RADIASI INFRAMERAH

DEFINISI INFRAMERAH

Dengan besaran yang cukup hampir semua bagian spektrum elektromagnetik dapat menyebabkan kerusakan pada mata. Infrared Radiation (IR) Radiasi Infra Merah atau merupakan radiasi elektromagnetik (EM) seperti gelombang radio, Radiasi Ultraviolet, X-ray dan Microwaves. Cahaya inframerah merupakan bagian dari spectrum elektromagnetik yang paling banyak ditemui dalam kehidupan sehari-hari, walaupun banyak yang tidak menyadarinya. IR tidak terlihat oleh mata manusia karena termasuk ke dalam invisible light atau cahaya tidak tampak, tapi oang bisa merasakannya sebagai panas(1).

Cahaya Inframerah ditemukan oleh seorang astronom isnggris William Herschel pada tahun 1800. Dalam percobaan untuk mengukur perbedaan suhu antara warna dalam spektrum yang terlihat, ia menempatkan termometer di jalur cahaya di dalam setiap warna spektrum yang terlihat. Dia mengamati kenaikan suhu dari biru menjadi merah, termasuk pengukuran suhu yang lebih hangat persis di luar batas merah spektrum yang terlihat(1).

IR adalah spektrum elektromagnetik yang berada di bawah Visible Spectrum atau sinar tampak yang mempunyai panjang gelombang antara 780-10000nm. IR diklasifikasikan menjadi tiga berdasarkan panjang gelombangnya sebagai berikut :

  1. IR-A atau Near Infrared (780 s/d 1400nm)
  2. IR-B atau Far Infrared (1400 s/d 3000nm)
  3. IR-C (3000 s/d 10000nm) gelombang ini tidak sampai ke permukaan bumi karena terserap oleh atmosfer bumi, namun sumber yang tidak alami bisa menyebabkan kerusakan yang signifikan (2)

 

DAMPAK RADIASI INFRA MERAH TERHADAP MATA

Kebanyakan dari kita menikmati efek pemanasan dari IR yang berasal dari matahari, sumber dari industri yang menggunakan tungku bertemperatur tinggi seperti industry baja dan gelas. Lampu pijar dan pemanas elektrik juga memancarkan IR. Ketika radiasi IR terpapar ke jaringan tubuh, secara signifikan merubah susunan materi selular jaringan tersebut. IR juga dapat terserap oleh jaringan okuler mata, seperti kornea menyerap hampir semua radiasi dengan panjang gelombang lebih dari 3000nm (IR-C) dan panjang gelombang di atas 1400nm IR C. lensa kristaline menyerap radiasi antara 900nm sampai 1400nm (IR A) dan retina menyerap radiasi IR dengan panjang gelombang kurang dari 1400nm (IR A)(2).

  1. Kornea

Kornea metransmisikan 96% IR dengan panjang gelombang antara 700nm – 1400nm, sementara untuk IR dengan panjang gelombang yang lebih dari itu akan diserap oleh kornea. Efek paparan radiasi yang terserap oleh kornea akan mengakibatkan koagulasi protein pada lapisan depan dan tengah seperti ephitelium dan stroma. Jika paparan radiasi terserap sampai lapisan endhotel akan menyebabkan kerusakan yang lebih besar dikarenakan efek pemanasan dan dikarenakan sel-sel pada endhotel tidak bisa beregenerasi ketika rusak. Kerusakan karena Paparan IR dengan dosis yang tinggi dapat menimbulkan rasa sakit dan Vaskularisasi. Yang pada akhirnya terjadi kornea kehillangan transparansi dan opasitas. Respon kornea terhadap luka bakar yang diakibatkan pemanasan radiasi sinar IR menyebkan terjadinya ulkus seperti yang terlihat pada kulit yang terpapar IR. (2)

  1. Iris

Iris menyerap IR 53% sampai dengan 98% dengan panjang gelombang 750 – 900nm, tapi jumlah penyerapan dan tingkat kerusakan dipengaruhi oleh tingkat pigmentasi iris. Secara keseluruhan iris sensitif terhadap IR. Paparan IR dengan Panjang gelombang sekitar 900nm dapat menyebabkan Aqueous Flare karena bocornya protein dari pembuluh darah menuju bilik mata depan yang disebabkan peradangan (2)

  1. Lensa

Katarak sudah sejak lama ditenggarai sebagai akibat jangka panjang dari paparan IR di lingkungan kerja yang memancarkan IR (dilaporkan pertama kali oleh Mayerhofer di german 1886). Sebagian besar lensa kristalin meneruskan sinar IR dengan panjang gelombang lebih dari 1400nm, sementara sebagian kecil terjadi penyerapan oleh lensa kristalin terhadap IR dengan panjang gelombang diatas 900nm(3). Paparan IR terhadap lensa kristalin mengakibatkan perubahan berat molekul disertai perubahan struktut protein(4).

  1. Retina

Setiap sinar infra merah yang ditransmisikan oleh media okuler menuju retina diserap oleh pigmen ephitelium retina. Cedera pada lapisan syaraf terjadi melalui pemanasan yang tidak langsung. Dampak dari radiasi sinar infra merah terhadap lapisan retina adalah terjadinya kenaikan temperatur. Secara umum kenaikan suhu lebih dari 10 diatas suhu tubuh akan mengakibatkan kerusakan permanen karena panas(2).

STRUKTUR MATA TIPE KERUSAKAN
Kornea Transparansi kornea hilang, Opasitas, adanya debris
Aqueous Flare
Iris Pembengkakan, Sel mati, Miosis, Hyperemia/Peradangan
Lens Anterior opasitas, Katarak
Vitreous Berkabut
Retina Pembengkakan, Luka bakar, Depigmentasi

Tipe kerusakan jaringan mata karena paparan radiasi infra merah

 

BATAS PAPARAN IR

Menurut International Commission of Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) radiasi IR membawa resiko pada mata manusia dalam kondisi tertentu(3). Tingkat paparan radiasi IR merupakan parameter penting untuk mengevaluasi kerusakan thermal dan berhubungan langsung dengan sumber radiasi. Hal ini dihitung sebagai daya radiasi yang meliputi area fokus retina dan biasanya dinyatakan dalam Wcm(3). Berdasarkan  kebijakan international Electrotechnical commission (IEC) alat-alat elektronik yang menggunakan IR-LED,penggunaan IR tidak boleh melebihi Batasan paparan IR yang dapat merusak  jaringan kornea adalah dengan panjang gelombang lebih dari 780nm sampai dengan 3000nm dengan waktu paparan radiasi ≤ 1000 detik dengan batas tingkat paparan sinar IR 10 mWcm-2 untuk lama paparan > 1000 detik dan  1.8 t-3/4 Wcm-2 untuk waktu paparan yang lebih singkat.(3).

SUMBER-SUMBER RADIASI INFRAMERAH

Menurut University of Tennessee semua yang mempunyai temperature suhu diatas minus 2680 celcius memancarkan radiasi inframerah. Setengah dari total energy Matahari dikeluarkan sebagai radiasi inframerah dan sebagiannya lagi merupakan Visible  Light atau cahaya tampak yang diserap oleh permukaan bumi dan dipancarkan kembali sebagai radiasi Inframerah

Menurut Environment Protection Agency (EPA) lampu pijar hanya mengkoversikan 10% energy listrik yang masuk menjadi cahaya tampak, sisanya 90% diubah menjadi radiasi inframerah. Peralatan rumah tangga yang menggunakan heat lamp ataupun pemanggang electric menggunakan radiasi IR untuk menghantarkan panas. Remote control pada TV menggunakan gelombang IR untuk mengubah chanel TV(1).

Paparan IR-A yang melebihi batas dapat menyebakan kerusakan pada kornea dan lensa. IR-LED banyak digunakan dalam Consumer Product dan menghasilkan radiasi dalam tingkat yang rendah sehingga tidak menimbulkan ancaman bagi mata manusia. Namun dalam kondisi dan operasional tertentu dapat memproduksi radiasi IR yang melebihi batas paparan radiasi yang disarankan oleh IEC(5).

Selain berasal dari industry dan alat-alat elektronik yang memamfaatkan infra merah, paparan radiasi infra merah berasal dari matahari. Energy yang berasal dari matahari yang mencapai permukaan bumi di serap dan di paparkan ulang sebagai radiasi infra merah.

 

RADIASI INFRA MERAH DAN EFEK RUMAH KACA

Source: Intergovernmental Panel on Climate Change

Gambar di atas menggambarkan bagaimana gas rumah kaca menjaga Bumi tetap hangat. Energi dari sinar matahari ditunjukkan di sebelah kiri di mana menunjukan bagian energi radiasi dari sinar matahari menembus atmosfer, diserap, dan menghangatkan permukaan bumi. Energi yang hilang oleh Bumi ditunjukkan di sebelah kanan dimana radiasi IR yang dipancarkan (dilepas) oleh permukaan Bumi. Panah merah lurus yang melewati permukaan melalui atmosfer merupakan radiasi IR yang dipancarkan yang masuk ke angkasa melalui atmosfer tanpa perubahan. Sisa radiasi IR diserap oleh gas rumah kaca dan awan di atmosfer lalu dipancarkan kembali ke segala arah seperti yang ditunjukkan oleh panah oranye.

Kemampuan menyerap dan memancarkan kembali radiasi IR ini merupakan syarat penting bagi gas rumah kaca. Beberapa energi yang dipancarkan kembali tetap berada di dalam atmosfer atau kembali ke permukaan dan menghangatkan atmosfer dan permukaan yang lebih rendah. Hasil dari proses penyerapan emisi gas rumah kaca ini adalah berkurangnya energi yang meninggalkan atmosfir daripada yang dipancarkan oleh Bumi di bawahnya. Tapi agar berada dalam keseimbangan, jumlah energi yang masuk ke ruang angkasa harus setara dengan jumlah yang akan dipancarkan oleh permukaan. Peningkatan jumlah aktivitas gas rumah kaca yang dilakukan manusia menambah atmosfer dan telah mengganggu keseimbangan yang telah ada sejak akhir zaman es terakhir. Menambahkan lebih banyak gas rumah kaca menurunkan jumlah energi radiasi IR yang meninggalkan atmosfer(6).

Molekul karbon dioksida (CO2) dapat menyerap energi dari radiasi inframerah (IR). Kemampuan untuk menyerap dan memancarkan kembali energi inframerah inilah yang membuat CO2 menjadi gas rumah kaca yang terperangkap panas(8). Hal ini meningkatkan suhu bumi sebesar 33ºC ke permukaan rata-rata saat ini 15ºC. Proses pemanasan tambahan ini disebut “efek rumah kaca”(7).

Dengan meningkatnya kadar CO2 di atmosfer bumi menyebakan menghangatnya suhu permukaan bumi. Seiring adanya pembakaran bahan bakar minyak, batu bara serta bahan bakar organik lainnya yang melampaui kemampuan tumbuhan-tumbuhan maupun laut untuk menyerapnya. Hal inilah yang akhirnya mengakibatkan adanya efek rumah kaca(7). Semakin tinggi gas yang dihasilkan dari efek rumah kaca maka semakin tinggi juga radiasi infra merah yang dipancarkan ulang dari radiasi sinar matahari(6).
Gas rumah kaca dan efek rumah kaca memainkan peran penting dalam iklim bumi. Tanpa gas rumah kaca, planet kita akan menjadi bola beku es. Namun, dalam beberapa tahun terakhir, seperti pada gambar 3 kelebihan emisi karbon dioksida dan gas rumah kaca lainnya dari aktivitas manusia (kebanyakan membakar bahan bakar fosil) telah mulai menghangatkan iklim bumi pada tingkat yang bermasalah(8).

KESIMPULAN

Paparan IR dalam jumlah yang cukup bisa menimbulkan dampak kerusakan pada jaringan okuler mata manusia. Dengan banyaknya alat-alat elektronik yang memamfaatkan teknologi IR maupun efek gas rumah kaca yang semakin tinggi. seperti yang ditunjukan pada gambar 3 dimana peningkatan CO2 diproyeksikan akan meningkat secara signifikan pada tahun 2000 sampai dengan 100 tahun yang akan datang sehingga akan meningkatkan radiasi IR dalam jumlah yang dapat membahayakan kesehatan manusia khususnya mata manusia. Kebutuhan akan perlindungan mata terhadap radiasi IR yang semakin meningkat tentunya menjadi penting agar mata terhindarkan dari dampak kerusakan paparan radiasi IR.

(SN / RR)

REFERENSI
  1. Lucas, J. (2015). What is infrared?. Di download dari https://www.livescience.com/50260-infrared-radiation.html pada 22 Juni 2017
  2. Voke, J. (1999) Radiation effects on the eye, part 1: infrared radiation effects on ocular tissue. Optom Today 9, 22-28. (di sadur dari saunaspace.com/ep-content/uploads/2015/03/radiation-effects-on-the-eye.pdf pada 21 Juni 2017)
  3. Kourkoumelis, N. and Tzaphlidou, M. (2011) Eye safety related to near infrared radiation exposure to biometric devices. TheScientificWorldJOURNAL 11, 520-528. DOI 10.1100/tsw.2011.52. (di sadur dari hindawi.com/journals/tswj/2011/902610.pdf pada 21 Juni 2017)
  4. Aly EM, Mohamed ES. Effect of infrared radiation on the lens. Indian J Ophthalmol 2011;59:97-101 (di sadur dari http://www.ijo.in/text.asp?2011/59/2/97/77010 pada 21 Juni 2017)
  5. International Electrotechnical Commission. IEC-62471: Photobiological safety of lamps and lamp systems. s.l.: IEC, 2006. Annex A. CEI/IEC-62471:2006. (di sadur dari intersil.com/content/dam/intersil/documents pada 21 Juni 2017)
  6. American Chemical Society. What is the greenhouse effect?. di sadur dari https://www.acs.org/content/acs/en/climatescience/climatesciencenarratives/what-is-the-greenhouse-effect.html pada 11 Juli 2017
  7. Climate change and human health - risks and responses. Summary. WHO, 2003, ISBN 9241590815 (di sadur dari http://www.who.int/globalchange/summary/en/index1.html pada 22 Juni 2017)
  8. UCAR Center for Science Education (2012). Carbon dioxide absorbs and re-emits infrared radiation. Di sadur dari https://.Scied.ucar.edu/carbon-dioxide-absorbs-and-re-emits-infrared-radiation pada 7 juli 2017
Open chat
Hello 👋