كيفية الامتثال لمعايير السلامة من الليزر ANSI Z136.1

فهم معيار ANSI Z136.1: النطاق، التحديثات، والأهمية

نطاق وتطبيق ANSI Z136.1-2022 في البيئات الصناعية والبحثية

يحدد المعيار ANSI Z136.1-2022 ما يجب أن تعرفه الشركات حول حماية العمال من المخاطر عند استخدام أشعة الليزر في مختلف الصناعات. وتشمل الإرشادات كيفية تقييم المخاطر المرتبطة باستخدام الليزر، بالإضافة إلى إجراءات مثل وضع حواجز حول شعاع الليزر وإقامة جلسات تدريب مناسبة للعاملين. وفي الأماكن التي يتم فيها تشغيل أجهزة ليزر من الفئة 3B أو الفئة 4، توجد قواعد محددة تتعلق بمن يُسمح له بالدخول إلى هذه المناطق وما يجب اتخاذه من إجراءات في حال حدوث خلل أثناء التشغيل. وتساعد هذه المتطلبات على إيجاد ظروف عمل أكثر أمانًا، مع السماح في الوقت نفسه للشركات بإتمام مهامها بكفاءة دون تأخيرات غير ضرورية.

أهم التحديثات في مراجعة عام 2022 للمعيار ANSI Z136.1 وانعكاساتها على الامتثال

تتضمن المراجعة لعام 2022 ثلاث تغييرات رئيسية:

1. حسابات معدل التعرض المسموح به (MPE) المُعدّلة لأجهزة الليزر النبضية استنادًا إلى بيانات التعرض البيولوجي المحدثة
2. إرشادات موسعّة لأنظمة التصنيع التكاملي ، تتناول تطبيقات الليزر في الطباعة ثلاثية الأبعاد
3. الانسجام مع المعايير الدولية IEC 60825-1:2022 لدعم الامتثال العالمي

تتطلب هذه التحديثات من المنظمات إعادة تقييم ضوابط الخطر الناتج عن الليزر الحالية وتحديث وثائق السلامة بحلول عام 2025.

العلاقة بين ANSI Z136.1 والسلسلة الأوسع ANSI Z136 الخاصة بسلامة الليزر

يُشكّل المعيار ANSI Z136.1 الأساس للإرشادات المتخصصة الأخرى مثل ANSI Z136.3 في بيئات الرعاية الصحية وANSI Z136.9 في بيئات التصنيع. وتستند هذه المعايير الخاصة بالصناعة إلى متطلبات السلامة الأساسية الواردة في Z136.1 وتضيف إليها حمايات إضافية مصممة خصيصًا لمجالات معينة. على سبيل المثال، فيما يتعلق بواقيات العين، يضع المعيار Z136.1 قواعد عامة حول نظارات السلامة من الليزر، ولكن عندما يتعلق الأمر بأعمال الاتصالات عبر الألياف البصرية، فإن المعيار Z136.8 يدخل في تفاصيل أكبر بكثير حول نوع الحماية المناسبة للعين والتي يلزم توفرها فعليًا في الموقع. وطريقة تنظيم هذه المعايير تُكوّن نظامًا يحافظ على الاتساق في متطلبات السلامة بغض النظر عن القطاع الذي يعمل فيه الفرد، ومع ذلك يظل هناك مجال لمعالجة تلك الحالات الخاصة التي قد تنشأ أثناء العمليات اليومية.

تصنيفات مخاطر الليزر وملفات المخاطر (الفئة 1 إلى الفئة 4)

نظرة عامة على فئات الليزر: الفئة 1، 2، 3R، 3B، والفئة 4

يُصنف معيار ANSI Z136.1-2022 أشعة الليزر إلى خمس فئات مختلفة من المخاطر، بحيث يعرف الأشخاص نوع إجراءات السلامة التي يحتاجون إلى اتخاذها. تُعد أشعة الليزر من الفئة 1 آمنة بشكل أساسي للاستخدام اليومي لأنها محصورة داخل أجهزة مثل الطابعات. أما الفئة 2 فهي موجودة في كل مكان، مثل مؤشرات الليزر الصغيرة التي يحملها الناس حاليًا. لا تحمل هذه الأجهزة قوة كبيرة، لكنها تتطلب اتخاذ احتياطات أساسية لأن التحديق المباشر بها لفترة طويلة قد يكون ضارًا. عند الانتقال إلى مستوى أعلى من الخطر، تمثل أشعة الليزر من الفئة 3R خطرًا بسيطًا إذا تم التحديق بها باستمرار، في حين تصبح نماذج الفئة 3B خطيرة جدًا عند التعرض المباشر أو حتى عند انعكاساتها عن الأسطح. وأخيرًا، تُعد أشعة الليزر من الفئة 4 هي الأكبر، وتُستخدم في البيئات الصناعية والإجراءات الطبية. يمكن لهذه الأشعة القوية أن تحترق بها الأنسجة، وأن تشعل الحرائق، وتدمّر البصر تمامًا إذا لم تُستخدم وسائل الحماية المناسبة. ولهذا السبب يجب على أماكن العمل التي تتعامل مع هذا النوع من المعدات أن تحافظ على إجراءات رقابة صارمة في جميع الأوقات.

ملفات الخطر والإصابات المحتملة المرتبطة بكل فئة من فئات الليزر

• الفئة 1/2 : خطر ضئيل أثناء الاستخدام القياسي؛ قد تحدث اضطرابات مؤقتة في الرؤية عند التحديق المتعمد في فئة 2
• الفئة 3R/3B : حروق شبكية نتيجة التعرض القصير (3B)، والانعكاسات المنتشرة (3B)
• الفئة 4 : تلف دائم في العين خلال جزء من الثانية، وحروق من الدرجة الثالثة، ومخاطر نشوب حرائق من الشعاع أو الضوء المبعثر

حدود التعرض المسموح به القصوى (MPE) ومخاطر الإشعاع غير المنبعث من الشعاع

تحدد حدود التعرض القصوى المسموح بها (MPE) المقاسة بالجول لكل سنتيمتر مربع المدة التي يمكن أن يتعرض فيها الشخص بأمان إلى فئات الليزر المختلفة قبل حدوث الضرر. خذ أجهزة الليزر من الفئة 3B كمثال، فهي عادةً ما يكون لديها حد التعرض القصوى المسموح به حوالي 0.5 جول/سم² عند التعامل مع أطوال موجية للضوء المرئي. وبدون حماية مناسبة للعين، يجب أن يظل التعرض أقل من 0.25 ثانية لتجنب التلف. وبجانب الشعاع نفسه، هناك مخاطر أخرى تستحق الإشارة إليها. لا تزال الصدمات الكهربائية ممكنة بسبب الأجزاء العاملة بجهد عالٍ الموجودة داخل معظم معدات الليزر. ثم هناك مشكلة الأبخرة السامة الناتجة عندما يتفاعل الليزر مع مواد معينة أثناء التشغيل. ولا تنسَ مخاطر الحريق، خاصة في أنظمة الفئة 4، حيث يمكن لأي مادة قابلة للاشتعال أن تشتعل تقريبًا عند شدة 10 واط لكل سنتيمتر مربع. إن فهم هذه التصنيفات ليس مجرد أمر أكاديمي، بل يشكل الأساس للبروتوكولات الأمنية الواقعية التي تساعد الشركات على اتخاذ تدابير وقائية مناسبة بناءً على المخاطر الفعلية كما تظهر في الممارسة العملية.

إجراء تقييم لمخاطر الليزر وتقييم المخاطر

منهجية خطوة بخطوة لتقييم المخاطر وفقًا لمعيار ANSI Z136.1

تتطلب معايير ANSI Z136.1-2022 من المنشآت إجراء تقييمات شاملة للمخاطر المتعلقة بالليزر. تبدأ هذه العملية بتحديد الفئة التي ينتمي إليها جهاز الليزر، ثم الانتقال إلى تحليل مدى التعرض للشعاع الفعلي. وعند حساب الحد الأقصى المسموح به للتعرض (ويُعرف اختصارًا بـ MPE)، تؤخذ عوامل مثل لون الضوء (الطول الموجي)، ومدة كل نبضة، وما إذا كان الليزر يعمل باستمرار أو على شكل دفعات، جميعها في الاعتبار. ووفقًا لأبحاث نُشرت بواسطة NIST العام الماضي، فإن معظم المشكلات تحدث بسبب عدم قيام الأشخاص بإجراء هذه الحسابات بشكل صحيح عند تقييم المخاطر في البداية. ومن الأمور الأساسية التي يجب أخذها بعين الاعتبار تتبع المسار الفعلي الذي تسلكه الأشعة عبر مكان العمل، والانتباه لأي انعكاسات غير متوقعة عن الأسطح، والتأكد من أن العمال لا يكونون قريبين جدًا أثناء ضبط المعدات أو إجراء الإصلاحات. ويمكن لهذه الفحوصات الأمنية الأساسية أن تمنع وقوع حوادث خطيرة في المستقبل.

تحديد مخاطر الأشعة والمخاطر غير الإشعاعية: الكهربائية، والحريق، والإشعاع الثانوي

لا تقتصر معايير ANSI Z136.1 على تغطية ما يحدث عند تعرض شخص ما لشعاع ليزر مباشرةً، بل تهدف أيضًا إلى توعية الناس بجميع المخاطر الأخرى التي قد لا تبدو واضحة للوهلة الأولى. ووفقًا لبيانات إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) من العام الماضي، فإن حوالي 37 من كل 100 حادث يتعلق بالليزر لا ينتج في الواقع عن الشعاع نفسه، بل عن مشاكل كهربائية في مصادر الطاقة عالية الجهد. ثم هناك خطر نشوب حرائق عندما تتفاعل الأشعة مع أي شيء قابل للاشتعال حولها. ومن المخاوف الكبيرة الأخرى الإشعاع الجانبي. يمكن لأشياء مثل الأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من أنظمة الضخ أن تتجاوز في الواقع ما يُعتبر آمنًا داخل الأماكن المغلقة التي يعمل فيها العمال. تميل المتاجر التي تستخدم ليزر الفئة 4 إلى رؤية حوالي 24 بالمائة أكثر من حالات مشاكل التنفس لأن هذه الآلات تنتج جميع أنواع الجسيمات المحمولة جوًا والتي ينتهي بها الأمر عائمة في مكان العمل.

توثيق تصنيف المخاطر وأولويات الضوابط

تُصنف ممارسات التوثيق الجيدة المخاطر من خلال ما يُعرف بمصفوفة الشدة-الاحتمالية وفقًا للتوجيهات الواردة في الملحق هـ من معيار ANSI Z136.1. وعند النظر في المواقف الخطرة للغاية، مثل أشعة الليزر من الفئة 4 غير المحصورة الموجودة في بعض المختبرات البحثية، فإن هذه الحالات تتطلب إصلاحات هندسية عاجلة على الفور. أما بالنسبة للمخاطر المتوسطة مثل إعدادات الليزر المؤقتة أثناء التجارب، فيمكن التعامل معها على مراحل وعلى مدى فترة زمنية. ووفقًا لتقرير تدقيق أجرته إدارة الصحة والسلامة البيئية بجامعة هارفارد العام الماضي، فإن الأماكن التي حافظت على تنظيم وثائقها شهدت حاجة أقل بنحو 41 إجراءً تصحيحيًا عند زيارة المفتشين. ويمكن تلخيص النتيجة في أن السجلات يجب أن توضح بوضوح متى يتم تطبيق الضوابط، ومن المسؤول عن كل خطوة، وكيف يتم تقييم الفعالية بحيث تتمكن جميع الإجراءات من الصمود أمام عمليات التدقيق دون أي مفاجآت.

تنفيذ تسلسل ضوابط السلامة من الليزر

تطبيق تسلسل الضوابط: من الإزالة إلى معدات الحماية الشخصية

يُلزم ANSI Z136.1 اتباع نهج قائم على التقييم المخاطر لسلامة الليزر، مع إعطاء الأولوية لإزالة المخاطر من خلال التصميم الهندسي قبل الاعتماد على الضوابط الإدارية أو معدات الحماية الشخصية. يتطلب هذا التسلسل الهرمي في جوهره من المنشآت أن:

1. إزالة مسارات الشعاع غير الضرورية من خلال إعادة تصميم بصري
2. تنفيذ ضوابط هندسية للحماية من المخاطر التي لا يمكن تجنبها
3. وضع بروتوكولات صارمة للوصول ومتطلبات تدريب
4. استخدام معدات الحماية الشخصية فقط كطبقة حماية نهائية

أظهرت دراسات أن المنشآت التي تتبنى هذا النهج تقلل من حوادث الليزر بنسبة 35٪ مقارنةً بالبرامج المعتمدة على معدات الحماية الشخصية (مجلة ساينس سيفتي، 2019). بالنسبة للأنظمة من الفئة 3B/4، قد تتضمن الإزالة استخدام نظام تسليم شعاع آلي بدلًا من المحاذاة اليدوية.

الضوابط الهندسية: أقفال تداخلية، وأغلفة، وحواجز شعاع

تظل الأغلفة المغلقة للشعاع هي المعيار الذهبي، حيث تقلل مستويات التعرض لأنظمة الليزر من الفئة 4 إلى الفئة 1 أثناء التشغيل العادي. وتدمج الأنظمة الحديثة ثلاثة مكونات رئيسية:

تشمل الابتكارات الحديثة أقفالًا تعتمد على التعرف بالترددات الراديوية (RFID) تُطفئ أشعة الليزر عند اقتراب الأشخاص غير المصرح لهم من المناطق المقيدة.

ضوابط إدارية وتدابير وقائية لتشغيل آمن

حتى أنظمة الهندسة القوية تتطلب دعمًا إجرائيًا. يجب على المرافق توثيق بروتوكولات التصريح باستخدام الليزر التي تتطلب موافقة المسؤول عن السلامة في الليزر (LSO) قبل كل استخدام، وإجراءات المحاذاة التي تشترط استخدام أشعة اختبار أقل من 5 مللي واط للإعدادات من الفئة 4، بالإضافة إلى تدريبات ربع سنوية على إيقاف الطوارئ. وجدت مراجعة أجرتها إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) عام 2023 أن 82% من حوادث الليزر كانت نتيجة ضوابط إجرائية غير كافية، رغم توفر تدابير السلامة الهندسية المناسبة.

دمج وتطبيق تدابير التحكم عبر المرافق

تجمع أفضل برامج السلامة بين الأتمتة والفحوصات البشرية، وعادةً ما تكون النسبة حوالي 60٪ تقنية و40٪ أشخاص يقومون بالإشراف. يُظهر العديد من أماكن العمل الحديثة ذكاءً متزايدًا في هذا الشأن هذه الأيام. حيث يقومون بتركيب محطات نظارات إنترنت الأشياء (IoT) الذكية التي تتتبع ما إذا كان العمال يرتدون معدات الحماية الخاصة بهم بشكل صحيح. بل ويستخدم البعض كاميرات لكشف حالات التعرض المباشر للجلد بالقرب من أشعة الليزر. وغالبًا ما توجد شاشة مركزية في مكان ما تعرض للجميع مستويات التعرض القصوى المسموح بها لحظة بلحظة. تعمل جميع هذه الطبقات معًا للحفاظ على الامتثال لمعايير ANSI، كما تتيح للشركات إجراء التعديلات اللازمة مع ظهور تقنيات ليزر جديدة وتغير سير العمل من أسبوع لآخر.

بناء وصيانة برنامج شامل للسلامة عند استخدام أشعة الليزر

المكونات الأساسية لبرنامج سلامة الليزر الممتثل للمعايير

يُدمج برنامج السلامة من الليزر القوي أربعة عناصر حاسمة: إجراءات تشغيل قياسية، وضوابط المخاطر، وبروتوكولات الاستجابة للطوارئ، ومراقبة الأداء المستمرة. يجب على المنظمات التي تستخدم أشعة ليزر من الفئة 3B أو 4 تنفيذ ضوابط هندسية مثل الأقفال التداخلية وأغلفة الشعاع، إلى جانب عمليات تدقيق السلامة الموثقة التي تُجرى كل ربع سنة.

الدور والمسؤوليات الخاصة بمسؤول السلامة من الليزر (LSO)

مسؤول سلامة الليزر، أو ما يُعرف اختصارًا بـ LSO، هو المسؤول عن إدارة جميع جوانب سلامة الليزر داخل المؤسسة. ويقوم هذا المسؤول بالمهام مثل تقييم المخاطر، والتأكد من الالتزام بالبروتوكولات بشكل صحيح، وتوفير التدريب اللازم للموظفين الذين يعملون مع أشعة الليزر. ووفقًا لبيانات حديثة من دراسة امتثال أجريت في عام 2023، فإن أماكن العمل التي عيّنت مسؤولين عن سلامة الليزر شهدت انخفاضًا كبيرًا في الحوادث الناتجة عن الليزر—بنسبة تصل إلى 40% أقل من الأماكن التي لا تمتلك رقابة كهذه. ويشمل جزء من القيمة الكبيرة التي تمثلها هذه المناصب فحص حسابات التعرض القصوى المسموح بها للتأكد من دقتها، إضافة إلى التأكد من توافق كل الإجراءات مع أحدث المعايير الواردة في المواصفة ANSI Z136.1-2022. قد تبدو هذه المهام روتينية، لكنها تؤدي دورًا محوريًا في الحفاظ على معايير السلامة في أماكن العمل عبر مختلف الصناعات التي يُستخدم فيها الليزر بشكل شائع.

التدريب، والتوثيق، والاستعداد للمراجعة بهدف الامتثال التنظيمي

يُشترط إجراء تدريب أولي وتدريب تنشيطي دوري كل 12 إلى 24 شهرًا لضمان فهم المشغلين لمخاطر الأشعة، واستخدام معدات الحماية الشخصية (PPE)، وإجراءات الإيقاف في حالات الطوارئ. ويجب أن تتضمن الوثائق سجلات التدريب، وسجلات الصيانة، وتقارير تقييم المخاطر. وللاستعداد للمراجعة، يجب الاحتفاظ بمستودع مركزي يتم تحديثه بعد كل تغيير إجرائي أو حادث.

إجراء الفحوصات، ومتطلبات وضع العلامات، والاحتفاظ بالسجلات

يجب أن تتحقق الفحوصات الشهرية من وضوح علامات التحذير، ووظائف القفل الآلي، ومعايرة النظارات الواقية. ويجب أن تعرض الملصقات تصنيف الليزر، والطول الموجي، وقدرة الخرج كما هو محدد في القسم 8.1 من معيار ANSI Z136.1. ويجب الاحتفاظ بسجلات الفحص لمدة لا تقل عن خمس سنوات لإثبات الامتثال أثناء مراجعات OSHA.