Gafas de sol

Antecedentes

Las gafas de sol son gafas diseñadas para ayudar a proteger los ojos de la luz solar excesiva. Los ojos son extremadamente sensibles a la luz y pueden dañarse fácilmente por la sobreexposición a la radiación en los espectros visibles y no visibles. La luz solar brillante puede ser simplemente una molestia que distrae, pero la exposición prolongada puede causar dolor, dolores de cabeza o incluso daño permanente al cristalino, la retina y la córnea. Los efectos a corto plazo de la sobreexposición al sol incluyen una reducción temporal de la visión, conocida como ceguera de la nieve o destello del soldador. Los efectos a largo plazo incluyen cataratas y pérdida de la visión nocturna. En ambos casos, el daño es causado por la luz ultravioleta (UV), que literalmente quema la superficie de la córnea.

Las gafas de sol se inventaron originalmente para reducir el deslumbramiento que distrae y permitir una visualización más cómoda con luz brillante. Las primeras gafas de sol eran simplemente cristales tintados o lentes de plástico que estaban destinados principalmente a reducir el brillo. Se consideró que las lentes más oscuras eran mejores porque filtraban más luz. A medida que evolucionó nuestra comprensión de la naturaleza dañina de la luz solar, se reconoció la necesidad de una mejor protección ocular y se desarrolló tecnología para ayudar a que las gafas de sol protejan mejor los rayos dañinos del sol, especialmente los rayos ultravioleta. Desde modelos económicos con lentes y monturas de plástico hasta costosas marcas de diseñadores con lentes de vidrio esmerilado y monturas hechas a medida, las gafas de sol están disponibles en una asombrosa variedad de estilos y precios. Desafortunadamente, no hay forma de saber por el color o la oscuridad de la lente qué tan bien filtrará la luz ultravioleta. Del mismo modo, existe poca relación entre el precio de las gafas y su capacidad para bloquear la luz ultravioleta.

Materias primas

Las gafas de sol consisten en un par de lentes que filtran la luz y un marco para mantenerlas en su lugar. La gran mayoría de las lentes están hechas de plástico coloreado, como el policarbonato. Sin embargo, el vidrio todavía se utiliza para marcas de alta calidad. Los lentes de la más alta calidad son ópticamente precisos y no distorsionan formas ni líneas. Estas lentes, como las lentes de las cámaras, están hechas de vidrio óptico pulido y pulido sin distorsión. El vidrio de borosilicato utilizado en estas lentes es resistente a los arañazos y se hace resistente a los impactos templando con varios tratamientos químicos.

Se agregan tintes orgánicos solubles y pigmentos de óxido metálico al material de la lente para absorber o reflejar la luz de ciertas frecuencias. Sin embargo, estos aditivos no deben distorsionar excesivamente los colores; por ejemplo, los lentes con mal color pueden dificultar el discernimiento del color correcto de los semáforos. Los lentes grises producen la menor distorsión para la mayoría de las personas, aunque el ámbar y el marrón también son buenos. El azul y el violeta tienden a distorsionar demasiado el color. Los aditivos también deben bloquear al menos parte de la luz azul que forma parte de los rayos ultravioleta de baja frecuencia. La pantalla marrón o ámbar elimina mejor la luz azul, pero a costa de cierta distorsión del color. Varios recubrimientos químicos que se agregan a la lente pueden mejorar la visualización al reducir la reflexión o filtrar la luz polarizada.

Los marcos de las gafas de sol están hechos de metal o plástico. Los marcos de metal, particularmente los costosos, a menudo están hechos de mezclas de níquel y otros metales como la plata. Estos armazones tienen características diseñadas con precisión, como almohadillas para la nariz esculpidas y reforzadas, bisagras duraderas con tornillos autobloqueantes y patillas flexibles. Fabricantes de lujo use combinaciones de níquel, plata, acero inoxidable, grafito y nailon en sus diseños de vanguardia.

Diseño

Hay dos elementos clave a considerar con respecto al diseño, la moda y la función de las gafas de sol. En las últimas décadas, las gafas de sol se han convertido en un artículo de alta costura y el proceso de diseño actual refleja este estado. Los diseñadores de ropa de lujo, los vendedores de fragancias y los vendedores de artículos deportivos diseñan gafas de sol a medida para promover su propia imagen específica. En general, estos cambios de diseño no son funcionales; están destinados a aumentar el atractivo de la moda de las gafas. Monturas estilizadas, lentes de formas únicas y logotipos en relieve son parte de esta mística del diseñador. Si bien algunos diseños se consideran "clásicos" y atemporales, otros deben actualizarse continuamente para satisfacer los gustos en constante cambio del público. El mercado de las gafas de sol para niños es otra área que requiere un rediseño frecuente, ya que el estilo de las gafas cambia de una temporada a otra en función de los vínculos de comercialización con dibujos animados populares u otros personajes.

Desde un punto de vista funcional, las gafas de sol están diseñadas específicamente para una variedad de actividades al aire libre. Los entusiastas del deporte tienen requisitos específicos que se reflejan en el diseño de las gafas de sol. Por ejemplo, las gafas de sol diseñadas para tiradores de trampas están diseñadas para proporcionar el máximo contraste para permitir una mejor visualización de sus objetivos de paloma de arcilla. Por otro lado, las gafas de sol para esquiadores están diseñadas para contrarrestar la luz reflejada en superficies nevadas. Las lentes de este tipo se conocen como bloqueadores de azul, porque filtran los rayos violeta, azul y algunos rayos ultravioleta. Los pescadores y los navegantes tienen sus propias necesidades especiales que también deben abordarse. Hoy en día existen gafas de sol diseñadas a medida para estas actividades y muchas más.

Las gafas de sol pueden proteger los ojos de varias formas. Los anteojos pueden absorber o reflejar ciertas frecuencias de luz, ya que ambos reducen la cantidad de luz que entra en los ojos. Los tipos absorbentes utilizan varias sustancias que se agregan al material de la lente para absorber selectivamente la luz de frecuencias específicas. Este rango de frecuencias se puede controlar cambiando la mezcla de aditivos colorantes. La fuerza de la absorción se controla ajustando la cantidad de aditivo. Las lentes reflectantes tienen recubrimientos antirreflectantes multicapa, que consisten principalmente en partículas metálicas. Estos revestimientos metálicos reflejan igualmente bien todos los colores de la luz y la radiación ultravioleta. Hay tipos reflectantes con revestimientos no metálicos, que crean un efecto de coloración. Variando el tipo y la cantidad de aditivo colorante o revestimiento, se puede producir una gran variedad de lentes. El color de la lente terminada indica qué parte del espectro visible se está transmitiendo. Por ejemplo, si las lentes son de color amarillento oscuro, absorben violeta, azul y probablemente algunos rayos ultravioleta.

Un tipo especial de lente absorbente filtra la luz polarizada. La luz en realidad consta de dos ondas, una que se propaga en el plano horizontal y otra en el plano vertical. Cuando la luz rebota en una superficie plana, como nieve, carreteras u objetos metálicos brillantes, el componente horizontal se ve como un resplandor. Las lentes polarizadas se fabrican con un filtro óptico especial que absorbe el componente horizontal de la luz y transmite solo el componente vertical. Como resultado, se elimina la luz reflejada brillante y se reduce la fatiga visual. Sin embargo, los lentes polarizados no bloquean la luz ultravioleta, por lo que requieren recubrimientos o agentes colorantes adicionales para brindar una protección ocular completa.

Otro tipo de lente, la lente fotocromática, contiene sales de plata como las que se utilizan en las películas fotográficas. Estas lentillas oscurecen el exterior y aclaran el interior. De esta manera, las lentes cambian de color en respuesta a la exposición a los rayos UV. Sin embargo, el rango de cambio de color de las lentes no es lo suficientemente amplio como para ser efectivo contra la mayoría de las frecuencias de luz y, aunque se usan ampliamente, los optometristas no aceptan universalmente las lentes fotocromáticas.

El
proceso de fabricación

Lentes

• 1 Se puede agregar colorante a las lentes de dos formas principales, ya sea agregando color al material de la lente fundida antes de que se forme la lente, o aplicando una capa posterior química a la lente terminada para lograr el tono deseado. En el primer método, los aditivos colorantes se incorporan a la lente mientras el plástico o el vidrio están a altas temperaturas y aún licuados. Se agregan tintes orgánicos solubles o pigmentos de óxido metálico al plástico. El óxido metálico o las partículas metálicas se incorporan al vidrio.
• 2 Una vez que se han mezclado los aditivos apropiados, el plástico o vidrio fundido se moldea en la forma de lente general, o "disco". Los lentes económicos son discos simples que se colocan en marcos. Los lentes costosos se preparan de una manera similar al método por el cual se fabrican los lentes recetados. Primero se coloca el disco de lente apropiado en un lensómetro, un instrumento que se usa para encontrar el centro óptico del blanco.
• 3 A continuación, se coloca la lente en un generador de curvas, que muele la parte posterior de la lente de acuerdo con la prescripción del paciente. Luego, una amoladora de bordes muele el borde exterior a su forma adecuada y coloca un bisel en el borde, lo que permite que la lente se ajuste correctamente a los marcos.
• 4 Lentes ahora pueden estar recubiertas con un material antirreflectante. El método de posrecubrimiento produce lentes que tienen un recubrimiento más uniforme independientemente de la configuración de la lente. También permite quitar el recubrimiento y volver a recubrirlo después de fabricar la lente. Dicho revestimiento se puede aplicar mediante un método de revestimiento al vacío, utilizado para depositar una capa antirreflectante sobre la superficie de la lente para reducir los reflejos internos. Esta capa azulada tenue también se usa comúnmente en lentes de cámaras y binoculares.

Marcos

• 5 Las lentes terminadas ahora están listas para montarse en marcos de anteojos. Los marcos están construidos para mantener las lentes en su lugar usando un diseño de montaje de tensión o de montaje de tornillo. El montaje a tensión se usa típicamente en marcos de plástico. En este tipo de montura, las dimensiones de la abertura de la lente en la superficie frontal de la montura son algo más pequeñas que la propia lente. De esta manera, las lentes se pueden presionar en sus respectivas aberturas a través del borde delantero del marco sin caerse de su borde trasero. Se forma una ranura en la periferia de cada una de las aberturas, y estas se acoplan con un reborde formado en la periferia de las respectivas lentes izquierda y derecha. El material de la montura de plástico permite un estiramiento o alargamiento suficiente para permitir que las lentes encajen en estas ranuras.
• 6 Las monturas de metal usan un diseño de montaje de tornillo porque el metal tiende a deformarse fácilmente y no puede sostener las lentes también. La estructura metálica de los marcos tiene secciones delgadas extruidas que se doblan en las formas deseadas. La estructura de la montura que rodea las aberturas de la lente forma un bucle abierto en el que se inserta la lente. Una vez que se inserta la lente, el lazo se cierra colocando un tornillo en los dos extremos abiertos.

Control de calidad

Más allá de las regulaciones que garantizan que el vidrio y el plástico utilizados en las lentes sean irrompibles, existe poca regulación gubernamental sobre las gafas de sol. El etiquetado de las tasas de absorbancia de ambos tipos de luz ultravioleta, UVA y UVB, es voluntario, pero el Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI) ha establecido pautas de transmitancia para lentes de uso general y especiales. De acuerdo con estos estándares, los lentes cosméticos de uso general deben bloquear el 70% de los rayos UVB, los de uso general deben bloquear el 95% de los rayos UVB y la mayoría de la luz UVA. El propósito especial debe bloquear el 99% de los rayos UVB.

En gran medida, el grado de control de calidad impuesto a la fabricación de gafas de sol depende del tipo de gafas de sol. Los modelos de plástico económicos tienen poca preocupación por la perfección óptica; pueden contener defectos que distorsionarán la visión del usuario. Por otro lado, las costosas lentes de vidrio se esfuerzan por lograr una alta calidad óptica y se controlan en consecuencia. Hay una variedad de métodos instrumentales que se utilizan para evaluar la distorsión de la lente terminada, pero una prueba simple es simplemente sostener las gafas con los brazos extendidos y mirar una línea recta en la distancia. Mueva lentamente las lentes a lo largo de la línea. Si la lente hace que la línea se balancee o se doble, las lentes son ópticamente imperfectas. Para obtener mejores resultados, mire a través de los bordes exteriores de la lente y del centro.

Subproductos / Residuos

No existen subproductos particulares resultantes de la fabricación de gafas de sol. Los materiales de desecho incluyen plástico, vidrio y desechos metálicos de pulir las lentes y hacer los marcos.

El futuro

Los procesos de fabricación de gafas de sol se han vuelto cada vez más sofisticados en respuesta a la mayor demanda de gafas elegantes y de alta calidad. Continúan desarrollándose nuevos recubrimientos y colorantes que brindan una mejor protección contra la radiación UV. Se siguen realizando mejoras en la forma en que se fabrican los marcos. Por ejemplo, la patente de Estados Unidos 5.583.199 describe una nueva forma de fabricar marcos a partir de una sola pieza de metal. Se desarrollarán nuevos tipos de gafas de protección solar de alto rendimiento a medida que se realicen avances en los campos de la óptica, la química de superficies, la metalurgia y otros.