Fachbeitrag  Arbeitssicherheit, PSA  

Neue Lasertechnologien stellen neue Anforderungen an den Arbeitsschutz

Der Strahl eines leistungsstarken Lasers kann unter anderem Metalle zerteilen, Keramik verdampfen lassen und bei chirurgischen Eingriffen Körpergewebe zerschneiden. Entsprechend groß ist das Gefahrenpotenzial bei einer unbeabsichtigten Bestrahlung des Menschen. Dabei sind vor allem die Augen gefährdet: Schon die diffuse Reflexion eines Laserstrahls auf einer matten Oberfläche kann bleibende Schäden auf der Netzhaut hinterlassen. Die Schäden sind in den meisten Fällen irreversibel.

Gefährdungsgrad nach Laserklassen

Die DIN EN 60825 „Sicherheit von Lasereinrichtungen" (Teil 1 - 14) teilt Laser nach ihrem Gefährdungsgrad in die Klassen 1, 1M, 2, 2M, 3R, 3B und 4 ein. Grundlage dieser Klassifizierung sind die Grenzwerte der zugänglichen Strahlung (GZS-Werte). Laserstrahlung der Klasse 1 gilt bei bestimmungsgemäßem Betrieb als ungefährlich. Unter die Klasse 4 fallen Hochleistungslaser, die Augen und Haut schwer schädigen oder Brände und Explosionen verursachen können.

Neue Norm seit März 2009

Passend zu den technologischen Fortschritten wurde zudem die neue Norm DIN ISO 11553 »Sicherheit von Maschinen - Laserbearbeitungsmaschinen« erarbeitet und im März 2009 veröffentlicht. Während Teil 1 auf »Allgemeine Sicherheitsanforderungen« bei Laserbearbeitungsmaschinen eingeht, legt Teil 2 der Norm spezielle »Sicherheitsanforderungen an handgeführte Laserbearbeitungsgeräte« fest. Zu beachten sind ferner weitere anwendungsspezifische Normen und Richtlinien wie die DIN 56912 »Showlaser und Showlaseranlagen«.

TOP-Maßnahmen im Laserbereich

Maßgeblich ist auch hier das in der Arbeitssicherheit grundsätzliche geltende TOP-Prinzip: Technische (T) und organisatorische (O) Schutzmaßnahmen sind vor dem Einsatz einer Persönlichen Schutzausrüstung (P) zu überprüfen. Dazu zählen die Umhausung des Laserbereichs, Verriegelungen der Zugangsöffnungen, Gefahrenkennzeichen und die Unterweisung der Beschäftigten.

Bei der Gestaltung einer Fertigungsanlage zur Lasermaterialbearbeitung oder eines OP-Bereichs ist die Einrichtung der Laser-Zone von entscheidender sicherheitstechnischer Bedeutung. Grundlagen für zu treffende Schutzmaßnahmen liefern neben den einschlägigen Normen die Unfallverhütungsvorschrift »Laserstrahlung« (BGV B2) und die entsprechenden Handlungsanweisungen in der BGI 832 »Betrieb von Lasereinrichtungen«.

Wenn die Gefährdungsbeurteilung ergibt, dass diese Maßnahmen nicht genügen, ist eine PSA zum Schutz vor der Laserstrahlung erforderlich. Bei automatisierten Laseranlagen spielt dies meist weniger eine Rolle und betrifft vor allem Mitarbeiter, die Wartungsarbeiten durchführen.

Risiken beim Gebrauch handgeführter Laser

Anders sieht es bei den handgeführten und -positionierten Lasergeräten aus, die zunehmend als Ergänzung oder Alternative zu automatisierten Anlagen eingesetzt werden: Die ersten Prototypen wurden gegen Ende der 90er Jahre gebaut und eingesetzt. Seitdem hat sich bereits eine stattliche Zahl von Geräten am Markt etabliert. Sie werden zum Beispiel im Schiffs- und Fahrzeugbau, in der Denkmalpflege und bei der Restauration von Kunstwerken eingesetzt.

Die Mehrzahl der handgeführten Lasergeräte weist eine offene Prozesszone auf. Der Strahl ist also frei zugänglich und kann bei Fehlanwendungen zu einem Sicherheitsrisiko werden, etwa wenn der Betreibers bei der Vorbehandlung einer Schweißnaht abrutscht und seine freie Hand in den Strahl gerät.

PSA steckt noch in den Kinderschuhen

Wegen der unmittelbaren Nähe zur Prozesszone müssen Betreiber leistungsstarker handgeführter Laser eine PSA verwenden. Doch während Laserschutzbrillen schon seit einigen Jahrzehnten auf dem Markt sind, mangelt es noch an adäquater Schutzkleidung sowie Gesichts-, Hand- und Fußschutz. »Dieser Bereich steckt noch in den Kinderschuhen«, bestätigt Thomas Püster, Sicherheitsingenieur beim Laser-Zentrum Hannover (LZH), das industrielle Unternehmen bei allen Belangen der Lasersicherheit unterstützt. Als Vorsitzender des Normenarbeitskreises wurde er auch mit der Frage nach geeigneter Schutzkleidung konfrontiert - und musste feststellen, dass hier noch Handlungsbedarf besteht.

»Benutzer von Handlasergeräten weichen oft auf PSA aus anderen Bereichen aus«, sagt Püster. So werde bei Laserarbeiten häufig Schutzkleidung verwendet, die eigentlich für Schweißer, Motorsportler oder Feuerwehrleute vorgesehen ist. Hinzu kommt, dass für die Auswahl der PSA vor wenigen Jahren weder Prüfmethoden noch Anwendungsempfehlungen vorlagen. Deshalb startete das Laser-Zentrum zusammen mit dem Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) in Chemnitz ein Forschungsprojekt, bei dem das Verhalten von Oberbekleidung, Handschuhen und Schürzen bei der Laserbestrahlung untersucht wurde. Das Projekt wurde von der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) sowie vom Bundesministerium für Arbeit und Soziales (BMAS) unterstützt.

Die Ergebnisse zeigen, dass noch spezielle Entwicklungen erforderlich sind, um einen umfassenden Schutz vor Verbrennungen durch Laserstrahlung zu gewährleisten: Leichte Baumwolle ist durchlässig und damit ungeeignet. Leder bietet nur wenig und flammhemmend ausgerichtete Arbeitskleidung nur bedingt Schutz vor Laserstrahlung. Am besten schnitten metallisierte Gewebe aus hochtemperaturbeständigen Fasern ab. Doch diese Materialien haben wiederum den Nachteil, dass sie das Feingefühl einschränken. Das kann zum Problem werden, wenn der Anwender eines Handlasers einen Draht zuführen oder einen Schalter bedienen muss.

Noch gibt es also keine umfassende Antwort auf die Frage nach einer vernünftigen PSA für Laseranwendungen, aber Püster ist zuversichtlich: »Wir hoffen, dass wir in ein einigen Wochen mit einem europäischen Projekt beginnen können, bei dem gezielt Schutzkleidung für diesen Bereich entwickelt werden soll«. Sobald die Anforderungen klar definiert sind, sollen auch entsprechende Prüfgrundsätze festgelegt werden.

Ultrakurzpulslaser erfordern spezielle Schutzbrillen

Laserschutzbrillen sind dagegen längst eine feste Größe und in ihrer Schutzwirkung durch vielfache Untersuchungen bestätigt. Doch auch hier stellen technologische Innovationen laufend neue Anforderungen. Püster nennt ein aktuelles Beispiel: »Seit die neuen Ultrakurzpulslaser den Markt erschließen, müssen die Schutzbrillen auch dafür ausgelegt werden«.

Der Einsatz von Ultrakurzpulslasern gewinnt in vielen Bereichen an Bedeutung, unter anderem in der Laserstrahlmaterialbearbeitung sowie in der Mess-, Mikrosystem- und Medizintechnik. Dabei handelt es sich um Laser, die Lichtpulse aussenden, deren Dauer im Femtosekunden-Bereich liegt. Eine Femtosekunde ist der billiardstel Teil einer Sekunde, in dieser Zeit legt das Licht nur eine Strecke von 0,3 µm zurück.

»Aufgrund dieser extrem kurzen Pulse und Bestrahlungsstärken kann eine normale Schutzbrille schon in kürzester Zeit ihre optischen Eigenschaften verändern und durchlässig werden. Deshalb sind auch Weiterentwicklungen bei den Laserschutzbrillen erforderlich, an denen sich das Laser-Zentrum Hannover beteiligt«. Im Rahmen des EUREKA-Projektes »Eurolaser Safest« haben sich Forschungseinrichtungen und Unternehmen aus Deutschland und Österreich zusammengeschlossen, um für den Laser-Pulsbereich von fünf Femtosekunden bis in den Picosekunden-Bereich Regeln für die Arbeitssicherheit festzulegen. Die Projektpartner erarbeiten und definieren standardisierte Qualitätsanforderungen und Prüfverfahren für Schutzbrillen und -einrichtungen im Laserbreich. Die Arbeitssicherheit soll durch diese Ergebnisse nachhaltig verbessert werden.

Christine Lendt

Teaserfoto: DINSE Laser-Schweißsystem © 2008 Dinse GmbH.


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