyectan en el ojopor la reflexin en las dos caras de la lente provocando imgenes fantasmas (halos alrededor de lasfuentes luminosas). Esto causa fatiga y adems nerviosismo.

- Un resultado consecuencia de un tratamiento A.R. es que se aumenta la absorcin del U.V. lo queno es despreciable.

- El tratamiento A.R. suprime los crculos concntricos visibles en las lentes cncavas de altapotencia.

- Los tratamientos A.R. no cambian las propiedades mecnicas de las lentes minerales (lasorgnicas al dilatarse y comprimirse pueden resquebrajar la capa). Se pueden aplicar el resto detratamientos en general y segn el fabricante hay un orden (MOYA es la excepcin ya quenormalmente A.R. es el ltimo pero para stas puede ser el 1).

- Es frecuente conseguir una mejor resistencia al rayado con el tratamiento.

- El hecho de alcanzar transparencias del 99,5% implica que todas las suciedades se ven ms lo queobliga a una limpieza ms cuidadosa. (Esto es a favor).

- La limpieza de las lentes A.R. con agua fra y jabn se lavan, se escurren y se secan con un paosuave (nylon, seda.....).

Inconvenientes


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- Todo est calculado para la incidencia normal de la luz en la lente, basta con observar unaincidencia oblicua para ver reflejos coloreados. Con una sola capa slo es vlido para unalongitud de onda.

- Precio

Otros tratamientos sobre lentes orgnicas

Hasta no hace mucho tiempo haba muchas dificultades para conseguir un tratamiento ARsobre las lentes orgnicas por problemas de adherencia dada la imposibilidad de calentar las lentesorgnicas. Desde hace poco tiempo este tratamiento es posible con capas de material dielctrico(sustancia aislante para la electricidad) vaporizadas sobre el vidrio.

Para que esta vaporizacin se haga en buenas condiciones la lente est en vaco a unatemperatura similar a la de la ebullicin del agua cuando la presin atmosfrica es muy baja. Eldielectrico recibe la energa en forma de calor y de corriente elctrica. Esta energa debe sersuficiente para permitir una vaporizacin constante del dielctrico. La lente se debe colocar en lanube de vapor de tal manera que el dielctrico condense uniformemente en la superficie de la lente.Este posicionamiento de la lente es muy importante pues el espesor de la capa debe ser un entero

impar de 4 .

El resto de tratamientos en las lentes van encaminados a conseguir una resistencia al rayadoya que ste es el principal inconveniente de las lentes orgnicas. Uno de ellos es la Hoya Hi-Quartza base de cuarzo que es la base de la mayora de este tipo de tratamiento. Normalmente slo la caraconvexa recibe un tratamiento ya que es la que est expuesta al rayado. Este recubrimiento no alterala solidez de la lente que resiste los test habituales y da una resistencia al rayado prxima a la delvidrio mineral.


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