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SCADERNOS DE ÓPTICA OFTÁLMICA

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Copyright © 2010 ESSILOR ACADEMY EUROPE, 13 rue Moreau, 75012 Paris, France - All rights reserved – Do not copy or distribute.

ISBN 979-10-90678-27-9

AuthorDominique Meslin

Essilor Academy Europe

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Índice

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Introdução p.5

Espessura e LevezaEspessura p.61) Efeito do índice de refracção do material 2) Efeito da asferização das superfícies 3) Efeito da espessura de surfaçage

Leveza p.8

Materiais Orgânicos e Minerais

Materiais Orgânicos p.91) Materiais orgânicos de índice corrente 2) Materiais orgânicos de médio índice 3) Materiais orgânicos de alto índice e muito alto índice

Materiais Minerais p.14

1) Materiais minerais standard 2) Materiais minerais de alto índice

Suplemento: Princípios da fabricação de lentes orgânicas e minerais p.15

Transparência e DurabilidadeCor Aparente do Material p.20

Cromatismo do Material p.211) Cromatismo nas lentes oftálmicas p.212) Efeitos do cromatismo na visão p.22

Tratamento de protecção aos riscos p.231) Princípios do tratamento de protecção aos riscos p.242) Aplicação dos tratamentos de protecção aos riscos p.25

Suplemento : Caracterização da abrasão-riscos, historial dos tratamentos de protecção aos riscos, medição e controlo da eficácia anti-abrasão p.26

Tratamento Anti-Reflexos 1) Diferentes tipos de reflexão da luz e respectivos efeitos p.28

Suplemento : Benefícios visuais dos tratamentos anti-reflexos p.30

2) Princípios do tratamento anti-reflexos p.323) Caracterização e resultados dos tratamentos anti-reflexos p.33

Suplemento : O sistema colorimétrico L*, a*, b*; franjas de interferência na superfície das lentes orgânicas de alto índice p.34

4) Aplicação dos tratamentos anti-reflexos p.36

Tratamentos Anti-Sujidade e Anti-Poeira 1) Tratamento anti-sujidade p.372) Tratamento anti-poeira p.38

Suplemento : Tecnologia de fabrico dos tratamentos anti-reflexos, anti-sujidade e anti-poeira p.39

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Índice

4 Estética e ModaCurvaturas p.62

Colorações p.63

Reflexos p.63

Conclusão p.64

Anexo : Memorando acerca da natureza e estrutura da matéria p.65

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3 Resistência e ProtecçãoResistência aos Choques

1) Mecanismo de ruptura p.422) Normas de resistência aos choques p.43

Protecção contra a Luz

1) Necessidade de protecção dos olhos contra as radiações solares p.45 2) Lentes filtrantes em geral p.46

Suplemento : Caracterização da Transmissão de uma lente oftálmica p.48

3) Lentes filtrantes de cor fixa p.50a) Lentes solares b) Lentes filtrantes dos UV e da luz azulc) Lentes polarizadoras d) Filtros especiais

Suplemento : Tecnologia de fabrico das lentes filtrantes com transmissão fixa p.54

4) Lentes filtrantes de cor variável p.56a) Princípio geral do fotocromatismob) Fotocromatismo de lentes orgânicas

Suplemento : Caracterização das propriedades das lentes fotocromáticas p.58

b) Fotocromatismo de lentes orgânicas c) Fotocromatismo de lentes minerais

Suplemento : Tecnologia de fabrico das lentes filtrantes com transmissão variável p.61

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Os materiais e os tratamentos são os elementos constituintes fundamentais das lentes oftálmicas: asseguram a correcçãoóptica e proporcionam conforto visual. Mais precisamente, os materiais em combinação com a geometria das superfíciescriam a função óptica da lente, e os tratamentos contribuem para o conforto visual por conferirem às lentes múltiplaspropriedades. Em conjunto, visam tornar as lentes correctoras quase imperceptíveis para os portadores.

Nas últimas décadas, quer os materiais quer os tratamentos sofreram profundas evoluções: os materiais orgânicos substituíram os minerais, os tratamentos de protecção aos riscos e anti-reflexos generalizaram-se, e surgiram novos ma-teriais e tratamentos.

Actualmente, as lentes oftálmicas têm uma estrutura muito complexa, pois resultam da sobreposição de um material ede uma série de tratamentos, cada um dos quais correspondendo a uma necessidade específica: espessura mínima,leveza, transparência, durabilidade, resistência, protecção, estética… Assim, uma lente oftálmica pode integrar cerca devinte camadas muito finas depositadas nas suas faces, convexa e côncava (Figura 1).

Materiais e tratamentos formam um todo indissociável: o material tem como função essencial assegurar a correcção óptica, mas serve também de suporte aos diversos tratamentos. O estudo dos materiais é portanto inseparável do estudodos tratamentos e, inversamente, os tratamentos não podem ser estudados independentemente dos materiais aos quaisse associam. Por isso, «Materiais & Tratamentos» foram aqui reunidos num único caderno.

Com o objectivo de fornecer uma síntese estruturada, todas as noções apresentadas neste caderno são primeiro abordadas do ponto de vista das necessidades do portador de lentes e os elementos técnicos são depois consideradoscomo respostas a tais necessidades. Assim, este caderno apresenta quatro partes:I) Espessura e LevezaII) Transparência e DurabilidadeIII) Resistência e ProtecçãoIV) Estética e ModaEm cada um destes pontos, descrevem-se primeiro as necessidades e expectativas dos portadores, e depois apresen-tam-se as técnicas de concepção e fabrico aplicadas.

Este volume «Materiais & Tratamentos» da colecção dos «Cadernos de Óptica Oftálmica» tem por objectivo apresentarde forma sintética as noções essenciais de composição e concepção interna das lentes. Constitui um convite para umaviagem aliciante à essência das lentes oftálmicas.

Introdução

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Figura 1: Estrutura de uma lente oftálmica.

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Anti-sujidade

Anti-reflexos

Protecção aos riscos

Anti-choque

Material

Coloração(opcional)


1.Espessura e Leveza

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Desde o início da existência de lentes oftálmicas, os fabricantes tentaram incessantemente tornar as lentes sempre mais finas e mais levespara corresponder às expectativas dos portadores. Assim, os índices de refracção dos materiais tornaram-se mais elevados, as superfíciesdas lentes foram asferizadas, a surfaçage das lentes visou sempre a espessura mínima e, sobretudo, os pesados materiais minerais foramsubstituídos por materiais orgânicos muito leves.Efectivamente, para produzir lentes simultaneamente estéticas, porque finas, e confortáveis, porque leves, é necessário combinar muitosparâmetros. Examinemos em detalhe os que reduzem a espessura e depois os que conferem leveza.

A EspessuraA espessura de uma lente resulta da combinação de 3 factores: índice de refracção do material, asferização dassuperfícies e espessura de surfaçage.

1. Efeito do índice de refracção do material É o principal factor de redução da espessura de uma lente. Parauma dada potência, quanto mais elevado o índice de refracçãodo material, mais fina é a lente. Mais precisamente, quanto maisalto o índice, maior a capacidade do material para desviar osraios luminosos, menor a curvatura necessária da face convexa eda face côncava para produzir uma dada potência óptica e, porconsequência, mais fina e plana é a lente.

Índice de refracção – definição Caracteriza a velocidade de propagação da luz num meiotransparente relativamente à velocidade de propagação desta novácuo. Traduz, pois, a medida da capacidade de refracção dum meiotransparente, ou seja, da capacidade de desvio da luz no limite daseparação entre dois meios (dioptria). Portanto, fornece umaavaliação da capacidade do material para produzir um efeito óptico.O índice de refracção de um meio transparente é a razão

n = c / vda velocidade de propagação da luz no vácuo (c) e da velocidadede propagação da luz nesse meio (v). Este índice é um número abstracto, sempre superior a 1, quequantifica o poder de refracção do meio: quanto mais elevadoo índice de refracção, maior o desvio de um feixe luminoso aopassar do ar para esse meio.Os índices de refracção dos materiais utilizados em ópticaoftálmica variam entre 1.5, no caso de materiais maistradicionais, e 1.76 (matéria orgânica) ou 1.9 (matéria mineral),no caso dos materiais mais recentes (ver quadro de materiais).

2. Efeito da asferização das superfícies A asferização das superfícies é um factor indirecto de reduçãoda espessura: permite produzir lentes mais planas econsequentemente mais finas. Mais precisamente, a asferizaçãopermite utilizar bases – ou curvaturas da face convexa – maisplanas, sem alteração das qualidades ópticas da lente.No caso das lentes convexas, a flecha da face convexa (ou seja, a sua «altura») torna-se assim menor e a espessura nocentro da lente pode ser ligeiramente reduzida por aproximaçãoda face côncava; além disso, o «achatamento» global da lentereforça a impressão de redução da espessura. No caso daslentes côncavas, naturalmente planas, o efeito da asferização naespessura é menor mas ainda significativo.Esta asferização «óptica» não deve ser confundida com aasferização «geométrica», espécie de «abatimento» periférico porvezes efectuado nos bordos das lentes de forte potência e quedepende mais da geometria do que da óptica…

3. Efeito da espessura de surfaçageUm factor importante de redução da espessura de uma lente residenas possibilidades de surfaçage. As condicionantes variam consideravelmente em função daspropriedades mecânicas do material – rigidez e solidez: a espessuramínima no centro de uma lente côncava pode variar entre 1,0 mme mais de 2,0 mm, consoante o material e a potência; do mesmomodo, a espessura mínima no bordo de uma lente convexa, no pontomais fino, pode variar entre menos de 0,5 mm e mais de 1,0 mm.

Figura 2a: Efeitos do índice de refracção (1), da asferização (2) e daespessura de surfaçage (3) no caso de uma lente com potência -6.00 D.

diâmetro 65 mm, a utilização de um material de índice 1.6, emvez de um material de índice 1.5, permite reduzir a espessurano bordo em 1,5 mm (7,5 mm versus 9,0 mm), com umaespessura no centro idêntica. A asferização acrescenta umaredução complementar de 0,4 mm e torna a lente ligeiramentemais plana. A surfaçage para espessura mínima permite ganharainda 0,8 mm (1,2 mm versus 2,0 mm). Globalmente, a reduçãode espessura é de 2,7 mm (6,3 mm versus 9,0 mm), ou seja, de30%.

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1) Efeito do índice de refracção

2) Efeito da asferização

3) Efeito da espessura de surfaçage


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Figura 2b: Efeitos do índice de refracção (1), da asferização (2) e da espessura de surfaçage (3) no caso de uma lente com potência +4.00 D.

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Utilizando um material de índice de refracção ainda mais elevadoe superfícies asferizadas, é evidente que a redução de espessuraserá ainda mais significativa: com um índice 1.74, e em relação aum índice 1.5, a redução será de 3,8 mm (5,2 mm versus 9,0 mm)no caso da lente de -6.00 D, e de 2,7 mm (2,7 mm versus 5,4 mm)no caso de +4.00 D, ou seja, uma redução de cerca de 50%. Alémdisso, uma selecção criteriosa da armação e a pré-calibragem(precal) das lentes permitem também reduzir a espessura.

Identicamente, a redução da espessura no centro de uma lentecom uma potência de +4.00 D e diâmetro 65 mm, obtidadevido ao material de índice 1.6, é de 0,6 mm; a redução complementar resultante da asferização é de 0,2 mme é acompanhada de uma significativa diminuição da curvaturada lente; finalmente, a surfaçage visando espessura mínima reduzmais 0,5 mm. No total, a redução de espessura é de 1,3 mm(4,1 mm versus 5,4 mm), ou seja, cerca de 25%.

Por outro lado, a espessura da lente varia também em funçãodo tipo de montagem a efectuar:

- para montagem em armação com aro completo, éaconselhável uma espessura mínima no bordo de 0,8 mm porcausa da biselagem da lente;

- para uma montagem tipo «Nylor», a espessura mínima nobordo necessária à ranhuragem da lente é de 1,6 mm no casoda utilização de fio de nylon e de 2,2 mm para fio de metal;

- para montagem mediante perfuração, a espessura mínimarequerida nos pontos a perfurar é de 1,5 mm para uma lente empolicarbonato, 1,8 mm para uma lente de alto índice e 2,3 mmpara uma lente em CR39 tradicional. Note-se que estes sãovalores mínimos a respeitar obrigatoriamente, e que geralmenteé aconselhável acrescentar-lhes 0,2 mm ou 0,3 mm.

Por fim, sendo a espessura relevante a das lentes cortadas, a escolhada armação por parte do óptico e a optimização da espessura daslentes por parte do fabricante são importantes. Para obter lentesde espessura mínima, deve optar-se pela armação que minimizar odiâmetro da lente necessário para a centragem, ou seja, a armaçãodeve ser pequena, de formato arredondado e com uma cotapróxima do valor da distância pupilar do portador. Por outro lado,as lentes devem ser «pré-calibradas», ou seja, devem ter umaespessura calculada e minimizada em função do formato exacto daarmação e da centragem das lentes: esta técnica é particularmenteeficaz para reduzir a espessura das lentes convexas.

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1) Efeito do índice de refracção

2) Efeito da asferização

3) Efeito da espessura de surfaçage

Resumindo, a espessura de uma lente resulta da combinação devários factores: a utilização de um material de índice elevado permitereduzir a espessura em vários milímetros, o recurso à asferizaçãoorigina menos algumas décimas de milímetro, e a minimização daespessura de surfaçage pode ainda retirar algumas décimas. Nototal, entre uma lente esférica de índice 1.5 e uma lente asférica deíndice 1.74, a espessura é em média reduzida em cerca de 50%.Por outro lado, uma selecção criteriosa da armação e a pré-calibragem das lentes têm efeito cumulativo em relação aos efeitosprecedentes e permitem uma redução suplementar de cerca de ummilímetro. Assim, a técnica e a experiência prática conjugadas dofabricante e do óptico permitem oferecer aos portadores lentes maisfinas e portanto mais estéticas.

Figura 3: Efeito da pré-calibragem na espessura das lentes.


Massa Volúmica e Densidade Relativa de ummaterial – definições:A massa volúmica indica a quantidade de massa por unidade devolume de um material, e define-se como a relação entre massae volume, sendo geralmente expressa em gramas por centímetrocúbico (g/cm³).A densidade relativa de uma substância é a razão da sua massavolúmica e da massa volúmica de outra substância consideradapadrão (a água, no caso dos sólidos e dos líquidos), e exprime-se portanto por um número abstracto. Dado que a massavolúmica da água é de 1 g/cm³, a densidade relativa apresentao mesmo valor numérico da massa volúmica.A massa volúmica (ou a densidade absoluta) fornece umamedida precisa do peso do material, mas permite apenas umaavaliação aproximada do peso da lente. Portanto, não pode serutilizada como único dado para comparar as lentes. Só o pesoda lente cortada, combinação do seu volume exacto e da massavolúmica do material, permite uma comparação precisa epertinente.

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B LevezaA leveza de uma lente resulta da combinação da sua espessurae da leveza do material utilizado no seu fabrico. Maisprecisamente, é a combinação do volume da lente e dadensidade do material que determina o peso da lente.O volume da lente depende da geometria das suas superfícies,do formato e das dimensões do calibre da armação e daespessura necessária para assegurar a robustez da lente epermitir a sua montagem (espessura mínima no centro daslentes côncavas ou no bordo das lentes convexas).A densidade depende da natureza do material e da suacomposição química, e varia consideravelmente: desde 1,1 nocaso dos materiais orgânicos mais leves, até cerca de 4,0 nocaso dos materiais minerais mais pesados (ver quadro demateriais). Em geral, quanto mais elevado o índice de refracçãode um material, maior é a sua densidade, porque o aumentodeste índice resulta da introdução de átomos pesados naestrutura química do material.Portanto, obtêm-se lentes mais leves através de uma melhorcombinação da espessura da lente e da leveza do material, ouseja, por meio da optimização simultânea da espessura (índicede refracção + asferização + surfaçage) e da densidade.

Figura 4: Quadros dos principais materiais.

b) Materiais minerais:

a) Materiais orgânicos:

Tipo DesignaçãoComercial

Índicede Refracção

(ne / nd)

Constringência(ve / vd) Densidade Filtração

UV

Índice Corrente Orma® (Essilor) 1,502 / 1,500 58 / 58 1,32 355 nm

Médio Índice 1,591 / 1,586 31 / 31 1,20 385 nmAirwear® (Essilor)

Médio Índice 1,596 / 1,592 41 / 42 1,31 400 nmOrmix®/(Essilor)

Alto ÍndiceStylis®(Essilor)

Muito Alto Índice

Lineis®(Essilor)

1,665 / 1,660

1,734 / 1,728

32 / 32

33 / 33

1,36 400 nm

400 nm1,47

Tipo DesignaçãoComercial

Índicede Refracção

(ne / nd)

Constringência(ve / vd) Densidade Filtração

UV

Baixo Índice Stigmal 15 (Essilor) 1.525 / 1,523 59 / 59 2,61 330 nm

Médio Índice Stigmal 16 (Essilor) 1,604 / 1,600 41 / 42 2,63 335 nm

Alto Índice Fit 40 (Essilor) 1,705 / 1,701 41 / 42 3,21 335 nm

Muito Alto Índice

Stigmal 18 (Essilor) 1,807 / 1,802 34 / 35 3,65 330 nm

Muito Alto Índice

19 (BBGR) 1,892 / 1,885 30 / 30 3,99 340 nm

Resumindo, são os materiais que combinam um índice derefracção elevado, uma fraca densidade e a possibilidade deespessura reduzida de surfaçage que permitem produzir aslentes mais finas e mais leves. Sob este aspecto, são osmateriais orgânicos de índice elevado, e mais particularmenteo policarbonato, que actualmente oferecem a melhor solução.


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Materiais Orgânicos e MineraisPara que a oferta corresponda sempre melhor à contínua procura de lentes finas e leves, a investigação no campo da química dos materiais tem sidopermanente, permitindo desenvolver a utilização de novas matérias e transformar profundamente, no espaço de apenas algumas décadas, a indústriade óptica oftálmica. Sobretudo, foi possível reduzir em cerca de metade o peso e a espessura das lentes correctoras, para benefício dos portadores.De seguida, indicam-se detalhadamente as características destes materiais.

A Materiais Orgânicos Utilizados na óptica oftálmica desde os anos 60, os materiaisorgânicos (vulgarmente apelidados de «plásticos») conseguiramsuplantar progressivamente os materiais minerais (ou «vidros»),representando actualmente mais de 90% dos materiais usadosna produção de lentes. Além das suas qualidades naturais deleveza e resistência aos choques, as dificuldades iniciais dedesenvolvimento da sua utilização foram sucessivamenteultrapassadas: a sua resistência aos riscos aumentou por meiode vernizes endurecedores, a sua espessura reduziu-se devidoaos materiais com índice de refracção elevado, a fiabilidade dostratamentos anti-reflexos melhorou devido a novas tecnologiasde produção no vácuo, criaram-se versões fotocromáticas portratamento da superfície, etc. Presentemente, tornaram-se nosmateriais de referência da óptica oftálmica.

Os materiais orgânicos são geralmente divididos em doisgrupos:

- Matérias termoendurecidasProdutos cuja transformação química, sob o efeito do calor, geracompostos macro-moleculares tridimensionais duros e rígidos.Estas matérias são constituídas por cadeias molecularesrelativamente curtas e muito reactivas que se ligam quimicamente.Sob o efeito do calor, produz-se uma reacção química, designada«reticulação» ou «cozedura», que cria ligações rígidas entre todasas moléculas presentes, para formar uma rede tridimensional; aestrutura diz-se então «reticulada» e confere ao materialpropriedades especiais de estabilidade química e de resistênciamecânica.A molécula de base ou «monómero» apresenta-se sob a formalíquida e tem a propriedade de poder ser «polimerizada» sob aacção do calor ou dos ultravioletas e/ou de um catalisador. Estareacção de polimerização consiste no encadeamento de moléculasidênticas do monómero. Dá-se assim origem a uma nova molécula,polímero, com natureza, dimensão e propriedades diferentes: amatéria passa do estado de monómero líquido ao de polímerosólido. Esta é uma transformação química e portanto irreversível:após aquecimento e polimerização do monómero, o material torna-se duro, infusível, insolúvel, resistente aos choques e aos produtosquímicos, e dimensionalmente estável.A maior parte dos materiais utilizados em óptica oftálmicapertencem a este grupo das matérias termoendurecidas, a começarpelo CR39®.

- Matérias termoplásticasMatérias formadas pelo agrupamento de longas cadeiasmoleculares lineares ou ligeiramente ramificadas e misturadasmas não ligadas entre si. Só esta aglomeração e forçasintermoleculares fracas dão a estas matérias a aparência desólidas; não existe uma ligação química das cadeias moleculares.A estrutura molecular mais livre confere a estas matériasexcelentes qualidades de resistência aos choques, pois ascadeias moleculares podem deslocar-se umas em relação àsoutras e absorver assim a energia dos choques.

As matérias termoplásticas têm a propriedade de amolecer soba acção do calor e de poder ser moldadas a quente ou porinjecção. Dado que a transformação é mecânica e não química,esta é reversível, o que torna estes materiais recicláveis.Utilizadas em muitas indústrias, as matérias termoplásticas sóforam aplicadas com sucesso no fabrico de lentes oftálmicascom o desenvolvimento do policarbonato.

Certos materiais, mais recentes, combinam as características dasresinas termoendurecidas e das resinas termoplásticas.

Figura 5: Matérias «termoendurecidas» e matérias «termoplásticas».

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1. Materiais orgânicos de índice corrente (1,48 ≤ n<1.5)

CR39®Após várias tentativas infrutíferas de desenvolvimento de lentesem matéria termoplástica (lentes Igard® em PMMA ouPlexiglas®, em 1940) e em matéria termoendurecida (lentesOrma® 500, em 1950), o CR39® (*) revelou ser o materialorgânico de eleição da óptica oftálmica.O dietileno-glicol-bis(alilo-carbonato), conhecido como CR39®, é omaterial de base utilizado no fabrico da maioria das lentes orgânicas.Descoberto durante a 2ª guerra mundial pelos químicos daColumbia Corporation (divisão da empresa americana PPG ouPittsburg Plate Glass), recebeu a designação de Columbia Resin nº39 de uma série de monómeros estudados para a Força Aérea dosEUA. Foi aplicado na produção de lentes correctoras em 1955-60(pela LOR ou Lentilles Ophtalmiques Rationnelles, uma das empresasna origem da Essilor), e permitiu o fabrico das lentes Orma® 1000(de Organic Material, actualmente designadas simplesmenteOrma®), as primeiras lentes oftálmicas simultaneamente leves eresistentes aos choques.O CR39® é uma resina termoendurecida, ou seja, que seapresenta sob a forma de monómero líquido que pode serdepositado em moldes e endurecido (polimerizado) por efeito da temperatura e de um catalisador. O aperfeiçoamento e domínio do seu processo de fabricorequereram muitos anos de investigação científica.Para a óptica oftálmica, o CR39® oferece várias vantagens, naorigem do seu sucesso, em detrimento dos materiais minerais:um índice de refracção de 1.5 (próximo do índice da lentemineral tradicional), uma densidade de 1,32 (cerca de metadeda densidade da matéria mineral), uma constringência de 58-59 (portanto um fraco cromatismo), uma grande resistência aoschoques, uma excelente transparência, múltiplas possibilidadesde coloração e uma diversidade de tratamentos. Apesar depoder ser utilizado nu, o CR39® é sensível aos riscos, sendoaconselhável um tratamento endurecedor das suas superfícies.Além disso, o tratamento anti-reflexos do CR39® apresentadesenvolvimentos técnicos muito avançados (ver Ponto 2 destecaderno). Para os ópticos, o desbaste, o bisel e a montagemdeste material são muito fáceis.

Figura 6: Molécula de CR39®.

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(*) CR39® é uma marca registada da PPG Industries Ohio, Inc.


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Figura 7: Policondensação do policarbonato

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2. Materiais orgânicos de médio índice (1.54 ≤ n<1.64)

Actualmente, os materiais orgânicos de índice elevadoapresentam um grande crescimento. Em relação ao CR39®tradicional, permitem fabricar lentes mais finas e mais leves: deum modo geral, têm densidade ligeiramente inferior (entre 1,20e 1,32), cromatismo mais elevado (constringência entre 31 e42), maior sensibilidade ao calor, e oferecem melhor protecçãocontra os ultravioletas. Mas são muito sensíveis aos riscos, eportanto exigem um tratamento sistemático de endurecimentodas suas superfícies. O respectivo tratamento anti-reflexos étambém especialmente recomendado. Estes materiais podemser coloridos ou tornar-se fotocromáticos geralmente mediantea colocação de uma camada específica.A maior parte destes materiais orgânicos são matérias«termoendurecidas», só o policarbonato é um «termoplástico».Apresentamos primeiro este último e depois abordamos o grupodos termoendurecidos de índice elevado.

Resinas termoplásticas: policarbonato

Utilizadas nos anos 50 para o fabrico das primeiras lentesorgânicas, as matérias termoplásticas – como o PMMA ouPlexiglas® – revelaram ser ouco resistentes à abrasão e foramrapidamente suplantadas pelo CR39®. Depois de 1995 – 2000,tiveram um novo crescimento com o desenvolvimento dopolicarbonato, e mais particularmente do Airwear®.O policarbonato é um material relativamente antigo – surgiu porvolta de 1955 – mas só foi realmente utilizado em ópticaoftálmica depois de 1990. Devido aos diversosaperfeiçoamentos de que foi objecto – especialmente parautilização na indústria dos CD (discos compactos) – opolicarbonato oferece uma qualidade óptica em tudocomparável à dos outros materiais orgânicos. Do ponto de vistaquímico, pertence ao grupo dos poli ( carbonatos aromáticos):é um polímero linear de estrutura amorfa cujo esqueletocarbonado é constituído por uma sucessão de padrõescarbonato (-O-C=O-) e fenol (-C6H5OH). É geralmente produzidopela seguinte reacção química designada «policondensação»:

Figura 8: Resina termoplástica: molécula de policarbonato.

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O policarbonato apresenta vantagens que o tornam particularmenteinteressante para a óptica oftálmica: uma excelente resistência aoschoques (a maior de todos os materiais da indústria oftálmica), umíndice de refracção elevado (ne = 1,591 / nd = 1,586), umagrande leveza (densidade = 1,20), a possibilidade de umasurfaçage fina (espessura até 1,0 mm no centro das lentescôncavas), uma protecção eficaz contra os ultravioletas (pelainclusão de um aditivo que oferece uma filtragem UV de 385 nm)e uma grande resistência ao calor (ponto de amolecimento – outransição vítrea Tg – superior a 140º C). Como todos os materiaisorgânicos de índice elevado, o policarbonato é sensível aos riscose deve ser revestido, obrigatoriamente, por um verniz deprotecção aos riscos. A sua constringência é relativamente fraca(νe = 31, νd = 31), mas sem consequências para a grandemaioria das prescrições. Actualmente, as possibilidades decoloração e tratamento são semelhantes às dos outros materiaisorgânicos. Dado que o policarbonato é, por natureza, difícil decolorir na superfície, a coloração é essencialmente obtida porimpregnação de um verniz aplicado na face côncava da lente, oupor acção dos UV sobre a sua superfície de forma a permitir adifusão de corantes no seio da matéria. O tratamento anti-reflexosé aplicado de forma análoga ao dos outros materiais orgânicos.O corte e a montagem das lentes em policarbonato têmparticularidades: requerem um desbaste a seco, necessitam dautilização de ciclos adaptados e do polimento dos bordos daslentes.


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Figura 9: Resina termoendurecida de médio índice: exemplos demoléculas de Ormex® (a) e de Ormil® (b).

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Resinas termoendurecidas

A maior parte dos materiais orgânicos de índice elevado,actualmente disponíveis, são resinas termoendurecidas. Paraaperfeiçoarem estes materiais, os químicos confrontam-se comuma lei da física inevitável, que associa índice de refracção,dispersão cromática e densidade do material: geralmente,quanto mais elevado o índice de refracção, mais forte é adispersão cromática e mais pesado é o material. Assim, peranteum novo material, os químicos procuram sempre obter o melhorcompromisso entre estas 3 características, em combinação comas outras propriedades essenciais, tais como a sensibilidade aocalor, a tendência para o amarelecimento, as possibilidades detratamento e a facilidade de desbaste, ranhuragem e perfuração.

O aumento do índice de refracção de um material orgânicoobtém-se através de uma das duas técnicas seguintes:

- modificação da estrutura molecular de um material inicialmediante, por exemplo, a introdução de estruturas aromáticas;

- inclusão de átomos pesados, tais como o enxofre, numamolécula inicial. Registe-se que a introdução de átomos do tipometálico ou halogéneo, utilizada originalmente, foi abandonadapor ser acompanhada de um forte amarelecimento dosmateriais.

Os primeiros materiais orgânicos de índice elevado surgiram nadécada de 1980-90 e pertenciam ao grupo dos alílicos. Oaumento do índice de refracção era então obtido pela adiçãode funções cíclicas – agrupamentos aromáticos de tipobenzénico – no seio de uma molécula inicial de CR39®. Esteprocesso deu origem a um grupo de lentes de médio índice, nde 1,54 a 1,57, com constringência compreendida entre 36 e43 e com densidade de 1,20 a 1,25. O material Ormex®(ne=1,561 / nd=1,558, νe = 37 / νd = 37, d = 1,23) pertenciaa este grupo.

Esta primeira técnica só permitia um aumento limitado do índicede refracção, e por isso os químicos estudaram o grupo dos tio-uretanos e a química do enxofre. A associação de funções tióis e de funções isocianatos permitiudar origem, a partir de 1990-2000, a materiais de índice derefracção compreendido entre 1,58 e 1,61, com constringênciavariando entre 30 e 40 e com densidade de 1,30 a 1,40.Materiais como o Ormil®, mais tarde substituído pelo Ormix®1.60, são exemplos deste tipo.


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Resumindo, o aumento do índice de refracção dos materiaisorgânicos é obtido essencialmente pela introdução de átomosde enxofre no seio de diferentes grupos de moléculas. Assim,quanto maior a proporção de enxofre, maior o índice derefracção do material, tal como é demonstrado no quadro decomposição química dos materiais abaixo apresentado.É a presença do enxofre na composição dos materiais orgânicosde índice elevado que explica o odor particular que se libertadurante a biselagem das lentes.

Figura 11: Composição química dos materiais orgânicos.

3. Materiais orgânicos de alto índice (1.64 ≤ n<1.74) emuito alto índice (n ≥ 1.74)

Para obter um índice de refracção mais elevado, através daquímica dos tio-uretanos, foram utilizados tióis mais ricos emenxofre e sempre associados a funções isocianatos. Desta forma,o índice de refracção pôde atingir 1,67 e desenvolveu-se omaterial Stylis®1.67.Note-se que, dada a sua particular composição química, osmateriais resultantes da química dos tio-uretanos (Ormix® eStylis® 1.60 e 1.67) revelaram ser perfeitamente adequadospara a ranhuragem e a perfuração.

Por fim, para aumentar ainda mais o valor do índice de refracção,os químicos estudaram a química dos episulfúreos, que permite a introdução de átomos de enxofre em maior concentração. Eassim surgiram os materiais de índice de refracção muito elevado,n ≥1,74, tais como o Lineis® 1.74. No entanto, se por um ladoestes materiais permitem fabricar lentes extremamente finas, poroutro revelam ser mais sensíveis ao calor, mais quebráveis etambém mais difíceis de colorir.

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Figura 10: Resinas termoendurecidas de índice elevado emuito elevado: a) Stylis® 1.67

b) Lineis® 1.74.

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Orma®Ormix® /

Thin&Lite® 1,6

Stylis®1,67

Lineis®1,74

Carbono % 65 54 48 36

Oxygénio % 25 8 10 1

Azoto % - 7 8 -

Enxofre % - 24 29 58

Hidrogénio % 10 7 5 5

Índice de Refracção 1,5 1,6 1,67 1,74

Constringência 58 41 32 33

Densidade 1,32 1,31 1,36 1,47

Tg (temperatura de transição vítrea)

80°C 115°C 85°C 80°C

A concepção de um novo material é um processo complexo, poisdeve ter como objectivo não só optimizar as suas característicasfundamentais – índice de refracção, constringência e densidade –mas também controlar todas as suas outras propriedades físico-químicas: especialmente, a possibilidade de surfaçage (por meio datecnologia tradicional e da tecnologia digital), fotocromatismo,coloração, polarização, aplicação de tratamentos de protecção aosriscos e anti-reflexos, e finalmente a possibilidade de desbaste,ranhuragem, perfuração, entalhe para efeitos de montagem. Éevidente que, com a evolução dos conhecimentos técnicos ecientíficos e os progressos da química, os materiais sofrem umaconstante evolução e optimização. Assim, a actividade de investigaçãono campo da óptica oftálmica é em grande parte consagrada àquímica dos materiais, e os fabricantes de lentes oftálmicas sãoportanto especialistas quer em óptica, quer em química!


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B Materiais Minerais Durante vários séculos, desde as origens da óptica até meadosdo século XX, as matérias minerais foram as únicas utilizadas emóptica oftálmica. Mas, no espaço de algumas décadas, foramdestronadas e substituídas pelas matérias orgânicas.

A matéria mineral é sólida e amorfa (ou seja, de estrutura nãoperiódica), e é dura e quebrável à temperatura ambiente, masfica em estado viscoso a alta temperatura. É obtida pela fusãoa cerca de 1500º C de uma mistura de óxidos, tais como os desilício (o principal óxido utilizado, pois representa cerca de 65%do material), cálcio, sódio, potássio, chumbo, bário, titânio,lantânio, etc. A matéria mineral não tem uma estrutura químicaregular e, por consequência, não possui um ponto de fusãonítido em que passa subitamente do estado sólido ao estadolíquido. Além disso, com a elevação da temperatura, o vidroamolece e passa progressivamente do estado sólido ao estadolíquido, existindo um estado intermédio dito «vítreo»caracterizado pela ausência de cristais. Esta particularidadeexclusiva permite trabalhar o material a quente e portantomoldá-lo. Duas propriedades tornam-no interessante para aóptica oftálmica: transmite a luz visível e a sua superfície podeser polida para se tornar transparente e não difusora.

1. Materiais minerais standard

A matéria mineral de índice 1.5 é a tradicionalmente usada emóptica oftálmica e a mais antiga. É constituída por 60-70% de óxido de silício e, no restante, por diversoscomponentes, tais como os óxidos de cálcio, sódio ou boro. Ovidro de índice 1.6 é o material mineral standard: este índice derefracção mais elevado é obtido por adição de uma fracçãosignificativa de óxido de titânio.Habitualmente, os materiais minerais são classificados, segundoa sua composição química, em 2 categorias:

- materiais «sodocálcicos» que contêm sódio e cálcio emproporções significativas – os materiais tradicionais da óptica.O respectivo índice de refracção é um pouco mais elevado (ne = 1,525 / nd = 1,523) e a dispersão cromática é fraca(constringência de cerca de 60);

- materiais «borossilicatos» com forte teor de boro: materiaisusados no fabrico das lentes fotocromáticas e das lentes minerais demédio índice (ne = 1,604 / nd = 1,600)

2. Materiais minerais de altoíndice

Os produtores de vidro procuram aumentar, desde sempre, oíndice de refracção dos materiais para reduzir a espessura daslentes, e simultaneamente manter um fraco nível de cromatismo.Para tal, introduzem átomos de metais ou areias raras (chumbo,titânio, lantânio, etc.) na composição do material. Foi assim quesurgiram, por volta de 1975, as lentes de titânio com índice 1.7e constringência 41, depois, por volta de 1990, as lentes delantânio com índice 1.8 e constringência 34, e finalmente, porvolta de 1995, as lentes de nióbio com índice 1.9 econstringência 30. Estes materiais permitem produzir lentescada vez mais finas, mas sem uma redução significativa dorespectivo peso.

Na realidade, o acréscimo do índice de refracção éacompanhado de um aumento da densidade do material queanula o ganho em leveza devido à redução de espessura dalente. Por conseguinte, uma lente mineral, qualquer que seja oseu índice de refracção, continua a ser pelo menos duas vezesmais pesada que uma lente orgânica. Quanto à espessura, osnovos materiais orgânicos de índice muito elevado permitemfabricar lentes cuja espessura rivaliza com a das lentes mineraisde alto índice clássicas (n = 1,7). Pelo contrário, no caso decorrecções ópticas muito fortes, os materiais minerais de índicemuito elevado (n = 1,8 ou n = 1,9) mantêm inegavelmente avantagem, em termos de espessura, em relação às lentesorgânicas, tal não se verificando quanto ao peso.


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Princípios da Fabricação de LentesA fabricação de lentes oftálmicas é feita de 2 formas:

- fabricação em «série», de grandes volumes das lentes «acabadas» mais consumidas (unifocais esféricas e asféricas) (lentes de stock), e deblocos «semi-acabadas» (patelas) – blocos espessos em que a face convexa está acabada e a face côncava será finalizada posteriormentepor encomenda (ver Figura 12);

- fabricação em função da «prescrição» (lentes de receituário):• ou a partir de uma patela: a operação consiste em acabar a face côncava da lente conforme a correcção óptica do paciente, e em

aplicar na lente os diversos tratamentos de superfície pretendidos (coloração, protecção aos riscos, anti-reflexos, anti-sujidade, etc.);• ou por acabamento directo das 2 faces da lente ou por polimerização directa, seguido(a) das diferentes operações de

tratamento das superfícies.A produção em «série» é feita em grande escala em fábricas industriais (cerca de 2/3 das lentes), e a produção em função da «prescrição»é realizada à unidade em laboratórios de acabamento (1/3 das lentes).

O número de combinações possíveis – correcções ópticas, materiais e tratamentos – é muito elevado (geralmente avaliado em mais de 5 mil milhões!), o que torna a organização do fabrico de lentes muito complexa. Uma das grandes técnicas da indústria de óptica oftálmicaé a gestão de uma cadeia logística de produção muito sofisticada, que permite fabricar lentes «diferentes» em grande escala (são produzidascerca de mil milhões de lentes, por ano, a nível mundial)!

Figura 12: Princípios gerais da fabricação das lentes.

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OLENTE ACABADA PATELA (BLOCO SEMI-ACABADO)

SURFAÇAGE (DESBASTE E POLIMENTO)

(COLORAÇÃO)

CORTE

MONTAGEM

PROTECÇÃO-RISCOS ANTI-REFLEXOS

(COLORAÇÃO) PROTECÇÃO-RISCOS ANTI-REFLEXOS


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A) Princípios da Fabricação de Lentes Orgânicas

Resinas termoendurecidas

Considere-se o exemplo do CR39. O monómero é fornecido soba forma líquida pela indústria química, e depois passa pelasseguintes fases de fabrico:

- preparação do monómero: filtração, eliminação de gases,adição de um catalisador e junção de aditivos;

- montagem dos moldes: compostos por duas paredes circulares,em vidro ou em metal, reunidas por apoio numa junta circular fechadapor um gancho metálico, ou por aplicação de uma fita adesiva;

- enchimento: o espaço vazio criado entre as duas paredes domolde é preenchido pelo monómero líquido;

- polimerização: os moldes cheios são colocados em estufas esubmetidos, durante várias horas, a um ciclo de temperaturas – ou,para certas matérias, submetidos a uma radiação ultravioleta dealguns minutos – que provoca o endurecimento progressivo daresina;

- remoção do molde: a junta ou a fita adesiva são removidas eas paredes do molde são separadas para libertar a lente.

Este processo é também utilizado na produção em série de lentes«acabadas» e blocos «semi-acabados», mudando apenas a forma domolde e a duração da polimerização consoante se trate de umas oude outros. Os princípios da fabricação são os mesmos, na globalidade,para a maioria dos materiais orgânicos termoendurecidos utilizadosem óptica oftálmica.

1. Fabricação em «série»

O modo de fabricação difere consideravelmente consoante o tipo de resina utilizada, termoendurecida ou termoplástica. Assim, resumimosas duas técnicas seguidamente.

Resinas termoplásticas

Usemos como exemplo o policarbonato: o material de base é jáum polímero, e apresenta-se sob a forma de grânulos cuja purezafoi adaptada à indústria óptica. Estes grânulos são amolecidos efundidos por aquecimento, para serem injectados em moldescom a forma das lentes.A tecnologia consiste em fluidificar o material por aumento datemperatura, e em fazê-lo penetrar em moldes de metal ou devidro. Um parafuso de extrusão opera a plastificação do materialno cilindro de injecção, e simultaneamente exerce a função deêmbolo, empurrando a matéria quente, através de diversoscanais, para a cavidade dos moldes. Depois da injecção e apósum período de tempo para arrefecimento, os moldes sãoabertos e libertam as lentes.Assim, a fabricação implica diversas operações:

- preparação do material: limpeza e secagem dos grânuloscom ar quente, e enchimento da prensa;

- regulação da prensa: colocação dos moldes, regulação dapressão do líquido, da temperatura do molde, do tempo de injecçãoe de arrefecimento, do aquecimento da matéria (a cerca de 300º C);

- injecção: moldagem sob pressão do material fundido;- arrefecimento: solidificação do material conduzida através

dos moldes;- remoção do molde: por abertura da prensa e do bloco de

suporte dos moldes.Esta tecnologia permite fabricar lentes com qualquer geometria, emfunção da forma dos moldes inseridos na prensa de injecção. As lentessão «acabadas», estando prontas a receber tratamento, ou «semi-acabadas»,constituindo as patelas, para posterior surfaçage dasrespectivas faces côncavas, antes da aplicação dos diferentestratamentos de superfície.

Figura 13: Produção em «série» de lentes orgânicas de resinatermoendurecida.

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Figura 14: Produção em «série» de lentes orgânicas de resinatermoplástica.

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2. Fabricação em função da«prescrição»

Surfaçage tradicional

Realizada em laboratórios de acabamento de lentes, a surfaçagetradicional consiste em trabalhar mecanicamente a face côncava dobloco semi-acabado (patela -previamente produzida em série) para seobter a potência requerida. Este processo de fabrico tem várias etapas:

- protecção e blocagem da patela: protecção da face convexacom película aderente e colocação de um disco-suporte de metalfundido, que servirá para segurar a patela durante as restantesetapas;

- cortepor fresagem da patela, de acordo com o diâmetro necessáriopara a lente;

- desbaste: fresagem em espiral da face côncava da patela;no final desta operação, a lente tem o formato quase definitivo,mas a sua superfície é ainda muito áspera;

- alisamento: regularização da superfície por rotação de uminstrumento cortante (esta operação era tradicionalmenterealizada por fricção de um instrumento moldador revestido deum forro abrasivo). Após o alisamento, a lente possui exactamentea espessura e os raios de curvatura desejados; nesta fase, asuperfície da lente, embora lisa, não está ainda polida;

- polimento: por meio de fricção de molde, com curvascomplementares às da face côncava da lente, revestido por um feltroe pulverizado com um líquido de polimento contendo um abrasivomuito fino. Esta operação dá à lente a transparência definitiva.

A surfaçage tradicional, utilizada desde há muitos anos, requerum importante conjunto de instrumentos e só permite gerarsuperfícies côncavas de geometria simples, esféricas ou tóricas.

Figura 15 a: Surfaçage tradicional – desbaste.

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Figura 15 b: Surfaçage tradicional – alisamento.

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Figura 15 c: Surfaçage tradicional – polimento fino.

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Surfaçage Digital (DS - Digital Surfacing)

Recentemente desenvolvida, a surfaçage digital – ou surfaçagedirecta – é essencialmente utilizada para produzir superfíciescôncavas complexas, mas também se podem gerar superfíciesde geometria simples. Este tipo de surfaçage consiste emtrabalhar a superfície côncava da lente «ponto por ponto», pormeio de uma máquina de comando numérico, que gere asposições relativas da lente e do instrumento em acção, a trêsdimensões e com extrema precisão. Em relação à surfaçagetradicional anteriormente descrita:

- as operações de blocagem e corte da patela são idênticas;- o trabalho subsequente tem 2 fases: desbaste por fresagem

de modo análogo à surfaçage tradicional, e acabamento, porrotação, com um instrumento específico de diamante (ver Figura16a). Estas operações, realizadas por uma mesma máquina comdois instrumentos diferentes, são muito semelhantes na suaessência às efectuadas na surfaçage tradicional. Mas, a utilizaçãona fase de acabamento de um comando nitidamente maispreciso da posição da lente e do instrumento, associado àsqualidades de corte de uma ponta de diamante, permite garantirsimultaneamente uma excelente geometria e um estado quasetransparente da superfície côncava;

- o polimento fino é efectuado, tal como na surfaçage tradicional,por fricção da lente numa superfície macia pulverizada com umlíquido abrasivo muito fino, mas por meio de instrumentosespecíficos da surfaçage digital, simultaneamente rígidos e flexíveis(ver Figura 16b), que permitem polir a superfície sem a deformar, ouseja, torná-la perfeitamente transparente respeitando a geometriagerada na operação de acabamento.

Figura 16 a: Surfaçage digital – desbaste (acabamento).

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Figura 16 b: Surfaçage digital – polimento fino.

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Após realização da surfaçage, a lente poderá receber ostratamentos de superfície. As operações de tratamento serãoreferidas mais adiante.

Com aplicação recente no fabrico de lentes de receituário, asurfaçage digital oferece imensas possibilidades de produçãode superfícies ópticas complexas. Permite a optimizaçãoóptica das lentes para cada prescrição e uma personalizaçãocrescente em função das necessidades individuais dosportadores: por exemplo, tendo em conta as característicasda armação, a posição do centro de rotação do olho, ocomportamento olhos – cabeça, etc. Para a óptica oftálmica,a surfaçage digital representa um vasto campo de investigaçãoe abre amplas perspectivas de novos desenvolvimentos.Não é o simples recurso à surfaçage digital que torna a lentemais eficaz, mas a adequação e a precisão da utilização destanova tecnologia. Não basta que uma lente seja produzida porsurfaçage digital para oferecer forçosamente melhorqualidade óptica; pelo contrário, uma concepção óptica ouum processo de fabrico mal dominados podem resultar emdesigns ópticos pouco eficazes, apesar da utilização da novatecnologia.


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B) Princípios da Fabricação de Lentes MineraisQualquer que seja o tipo de matéria, a fabricação de uma lentemineral consiste numa surfaçage da face convexa e da face côncavade uma patela de vidro mineral fornecida pela indústria vidreira. Estapatela é produzida por moldagem do vidro ainda incandescente, àsaída do forno onde se fez a fusão dos diversos componentes. Apatela apresenta então a forma de uma lente muito espessa comsuperfícies irregulares e uma composição interna perfeitamentehomogénea. As suas duas faces, convexa e côncava, são depoistrabalhadas (surfaçage) para dar origem à lente final.A surfaçage de cada uma das duas faces da lente tem 3 fasesdistintas:

- Fase 1: o desbaste consiste em trabalhar a patela com uminstrumento diamantado, para lhe dar a espessura e os raios decurvatura pretendidos. Após o desbaste, a lente tem já a forma definitiva,mas apresenta ainda uma superfície áspera e apenas translúcida;

- Fase 2: o polimento grosso consiste em reduzir o grão dasuperfície da lente sem alterar os raios de curvatura. Para tal, a

lente firmemente fixa, é posta em contacto com um molderevestido de um forro abrasivo, cujo raio de curvatura éexactamente o da lente a produzir. A lente e o instrumento sãopulverizados com uma mistura abrasiva e lubrificante. No fim daoperação, que dura alguns minutos, a lente tem exactamente aespessura e os raios de curvatura desejados, mas a sua superfícieainda não está transparente;

- Fase 3: o polimento fino é a operação de acabamento quedá à lente a transparência definitiva. É uma operação semelhanteà precedente, mas com a utilização de um polidor flexívelrevestido de feltro e com uma solução abrasiva de grão muitofino.A nível industrial, a surfaçage das faces convexas das lentesminerais (de todos os tipos: esféricas, asféricas, bifocais ouprogressivas) é feita em «série», ao passo que a surfaçage dasfaces côncavas pode ser feita em série ou à unidade, consoanteas potências.

Figura 17: Fabricação das lentes minerais.

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Depois de produzir a geometria da lente, passa-se à aplicação de tratamentos: esta operação será referida mais adiante.


2.Transparência e Durabilidade

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Para assegurar uma excelente correcção óptica, a lente oftálmica deve ser perfeitamente transparente e manter-se assim ao longo dotempo. Mas existem dois tipos de factores que se opõem a esta transparência: por um lado, os efeitos ópticos naturais, tais como areflexão, a absorção, a dispersão, a difracção e a difusão da luz e, por outro lado, os efeitos do uso e do tempo, tais como os riscos, asujidade, o pó e o envelhecimento do material. Para combater estes inimigos naturais ou ocasionais, procuraram-se e usaram-se diversassoluções técnicas, sob a forma de características intrínsecas do material ou de tratamentos específicos. Nesta segunda parte, apresentamosestas soluções detalhadamente.

A cor aparente de uma lente é determinada pela composiçãocromática da luz que transmite. Se todas as cores do espectrovisível forem integralmente transmitidas de forma igual, a lenteé branca. Caso contrário, a lente apresenta a cor complementarda luz não transmitida. Por exemplo, quando as radiações azuis são absorvidas pelalente, o material apresenta uma tonalidade amarelada. Éprecisamente o que se verifica quando se tenta aumentar o nívelde absorção dos ultravioletas de um dado material. Paracontrariar este fenómeno, associa-se uma suave coloração(acastanhada, no caso do tratamento UVX®), ou integram-se nacomposição química do material agentes azulantes, uma espéciede corantes azulados destinados a compensar a tonalidadeamarela (caso dos materiais orgânicos de alto índice).

Todos os materiais orgânicos são sensíveis à luz e tendem aamarelecer com o tempo. Com efeito, devido à sua estruturaquímica, estes materiais interagem com as radiaçõesultravioletas, a luz visível e o oxigénio, e sofrem uma «foto-oxidação»: a estrutura do material modifica-se, os agrupamentosquímicos absorvem mais a luz azul e o material amarelece.Assim, quanto maior a exposição da lente à luz solar e maisimportante a dose de ultravioletas recebida, maior a tendênciapara amarelecer rapidamente. Este fenómeno é particularmenteperceptível no caso dos materiais de alto índice que, resultandoda química do enxofre, têm maior afinidade com o oxigénio euma tendência mais marcada para a oxidação. Os agentesazulantes, integrados na composição dos materiais, têmtambém a função de retardar este fenómeno de envelhecimentonatural.

Note-se que o tratamento de protecção aos riscos aplicado nasduas faces das lentes orgânicas não tem uma influênciarelevante na cor aparente do material: de ínfima espessura, otratamento não amarelece mas também não protege o materialda alteração da cor. Pelo contrário, o tratamento anti-reflexos éum factor de protecção contra o amarelecimento, não poreliminar as radiações ultravioletas, mas por actuar como barreiraà difusão do oxigénio no material: uma lente com tratamentoanti-reflexos tem portanto menos tendência para amarelecer doque uma lente não tratada.

A Cor Aparente do MaterialPara avaliar devidamente a cor aparente…

Para se verificar a cor aparente de uma lente, tem-se por hábitoobservar a lente por transmissão da luz diante de uma folha depapel branco. Esta demonstração pode induzir em erro. Ospapéis contêm muitas vezes agentes azulantes fluorescentes –absorvendo as radiações ultravioletas e reemitindo-as na luzvisível – destinados a acentuar os azuis e a dar ao papel umaspecto perfeitamente branco. Colocando a lente em contactocom a folha de papel, elimina-se a estimulação branqueadoraprovocada pelos ultravioletas e a lente, ou mais precisamente opapel, torna-se inevitavelmente amarelada. Deste modo apenasse demonstram as qualidades de absorção UV do material, earriscamo-nos, por erro de interpretação, a considerar como umdefeito de transparência o que de facto é uma qualidade defiltração! Como prova, basta afastar a lente do papel e constatarque esta readquire toda a sua brancura.Na prática, a melhor forma de avaliar a cor aparente de umalente é observar, por transmissão da luz, uma folha de papelbranco sem agentes azulantes. A observação deve ser feitaatravés da parte central da lente, a uma distância de 10 a 20cm e sob luz branca. E deve-se substituir regularmente a folhade papel, para se ter a certeza de que não é realmenteamarelada!


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1. Cromatismo nas lentes oftálmicas

A variação do índice de refracção do material com ocomprimento de onda das radiações luminosas origina ofenómeno da dispersão cromática da luz branca aquando darefracção. Com efeito, sendo o índice de refracção mais elevadopara os comprimentos de onda curtos, produz-se umdesdobramento da refracção da luz visível do vermelho ao azul.A dispersão cromática é uma característica importante para aóptica oftálmica mas com consequências menos relevantes doque para a óptica instrumental, pois o próprio olho humano éfortemente afectado de cromatismo.O cromatismo está presente em todas as lentes, mas é sempreconsiderado insignificante no centro da lente, porque aaberração cromática longitudinal da lente é fraca comparadacom a do olho. Pelo contrário, o cromatismo pode ser relevantequando o olho utiliza a zona periférica da lente, porque aaberração cromática transversal da lente (ou TCA – TransverseChromatic Aberration) cria múltiplas imagens coloridasdesviadas umas em relação às outras, que podem ser vistas soba forma de uma irisação do contorno dos objectos (ver Figura18).

Para quantificar o cromatismo transversal em qualquer ponto deuma lente, utiliza-se a relação TCA = D / ν, entre o desvio D dosraios luminosos nesse ponto (expresso em minutos de arco oudioptrias prismáticas) e a constringência ν do material utilizado.O desvio D numa lente unifocal é, segundo a aproximação dePrentice, igual a h x P, sendo h a distância entre o pontoconsiderado e o centro óptico da lente, e P a potência da lente,daqui resulta que TCA = h x P / ν. Conclui-se assim que ocromatismo transversal depende de 3 factores: descentração doolhar do portador, potência da lente, e constringência domaterial.

B Cromatismo do Material

Figura 18: Aberração cromática longitudinal e transversal.

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Constringência ou número de Abbe – definição:Para caracterizar o poder de dispersão de um material, utiliza-se um indicador denominado constringência ou número de Abbe(definido por Ernst Abbe, físico e industrial alemão, 1840 –1905) e simbolizado pela letra grega ν. É um valor inversamenteproporcional à dispersão cromática do material, e quecorresponde a definições ligeiramente diferentes consoante ospaíses, em função dos comprimentos de onda considerados.

Na prática, os valores de constringência νe e νd diferem muitopouco, pois só as décimas são afectadas. Na óptica oftálmica, aconstringência varia entre 60, para os materiais menosdispersivos, e 30, para os mais dispersivos. De um modo geral,quanto mais elevado é o índice de refracção de um material,mais forte é a sua dispersão cromática, e portanto mais fraca éa sua constringência (ver quadro de materiais).

Europa e Japão: νe

em que:ne: índice de λe = 546,07 nm(banda verde do mercúrio)nF’: índice de λF’ = 479,99 nm(banda azul do cádmio)nC’: índice de λC’ = 643,85 nm(banda vermelha do cádmio)

Países anglo-saxónicos: νd

em que:nd: índice de λd = 587,56 nm(banda amarela do hélio)nF: índice de λF = 486,13 nm(banda azul do hidrogénio)nC: índice de λC = 656,27 nm(banda vermelha do hidrogénio)

ne – 1nF’ – nC’

νe =nd – 1nF – nC

νd =


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2. Efeitos do cromatismo na visão

É importante distinguir dois tipos de efeitos do cromatismo navisão: por um lado, a percepção por parte do portador das lentese, por outro lado, os seus efeitos na acuidade visual.

- A percepção do cromatismoé muito subjectiva e variável consoanteo indivíduo: ocorre em média para um nível de cromatismo de 2,5minutos de arco, ou seja, o cromatismo produzido por um prisma emCR39® (ν= 58-59) de cerca de 4 dioptrias prismáticas (Δ)*.

- Os efeitos do cromatismo na acuidade visual – por exemplo, ailegibilidade de uma linha numa escala de acuidade com intervalosde 0.1 Log MAR – necessitam de um cromatismo 3 vezes superior,ou seja, de cerca de 7,5 minutos de arco, ou ainda o cromatismoproduzido por um prisma em CR39® de cerca de 12.5 Δ*.

Por outro lado, dado que o cromatismo só é perceptível numaposição descentrada do olhar, é importante considerar a zona dalente efectivamente utilizada pelo olho em visão foveal. Em relaçãoa isto, a coordenação dos movimentos dos olhos e da cabeça doportador tem um papel primordial, pois define em todos osmomentos a posição da linha do olhar na lente. Qualquermovimento da cabeça induz geralmente uma recentragem do olhoe reduz a zona da lente realmente explorada pelo olhar. Váriasmedições* mostraram que 80% das fixações oculares se produzemnum ângulo de ±15º a 20º e 100% num ângulo de ±30º. Assim,apenas nesta zona central da lente – de cerca de 15 mm de raioem torno do centro óptico – o cromatismo pode, na prática, terinfluência na visão.

Pela lei de Prentice, é possível traduzir os valores dos limiaresacima indicados em descentrações do olhar, em função dapotência da lente e para diferentes valores de constringência:

- Na Figura 19a relativa à percepção das irisações, verifica-se,por exemplo, que no caso de uma lente com uma potência de4.00 D, produzida com um material clássico de constringência= 58, o cromatismo começa a ser visto a partir de uma rotaçãodo olho de 20º. Constata-se, por um lado, que o cromatismonão é perceptível na parte central da lente e, por outro lado, quecom um material de fraca constringência, é necessária uma lentede potência superior a 2.50 D para o portador ter a percepçãodas irisações ao rodar os olhos 20º. Note-se que com este nívelde cromatismo a acuidade visual não é praticamente afectada.

- Na Figura 19b relativa aos efeitos na acuidade visual, verifica-se que num ângulo de rotação do olho de ±20º é preciso que apotência da lente atinja 7.00 D, com um material de fracaconstringência (o caso mais crítico), para que a acuidade visualseja afectada. Por consequência, os efeitos do cromatismomanifestam-se maioritariamente no exterior das zonas exploradaspelo olho em visão foveal, e na maior parte do tempo ocromatismo não tem repercussão significativa na acuidade visual.

Conclui-se portanto que o cromatismo tem uma influência limitadana qualidade visual, e não tem consequências relevantes para amaioria dos portadores. Só tem efeitos reais na periferia das lentesde fortes potências produzidas com materiais muito dispersivos.Devido aos desvios ópticos naturais, este efeito é teoricamentemais sensível para os hipermetropes que para os míopes, pois asdigressões do olhar são maiores no primeiro caso, e é tambémmais sensível para os presbitas com lentes progressivas ao abaixaro olhar para ver ao perto.

Figura 19: Efeitos do cromatismo na visão:a) Limiar de percepção das irisaçõesb) Limiar dos efeitos na acuidade visual.

1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00

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Potência da lente (dioptrias)

Descentramento da direcçãodo olhar (graus)

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Potência da lente (dioptrias)

Descentramento da direcçãodo olhar (graus)

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Para solucionar este problema do cromatismo, os químicosprocuram desenvolver materiais de fraco cromatismo e portantode elevada constringência. Infelizmente, a margem de manobraé relativamente limitada, pois qualquer aumento do índice derefracção de um material é geralmente acompanhado por umaumento do cromatismo. Na prática, os efeitos do cromatismosó podem ser parcialmente atenuados, e o portador deveinevitavelmente habituar-se a um certo nível de cromatismo naslentes.Por fim, note-se que o cromatismo está presente em todas aslentes, e que vem juntar-se aos outros problemas ópticosexistentes, tais como as aberrações de deficiência de potência oude astigmatismo dos feixes oblíquos, ou os reflexos parasitas.Logo, há que evitar a acumulação de deficiências ópticas,assegurando-se uma perfeita asferização das superfícies daslentes e a aplicação sistemática de um tratamento anti-reflexos.

* Segundo estudos de I&D da Essilor.


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Entre os inimigos quotidianos da lente oftálmica, os riscos sãocertamente os mais temíveis. Podem-se distinguir globalmentedois tipos:

- os riscos «finos» que resultam da abrasão por fricção depequenas partículas nas duas faces da lente. Por exemplo, os riscos provocados pela limpeza da lente. Estestendem a aumentar a difusão da luz nas superfícies da lente eoriginam a percepção de uma mancha difusa;

- os riscos «grossos» provocados pela fricção de grandespartículas ou resultantes de agressões sofridas por contacto comobjectos diversos. São verdadeiros sulcos na superfície, queactuam opticamente como estrias de uma rede de difracção daluz. Traduzem-se na percepção de uma mancha acentuada, nolocal dos riscos, e são simultaneamente visíveis e perturbadoresda visão.

Para evitar o aparecimento de riscos e conservar as qualidadesoriginais da lente, procura-se aumentar a resistência aos riscosdas lentes orgânicas por meio de um tratamento específico deendurecimento das superfícies. Este tratamento consiste emdepositar nas faces da lente uma fina camada de umasubstância mais dura e mais resistente às agressões que opróprio material de base. Embora a principal vocação destetratamento seja melhorar a resistência aos riscos, tem tambéma função de permitir e consolidar a aplicação ulterior de umtratamento anti-reflexos de boa qualidade.

C Tratamento de Protecção aos Riscos

Figura 20: Diferentes tipos de riscos: riscos «finos» e riscos«grossos».

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Difusão e difracção da luz – definições:

Difusão da luz:A difusão é um fenómeno de reemissão da luz em todas asdirecções, com a mesma intensidade. Produz-se à superfície detodos os corpos e na espessura dos materiais transparentes. Éa difusão da luz que permite aos olhos distinguir os objectos eque define a cor destes.Numa lente oftálmica, a difusão à superfície teoricamente nãoexiste porque a surfaçage da lente – e particularmente opolimento – visa a sua eliminação. A difusão produz-se noentanto, quando as superfícies da lente são sujeitas à poluiçãoexterior ou a sujidades oleosas, ou quando a sua superfícieapresenta riscos finos.A difusão na espessura da lente é também muito limitada: emcertos casos, pode conferir à lente um aspecto amarelo ouleitoso. A quantidade de luz difundida por uma lente oftálmicaé muito fraca, e geralmente considera-se insignificante.

Difracção da luz:A difracção é um fenómeno de mudança de direcção dapropagação das ondas luminosas, que se produz quando estasencontram obstáculos de pequenas dimensões (da ordem dealguns comprimentos de onda da luz). A luz é reemitida numaou em várias direcções particulares, e com uma intensidade quea torna visível.A difracção assume uma certa importância na óptica oftálmica,porque actua como reveladora de eventuais irregularidades nasuperfície das lentes, e particularmente de riscos devidos ao uso.


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1. Princípios do tratamento deprotecção aos riscos

Aplicar um tratamento protecção aos riscos nas superfícies deuma lente oftálmica significa lutar eficaz e simultaneamentecontra os riscos finos, decorrentes da limpeza continuada, e osriscos grossos, resultantes de agressões diversas. Porconseguinte, a resposta tem que ser dupla: maior dureza àsuperfície para resistir ao atrito de pequenas partículas etambém grande flexibilidade para amortecer a agressão degrandes partículas.

Uma solução eficaz para o problema dos riscos consiste emdepositar vernizes nanocompósitos nas superfícies das lentes(ver historial a seguir), assim designados por serem compostossimultaneamente por matéria orgânica e matéria mineral:integração de partículas minerais da dimensão de umnanómetro numa matriz orgânica. Estes vernizes resolvem oproblema dos riscos devido a uma dupla propriedade:resistência aos riscos finos dada a dureza da componentemineral, e resistência aos riscos grossos pela flexibilidadeconferida pela componente orgânica.

Por outro lado, este tipo de tratamento tornou-se necessáriopara resolver o problema particular das lentes com tratamentoanti-reflexos. Efectivamente, este último consiste em depositar,por cima do verniz de protecção aos riscos, várias camadasmuito finas de natureza unicamente mineral e portanto muitoduras e quebráveis. Neste caso, a função do tratamentoprotecção aos riscos é colmatar a diferença das propriedadesmecânicas do substrato orgânico e das finas camadas mineraisdo anti-reflexos, intercalando uma camada de comportamentointermédio. A estrutura original dos vernizes nanocompósitos,de natureza simultaneamente orgânica e mineral, assegura umatransição mecânica – tendo uma espécie de efeito«amortecedor» – entre o anti-reflexos e o substrato. Esta é umadas características essenciais do tratamento Crizal®.

Para reforçar melhor o efeito amortecedor, passou a intercalar-se uma camada suplementar, com propriedades mecânicasintermédias, entre o verniz de protecção aos riscos e otratamento anti-reflexos. Designada «Scratch ResistanceBooster», esta camada assegura uma perfeita continuidade daestrutura da lente, desde o seu núcleo orgânico mole até à finacarapaça mineral dura do tratamento anti-reflexos. Assim, porefeito da continuidade e da interpenetração das diferentescamadas, a resistência da lente aos riscos é consideravelmentemelhorada. A adição desta camada suplementar é uma das especificidadesdo tratamento Crizal Forte®.

Figura 21: Princípios do tratamento de protecção aos riscos:a) Riscos finosb) Riscos grossos.

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Figura 22: Tratamento protecção aos riscos e tratamento anti-reflexos: a) Tratamento clássico

b) Tratamento com camada intermédia dereforço – “Scratch Resistance Booster”.

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2. Aplicação dos tratamentos deprotecção aos riscos

O tratamento de protecção aos riscos das lentes orgânicas consisteem depositar uma camada de verniz, com cerca de 3 a 5 mícronesde espessura, sobre as duas superfícies da lente. O tratamentopode ser feito segundo duas técnicas: imersão ou centrifugação.

Envernizamento por imersão («dip coating»)Neste processo de envernizamento, as lentes recebem umacamada de verniz nas duas faces simultaneamente. Primeiro, aslentes são limpas e preparadas em diversos banhos de ultra-sonspara aderência do verniz; depois, são imersas num banho deverniz líquido e viscoso, de onde são extraídas a uma velocidadeconstante para se controlar perfeitamente a espessuradepositada (ver Figura 23). Em seguida, o verniz é polimerizado,ou seja, endurecido por cozedura a uma temperatura de cercade 100º C. Transforma-se então numa camada sólida e dura, quedá à lente assim revestida um nível de resistência aos riscos emfunção da respectiva composição e espessura.Todas estas operações são realizadas em atmosfera protegida(de sala branca), com temperatura e humidade controladas.

Figura 23: Princípios do envernizamento por imersão.

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Envernizamento por centrifugação («spin coating»)Este processo consiste em colocar a lente sobre um suporterotativo a velocidade controlada, e em depositar no seu centrouma gota de verniz líquido, que é espalhado por centrifugação eque cria sobre a lente um revestimento uniforme. Seguidamente,o verniz é polimerizado por cozedura num forno ou por exposiçãoa radiações ultravioletas.Este processo, em que as faces da lente são tratadasindividualmente, é particularmente adequado à produção emsérie de pequena escala.A eficácia de protecção aos riscos dos revestimentos assimdepositados é muitas vezes medíocre, quando são polimerizadospor acção dos UV.

Figura 24: Princípios do envernizamento por centrifugação.

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O uso do tratamento de protecção aos riscos nas lentesorgânicas generalizou-se: mais de 2/3 das lentes orgânicaspossuem este tratamento. O desejo crescente de proteger oinvestimento que as lentes representam para os portadores,e uma maior utilização de materiais de alto índice – para osquais este tipo de tratamento é imperativo e sistemático –reforçam o seu uso. Actualmente, os tratamentos deprotecção aos riscos perderam o carácter opcional, etornaram-se numa parte integrante de todas as lentesorgânicas.


Historial dos tratamentos de protecção aosriscos

O problema da resistência aos riscos coloca-se desde que surgiramas lentes orgânicas. Diversas soluções foram sucessivamenteestudadas, permitindo eliminar um dos maiores entraves aodesenvolvimento destas lentes e introduzir materiais de alto índice.Descrevem-se agora tais soluções neste curto historial.

A primeira geração de tratamentos de protecção aos riscos (surgidospor volta de 1970) baseava-se apenas na noção de dureza, econsistia em depositar, por evaporação no vácuo, um revestimentomineral constituído por sílica, sobre as superfícies da lente orgânica.Este tratamento, geralmente designado «quartzagem», era eficazcontra os riscos finos, mas fracturava-se sob a acção de agressõesmais fortes, e não resolvia o problema dos riscos grossos.

Depois desta primeira geração, seguiu-se (desde 1975) a técnicade aplicação de uma camada de materiais orgânicos de maiordureza e capazes de sofrer deformações sem se fracturar.Surgiram assim os primeiros vernizes endurecedores, compostospolissiloxanos ou acrílicos, que constituíram a segunda geraçãode tratamentos. Resultantes da química das silicones – em queos átomos de carbono são substituídos por átomos de silício –os vernizes polissiloxanos constituíam uma ponte entre asmatérias orgânicas e as matérias minerais: a presença de silícioconferia dureza superficial para resistir aos riscos finos, e aexistência de longas cadeias hidrocarbonadas oferecia aelasticidade necessária para resistir às fortes agressões. Mas,estes vernizes não provaram ser um suporte mecânicosuficientemente rígido para constituir uma base satisfatória paradepósito do tratamento anti-reflexos.

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Compressão

Deformação

MINERAL

ORGÂNICA

R

R

R= Ruptura Domínio elástico

R'= Rupturaσ

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Suplemento

Caracterização do fenómeno da abrasão –riscos

Para perceber melhor a concepção dos tratamentos destinadosa aumentar a resistência das lentes, convém compreender bemo fenómeno da abrasão – riscos. Considere-se uma partículaabrasiva como um pico que exerce localmente uma pressão –designada compressão – sobre a superfície da lente. A superfíciereage então em função das suas características mecânicas.Quando a compressão é suprimida, verifica-se a remanência deuma marca de formato variável, resultado da interacção entre apartícula abrasiva e a superfície da lente. Esta marca dependeda dupla propriedade de dureza e deformação do material. Atítulo de exemplo, se aplicarmos, com idêntica compressão, umpico abrasivo sobre diversos materiais, estes reagem de maneiradiferente:

- uma barra de borracha deforma-se com extrema elasticidadee volta ao seu estado inicial após remoção do pico, sem nenhumamarca;

- uma barra de vidro deforma-se muito pouco e depois fractura-se se a compressão ultrapassar um determinado limite, deixandouma marca muito visível;

- uma barra de alumínio deforma-se por ductilidade da matériae a marca terá a forma adquirida no momento da deformaçãomáxima.Assim, existe uma «lei de comportamento» própria de cadamaterial. Os técnicos representam-na habitualmente por meio deum gráfico, em que a % de deformação é apresentada no eixo dasabcissas e o valor da compressão no eixo das ordenadas (pressão«σ» em pascais). Para qualquer material, a lei de comportamentoé uma curva, que parte de 0 e termina num ponto R em que seproduz a ruptura: σR é a compressão no ponto de ruptura e XR éa deformação no ponto de ruptura. Na Figura 25, estãorepresentadas as leis de comportamento típico de uma lentemineral e de uma lente orgânica (CR39®). Conclui-se que:

- a lente mineral fractura-se sob o efeito de uma compressãorelativamente elevada, mas sem se ter deformado muito, einversamente,

- o polímero fica estalado, devido a ruptura, por uma compressãonitidamente mais fraca que a suportada pela lente mineral e, alémdisso, do limiar de deformação ao ponto de ruptura, pode sofrer umadeformação permanente importante, sem ruptura nem estilhaços.O conhecimento do comportamento de cada material é essencialpara definir a «protecção aos riscos» que pode ser aplicada.

Figura 25: Lei do comportamento de uma lente mineral e deuma lente orgânica.

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Figura 26 : Princípios da «quartzagem»:a) Riscos finosb) Riscos grossos.


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Figura 27: Princípio dos vernizes clássicos – estrutura organo-siliciosa.

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Dez anos mais tarde, a necessidade de resolução do problemaparticular das lentes anti-reflexos deu origem a uma terceirageração de revestimentos endurecedores – os vernizesnanocompósitos. Era preciso colmatar a diferença entre aspropriedades mecânicas dos polímeros orgânicos e as das finascamadas minerais do anti-reflexos, para produzir um conjuntosimultaneamente coeso e flexível. Os vernizes nanocompósitos,constituídos por uma matriz orgânica com nanopartículasminerais dispersas, podiam conter até cerca de 50% de sílica,oferecendo portanto uma rigidez superior à dos vernizespolissiloxanos. Além disso, a dimensão nanométrica destaspartículas – de 10 a 20 nm – eliminava qualquer risco dedifusão da luz e assegurava uma perfeita transparência. Aomesmo tempo que resolviam a problemática do anti-reflexos, osvernizes nanocompósitos solucionavam realmente o problemados riscos, devido à resistência aos riscos finos da componentemineral e à resistência aos riscos grossos da componenteorgânica.

Depois, a «quartzagem» regressou ao mercado (por volta dadécada de 1990), como resposta alternativa ao desafioparticular da protecção das lentes tratadas com anti-reflexos. Aideia era depositar sobre o polímero uma camada mineralespessa e dura, a servir de base ao tratamento anti-reflexos. Aresistência às agressões fracas era boa, mas a camadafracturava-se sob as fortes agressões, e os resultados globais nãoforam satisfatórios.

De natureza completamente diversa, a «plasma-polimerização»constituiu também uma tentativa de resposta para o problemados riscos. A técnica consiste em criar, numa estufa sob vácuo,um plasma, ou seja, produzir uma descarga eléctrica num gássob fraca pressão, e em introduzir depois um monómero gasosorico em siloxanos. Este último polimeriza-se sob o efeito daenergia fornecida pelo plasma, para formar, por condensação,uma película sólida sobre as lentes colocadas na estufa. Oelevado preço de custo, a complexidade do controlo de fabricoe o defeito deste processo, por aumentar as irregularidades dasuperfície das lentes, impediram o seu efectivo desenvolvimento.

Os vernizes nanocompósitos finalmente provaram ser a melhorresposta para a questão do aumento da resistência aos riscosdas lentes orgânicas, e o seu uso generalizou-se depoisamplamente.

Medição e controlo da eficácia anti-abrasão

A medição da resistência das lentes à abrasão é essencial parao respectivo controlo. Esta medição deve ser rápida, fácil deefectuar e simples de interpretar. Os fabricantes desenvolverammétodos de testagem que consistem em submeter lentes deamostra, representativas de um lote de fabrico, a simulações deabrasão ou de agressão. Eis alguns dos testes mais utilizados:

- Teste Bayer : a lente é submetida a um movimento de vaivémnum tabuleiro com um pó abrasivo – areia ou alumina – degranulometria definida. A medida da difusão da luz na lentetestada comparada com a difusão numa lente padrão forneceuma avaliação da abrasão produzida.

- Teste do abrasímetro: uma fita incrustada de finas partículasabrasivas – carborundo, por exemplo – e sob um determinadopeso, passa um certo número de vezes sobre a lente de amostra.A luz transmitida por difusão nesta lente é comparada com adifusão numa lente padrão.

- Teste da palha-de-aço: existem vários métodos de fricção –de forma mecânica e reprodutível ou manual e demonstrativa –de uma lente com um esfregão de palha-de-aço fina. Compara-se a lente de amostra com a lente padrão visualmente ou pormeio de um aparelho normalizado de medição da difusão da luz.

Figura 28: Medição da eficácia anti-abrasão: teste Bayer

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Os reflexos parasitas da luz nas superfícies da lente são denatureza diversa: reflexão na face convexa, reflexão na facecôncava e reflexão interna. A reflexão reduz a transmissão dalente e tem efeitos indesejáveis: os reflexos perturbam a visãodo portador e são inestéticos para o observador.Analisemos em detalhe os efeitos dos diferentes tipos dereflexão da luz e as soluções fornecidas pelos tratamentos anti-reflexos.

1. Diferentes tipos de reflexão da luze respectivos efeitos

a. Reflexão na face convexa e reflexão interna naface côncavaAlém do fenómeno de refracção da luz através de cada uma dassuperfícies da lente (que assegura o efeito corrector da lente),produz-se em simultâneo um fenómeno de reflexão da luz emcada face: primeiro na face convexa da lente, depois na facecôncava, após atravessar a espessura da lente. Esta reflexão estána origem da redução da intensidade de luz transmitida pela lente.A intensidade da luz reflectida é tanto maior quanto mais elevadofor o índice de refracção do material, e pode ser quantificada,para cada face, por meio do coeficiente de reflexão:

R = n – 1

n + 1

Assim, a quantidade total de luz perdida por reflexão aoatravessar as duas faces de uma lente é:

Se considerarmos que o índice das lentes normalmente maisusadas é n = 1.6, deduz-se que a quantidade de luz geralmenteperdida por reflexão é, em média, cerca de 10% do fluxoluminoso incidente. Assim, conclui-se que é imperiosa anecessidade de aplicar um tratamento anti-reflexos nas lentescom índices de refracção elevados, pois a perda de luz podeatingir 15 a 20% no caso das lentes de muito alto índice.Com um tratamento anti-reflexos, é possível reduzir a proporçãode luz reflectida – logo, perdida – para menos de 1% (verFiguras a seguir).

D Tratamento Anti-Reflexos

Índice 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9

Total da luz reflectida 7,8 % 10,4 % 12,3 % 15,7 % 18,3 %

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Figura 29: Redução da intensidade luminosa por reflexão daluz nas faces da lente.

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b. Reflexão na face côncavaUm fenómeno importante é o da reflexão, na face côncava dalente, da luz originada por uma fonte situada atrás do portadordas lentes. Este tipo de reflexão pode ser muito incómodo,especialmente em condições de fraca iluminação ambiente,como por exemplo na condução nocturna. Com efeito, esta luzreflectida indesejável vem sobrepor-se à luz proveniente docenário observado, provocando uma redução dos contrastes eportanto da qualidade de visão, e pode mesmo ser a causa defenómenos de encandeamento. Para mais detalhes, ver a seguiro «Suplemento: Benefícios visuais dos tratamentos anti-reflexos».

c. Dupla reflexão internaUm fenómeno particular de desdobramento das imagens podeigualmente produzir-se, por reflexões internas na lente.Desencadeia-se do seguinte modo: após refracção através daface convexa da lente, o feixe luminoso atinge a face côncava, eproduz-se, por um lado, uma nova refracção do feixe luminosoe, por outro lado, uma 2ª reflexão da luz que cria um feixeluminoso secundário. Este último, após uma nova reflexão naface convexa da lente e refracção através da superfície côncava,dá origem a uma 2ª imagem de menor intensidade que aimagem principal e ligeiramente desviada em relação a esta.Para o portador, traduz-se na percepção de um desdobramentode imagem: uma 2ª imagem de menor intensidade, uma espéciede «eco» da imagem principal de forte intensidade.

Figura 30: Alteração dos contrastes da visão, por reflexão daluz na face côncava da lente.

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Figura 31: Desdobramento de imagens, por reflexões internasda luz na lente.

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d. Reflexão na face convexaO fenómeno de reflexão da luz mais evidente e mais conhecidoé o «efeito de espelho». Trata-se da reflexão da luz na faceconvexa da lente, facilmente visível por um observador colocadoà frente do portador: produz uma imagem espelhada da fontede luz ambiente (sol, iluminação exterior ou interior). Este tipode reflexão não perturba o portador, mas incomoda oobservador por não ver distintamente os olhos do seuinterlocutor: o efeito é essencialmente estético e não afecta avisão do portador das lentes. Frequentemente utilizado parapromover o uso dos tratamentos anti-reflexos, este argumentofoi por vezes contraproducente: o puro aspecto estético revelou-se muitas vezes insuficientemente convincente para motivar aadopção deste tipo de tratamento por parte dos consumidores.Com um tratamento anti-reflexos, é possível reduzir fortementeeste «efeito de espelho».

A) Aumento dos contrastes

Para mostrar o aumento dos contrastes proporcionado por umtratamento anti-reflexos, analisemos o esforço visual de umindivíduo ao tentar discriminar dois pontos objectos: para tal,examinemos a formação das imagens na retina. Como qualqueraparelho óptico, o olho apresenta imperfeições, e a imagemformada na retina de um ponto objecto não é um ponto mas umamancha luminosa. Assim, a visão de dois pontos apresenta-secomo a justaposição de duas manchas luminosas mais ou menosconfundidas. Se a distância que separa os dois pontos forsuficiente, a imagem retiniana formada permite discriminá-los.Quando os pontos se aproximam, as duas manchas tendem aconfundir-se e o indivíduo só tem a percepção de um único ponto.

Este fenómeno pode ser quantificado, a partir da intensidademínima e máxima da mancha luminosa, sob a forma do contrasteda imagem formada, segundo a fórmula:

C = (a – b) / (a + b)em que a é a intensidade máxima e b a intensidade mínima damancha luminosa retiniana (ver Figura 33). Para que os doispontos sejam vistos separados, C deve ser superior ao valorcorrespondente ao limite de detecção do olho.

Benefícios Visuais dos TrOs benefícios dos tratamentos anti-reflexos são principal-mentevisuais e depois estéticos: oferecem sobretudo maior confortovisual e contribuem adicionalmente para a estética das lentes.Estas vantagens nem sempre são bem compreendidas pelospróprios profissionais de óptica oftálmica e portanto, por maioriade razão, pelo grande público. Aprofundamos aqui, apoiados emresultados de estudos experimentais, a análise dos dois benefíciosvisuais mais significativos: acentuação dos contrastes e reduçãodos efeitos de encandeamento.

(1) Stuart G. Coupland, Trevor H. Kirkham: «Increased contrast sensitivitywith antireflective coated lenses in the presence of glare», CanadianJournal of Ophthalmology, 1981; 16 : 137-140.(2) Trevor H. Kirkham, Stuart G. Coupland: «Increased visual field area withantireflective coated lenses in the presence of glare», Canadian Journalof Ophthalmology, 1981; 16 : 141-144.(3) Catherine Eastell: «The effectiveness of AR-Multireflection coatings onnight driving», Escola Superior de Optometria de Cardiff, Universidade doPaís de Gales, 1991.(4) Estudo realizado nos EUA por um centro independente de investigaçãoda visão, 2004 / 2005.

Figura 32: «Efeito de espelho», por reflexão da luz na faceconvexa da lente.

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Figura 33a: Aumento dos contrastes por meio dos tratamentosanti-reflexos.

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Copyright © 2010 ESSILOR ACADEMY EUROPE, 13 rue Moreau, 75012 Paris, France - All rights reserved – Do not copy or distribute.Copyright © 2010 ESSILOR ACADEMY EUROPE, 13 rue Moreau, 75012 Paris, France - All rights reserved – Do not copy or distribute.

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Suponhamos que o indivíduo é um automobilista a conduzir denoite, e tenta distinguir nitidamente ao longe os faróis de doisciclistas circulando em sentido contrário. Mas surge por trás deleuma viatura, cujos faróis se reflectem na face côncava das suaslentes: os reflexos parasitas criam uma mancha luminosa naretina, de intensidade uniforme, que vem adicionar-se àintensidade dos dois pontos observados (os faróis dos ciclistas). O resultado é uma nítida diminuição do contraste, assim obtido:

C’ = (a’ – b’) / (a’ + b’) Tal diminuição pode fundir numa única imagem a visão dos doisciclistas anteriormente bem distintos, ou pode mesmo fazerperder a percepção da sua presença.

Um tratamento anti-reflexos pode minimizar ou mesmo eliminartotalmente este efeito, por meio da redução da reflexão da luzna face côncava da lente.

B) Redução do encandeamento

Diversos estudos(1) mostraram que, em presença de uma fonteluminosa perturbadora, os tratamentos anti-reflexos permitemmelhorar consideravelmente a sensibilidade aos contrastes. Osestudos consistiam na observação de miras de contrastenormalizadas, por pacientes alternativamente equipados comlentes sem tratamento ou com tratamento anti-reflexos esubmetidos ou não a um encandeamento proveniente de trás.Os resultados apresentados na Figura 34 representam:

- a curva da normal sensibilidade ao contraste destes pacientes, sem encandeamento;

- a diminuição da sensibilidade ao contraste causada peloencandeamento, com lentes sem tratamento anti-reflexos;

- a recuperação da sensibilidade ao contraste obtida devidoao tratamento anti-reflexos, em condições idênticas deencandeamento.

Da mesma maneira, foi possível estabelecer que, emdeterminadas condições de encandeamento, o campo visual deum indivíduo com óculos é sensivelmente mais amplo comlentes anti-reflexos que com lentes sem tratamento(2).Por outro lado, também foi demonstrado(3) que uma lente comtratamento anti-reflexos permite, em condições de conduçãonocturna, reduzir de 2 a 5 segundos o tempo de recuperaçãoda visão normal após encandeamento, em relação a lentes semtratamento; este intervalo de tempo corresponde ao percursode uma distância de 28 a 70 m à velocidade de 50 km/hora…

Por último, um estudo(4) realizado com cem pacientesdemonstrou uma nítida preferência pelas lentes com tratamentoanti-reflexos comparativamente às lentes sem tratamento,segundo diversos critérios de avaliação (visão global, no trabalhocom computador, na condução nocturna, conforto visual,reflexos). Este estudo mostrou também que o uso de lentes anti-reflexos provoca uma redução significativa da fadiga visual.

As lentes anti-reflexos permitem limitar consideravelmente osefeitos indesejáveis da reflexão da luz: acentuam os contrastes,reduzem os efeitos do encandeamento (particularmente emcondições de fraca iluminação) e proporcionam um confortovisual nitidamente superior.

atamentos Anti-Reflexos

Figura 33b: Formação das imagens de pontos separados na retina.

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Figura 33c: Efeito de reflexão parasita.

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Figura 34: Redução dos efeitos do encandeamento por meiodos tratamentos anti-reflexos.

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Encandeamento com anti-reflexos

Encandeamentosem anti-reflexos

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2. Princípios do tratamento anti-reflexos

O tratamento anti-reflexos consiste em depositar sobre assuperfícies da lente uma série de finas camadas sobrepostas, paraque os raios de luz reflectida interfiram entre si de forma a anularem-se. Para tal, é preciso explorar a natureza ondulatória da luz e pôras ondas luminosas reflectidas em «interferência destrutiva».

Analisemos o fenómeno que se produz com uma camada isoladado tratamento (Figura 35). O feixe luminoso incidente decompõe-se num feixe reflectido por esta camada e num feixe refractado quea penetra. Este último atinge então a superfície da lente e divide-se por sua vez num feixe reflectido e num feixe refractado. Seestabelecermos rigorosamente a espessura e o índice de refracçãoda camada de tratamento depositada sobre a lente, conseguimosque estas duas ondas reflectidas se anulem: para tal, é preciso queestas se sobreponham e estejam em «oposição de fase», ou seja,que uma onda esteja no seu máximo de intensidade quando aoutra estiver no seu mínimo e inversamente. Obtém-se assim umaanulação da luz reflectida. Toda a luz que não é reflectida étransmitida, logo a transmissão da lente aumenta nitidamente.

Figura 35: Princípios do tratamento anti-reflexos.

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Para haver anulação da luz reflectida, os cálculos mostram quea camada extra-fina depositada sobre a lente deve ter:

- um índice de refracção n’ igual à raiz quadrada do índicede refracção do material n;

- uma espessura que seja um múltiplo de λ / 4.n’, sendo λo comprimento de onda da luz a anular.

Com um tratamento «mono-camada», é possível suprimir areflexão para um dado comprimento de onda da luz, mas éimpossível eliminar as reflexões do conjunto das radiações doespectro visível. Opta-se por anular especial-mente as reflexõesdo domínio espectral a que o olho é mais sensível, ou seja, a luzverde – amarela (λ = 555 nm), razão pela qual a reflexãoresidual terá neste caso cor azul ou púrpura.

Para obter uma atenuação global no conjunto do espectro,utiliza-se o princípio do tratamento «multi-camadas», queconsiste em eliminar a reflexão residual jogando com asinterferências múltiplas de ondas reflectidas por várias camadas.Cada uma destas camadas produz uma onda de luz reflectida,as diversas ondas são desfasadas umas em relação às outras einterferem multiplamente entre si. Um cálculo complexo permitedeterminar como anular quase totalmente a luz reflectida. Se nocaso de um tratamento «mono-camada» a reflexão residual deluz é cerca de 2% em cada face, no caso de um tratamento«multi-camadas» esta é inferior a 1%. O efeito cromático (ouseja, a cor do reflexo residual), relevante no tratamento «mono-camada», é reduzido para um nível muito fraco no anti-reflexos«multi-camadas».Registe-se que a eficácia de um tratamento anti-reflexos não édirectamente proporcional ao número de camadas depositadas,mas depende da organização da sua sobreposição e dainteracção das diversas ondas reflectidas. Conforme osfabricantes, um tratamento anti-reflexos multi-camadas pode sercomposto por 3 a 8 camadas.

Por último, note-se que, por princípio, o tratamento anti-reflexosfunciona na interface entre a lente e o ar, e que, portanto, esteé sempre aplicado na fase final da cadeia de produção da lente.

Figura 36a: Princípios do tratamento anti-reflexos «multi-ca-madas»: múltiplas interferências.

Figura 36b: Princípios do tratamento anti-reflexos «multi-camadas»: anulação das ondas reflectidas.

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3. Caracterização e resultados dostratamentos anti-reflexos

a. Eficácia do anti-reflexos

A eficácia de um tratamento anti-reflexos é medida a partir dorespectivo «espectro de reflexão», curva que fornece, após otratamento, a intensidade da luz reflectida em função docomprimento de onda (ver Figura 37). A área situada sob a curvarepresenta a quantidade de luz ainda reflectida.A eficácia anti-reflexos pode ser classificada, de um modo geral,segundo os três níveis seguintes:

Eficácia Reflexão por face (ρ) Transmissão (τ)

Alta 0,3 a 1,0 % 97,5 à 99,0 %

Média 1,0 à 1,8 % 96,0 à 97,5 %

Standard 1,8 à 2,5 % 94,5 à 96,0 %

Figura 37 : Espectros de reflexão dos tratamentos anti-reflexos.

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b. Cor residual

A cor residual de um tratamento anti-reflexos é definida pelacomposição espectral da luz que reflecte. A reflexão residualpode apresentar diversas cores, consoante o tipo de tratamentodepositado na lente. Assim, na Figura 37 que representa oespectro de reflexão numa face de uma lente de índice 1.5:

- a linha branca representa a reflexão sem tratamento: todosos comprimentos de onda são reflectidos de modo uniforme aum nível de 4%;

- a curva azul representa a reflexão de um tratamento anti-reflexos mono-camada: a intensidade reflectida é maior no azule no vermelho, criando uma tonalidade púrpura;

- a curva amarela representa a reflexão de um tratamentomulti-camadas tipo Crizal ®, com reflexos residuais amarelo –verde.O controlo da cor dos reflexos residuais é um exercício técnicodifícil, pois a mínima variação do índice de refracção ou daespessura das camadas do tratamento anti-reflexos temconsequências imediatamente visíveis na cor destes reflexos.

Eis a razão pela qual, nos laboratórios, as duas lentes de umaarmação recebem geralmente o tratamento anti-reflexos nomesmo lote de fabrico. Por outro lado, no caso das lentesproduzidas em série, é necessário um controlo rigoroso, parapoder emparelhar numa armação duas lentes fabricadas emmomentos diferentes e com equipamentos diferentes. Por estemotivo, cada lote de fabrico inclui lentes de controlo, para severificar o respeito rigoroso das especificações de reflexão ecolorimetria dos tratamentos anti-reflexos realizados.

Por outro lado, além das razões estéticas, a escolha da corresidual de um tratamento anti-reflexos pode também fazer-secom base em critérios técnicos, especialmente em função dasensibilidade absoluta ou diferencial do olho às diversas cores.A decisão tomada acerca do reflexo verde – amarelo dotratamento Crizal ® foi tecnicamente fundamentada.

Para concluir, é possível efectuar tratamentos ditos«acromáticos», ou seja, com uma reflexão residual uniforme dasdiversas cores do espectro e sem uma cor específicaobservável… mas isto por vezes dificulta o reconhecimento dotratamento e a respectiva identificação!


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O sistema colorimétrico L*, a*, b*

Para caracterizar o reflexo residual de um tratamento anti-reflexos, utiliza-se o sistema colorimétrico L*a*b* (proposto em1976 pela Comissão Internacional da Iluminação). Este sistemaé uma «cartografia» das cores estabelecida segundo o eixo verde– vermelho das abcissas e o eixo azul – amarelo das ordenadas.Qualquer cor P é definida pelas coordenadas a* no eixo verde– vermelho e b* no eixo azul – amarelo, e pode ser quantificadapelas suas duas características essenciais:

- ângulo de matiz h* que traduz a cor, representado pelo ângulodefinido pelo segmento OP e pelo eixo verde – vermelho (eixo dasa*);

- saturação ou croma C* que traduz a intensidade da cor,representada pelo comprimento do segmento OP, desde aausência de tonalidade («acromática») no centro do sistema, atéà tonalidade pura («monocromática») na periferia deste.

Este sistema colorimétrico permite situar as diversas cores dosreflexos, tal como representado na figura a seguir.

Figura 38a: Sistema colorimétrico L*, a*, b*.

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Azul

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Figura 39: Princípio da aparição de franjas de interferência nasuperfície das lentes.

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Franjas de interferência na superfície daslentes orgânicas de alto índice

Por vezes, à superfície das lentes de alto índice revestidas de umverniz de protecção aos riscos de índice normal e comtratamento anti-reflexos, produz-se um fenómeno inestético deinterferências ópticas. Manifesta-se sob a forma de franjas deinterferência – alternância de bandas claras e escuras – quepodem ser observadas na superfície da lente. Estas franjasresultam da interferência das ondas luminosas reflectidas peloverniz de protecção aos riscos, por um lado, e pelo substrato,por outro lado, e são acentuadas pelo tratamento anti-reflexos.Este fenómeno produz-se apenas numa situação muitoparticular, quando estão reunidas as três condições seguintes:

- diferença significativa entre o índice de refracção da lente eo índice do verniz de protecção aos riscos: por exemplo, materialde índice 1.74 e verniz de índice 1.5;

- iluminação com luz monocromática: por exemplo, a de umalâmpada fluorescente (luz policromática com picosmonocromáticos); as franjas não surgem portanto com luznatural branca;

- existência de uma variação de espessura do verniz depositadona superfície da lente.Este fenómeno altera um pouco a estética da lente, mas não temquaisquer consequências visuais para o portador, pois não éperceptível.

A solução técnica para este problema é dupla:- utilização de um verniz de protecção aos riscos com um alto

índice de refracção, que atenua o fenómeno de interferênciaspor redução da diferença entre o índice do verniz e o índice dosubstrato (técnica designada «combinação» de índices);

- introdução de uma camada suplementar, entre o substrato eo verniz, destinada a eliminar por interferência destrutiva a ondareflectida pelo substrato (técnica designada «camada quarto deonda»)A utilização destas técnicas tende a generalizar-se na fabricaçãode lentes orgânicas de muito alto índice de refracção (n > 1.7).

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Figura 38: Diferentes reflexos residuais.

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Figura 40: Transmissão e reflexão da luz numa lente solar (deíndice 1.5 e absorção 67%):a) Lente branca sem tratamento anti-reflexos

(índice de desconforto = 22%);b) Lente branca com tratamento anti-reflexos

(índice de desconforto = 2%);c) Lente solar sem tratamento anti-reflexos

(índice de desconforto = 67%);d) Lente solar com tratamento anti-reflexos na face côncava

(índice de desconforto = 6%).

Tratamento anti-reflexos na face côncava daslentes solares

Numa lente solar, o tratamento anti-reflexos tem uma utilidade muitoparticular: eliminar os reflexos produzidos na face côncava da lente.Enquanto na face convexa de uma lente solar o tratamento anti-reflexos é dispensável, na face côncava pode ser essencial para oconforto visual do portador. Efectivamente, aplicar um tratamentoanti-reflexos na face convexa de uma lente solar para aumentar atransmissão da luz está até em contradição com o objectivo dalente, que é atenuar a intensidade da luz que atinge o olho. Pelocontrário, a ausência de tratamento anti-reflexos na face convexapode contribuir para eliminar cerca de 4% da luz incidente (numalente de índice 1.5), antes da sua penetração na lente. Razão pelaqual, além da questão estética, muitas lentes solares têm facesconvexas espelhadas. Mas o tratamento anti-reflexos na facecôncava tem um objectivo diferente: eliminar a reflexão da luzproveniente de fontes luminosas situadas atrás do portador.

Para explicar este fenómeno, considere-se a situação de umindivíduo com óculos a observar um objecto com umaintensidade de luz 100 e tendo o sol, com intensidade 500,situado atrás das costas. Numa lente com índice de refracção1.5, a luz reflectida em cada face é 4% sem tratamento anti-reflexos e 0,4% com tratamento. A reflexão da luz solar naface côncava da lente cria uma imagem parasita de intensidade500 x 4% = 20. Concentremo-nos na intensidade da luzrecebida pelos olhos do portador e, mais precisamente, narelação entre a intensidade da luz parasita recebida do sol porreflexão na face côncava e a intensidade da luz proveniente doobjecto observado e transmitida pela lente. Designemos estarelação de «índice de desconforto». Podem dar-se quatro casos:

- Se a lente for branca e sem tratamento anti-reflexos, a luztransmitida é 100 x 0,96 x 0,96 = 92 e o índice de desconfortoé 20 / 92 = 22% (Figura 40a).

- Se a lente for branca e com tratamento anti-reflexos nas 2 faces,a luz transmitida é 100 x 0,996 x 0,996 = 99 e a luz reflectida é500 x 0,004 = 2; o índice de desconforto é 2 / 99 = 2% (Figura40b).

- Se a lente for solar e possuir uma absorção interna de 67%, aluz transmitida é 100 x 0,96 x 0,33 x 0,96 = 30. A luz parasitareflectida pela face côncava continua a ser 20, logo o índice dedesconforto é 20 / 30 = 67% (Figura 40c). Note-se que, se o filtrosolar fosse mais forte, a intensidade da luz parasita poderia igualarou mesmo exceder a intensidade da luz recebida do objecto!

- Se esta lente solar tiver tratamento anti-reflexos na facecôncava, a luz transmitida é 100 x 0,96 x 0,33 x 0,996 = 32 ea luz parasita é 500 x 0,004 = 2; logo o índice de desconfortoé 2 / 32 = 6% (Figura 40d).Avalia-se assim a utilidade da aplicação de um tratamento anti-reflexos na face côncava das lentes solares, para aumentar oconforto visual dos portadores. Só podemos lamentar que talainda não seja prática corrente.

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4. Aplicação dos tratamentos anti-reflexos

O tratamento anti-reflexos requer elevada tecnicidade eequipamento muito sofisticado. Se a fabricação de uma lenteimplica alta tecnologia, a produção do anti-reflexos depende dealtíssima tecnologia. A técnica de fabrico do tratamento anti-reflexosconsiste em depositar sobre cada uma das faces da lente uma sériede finas camadas sobrepostas, com um índice de refracçãoespecífico, perfeita transparência, e espessura mínima controladaaté às décimas de nanómetro (ou seja, uma precisão de ± 10-10 m).Só a tecnologia de evaporação no vácuo permite satisfazer estasexigências e aplicar sobre as lentes, por condensação, um materialextremamente puro, com uma composição química rigorosamentecontrolada e uma espessura adequada perfeitamente monitorizada.A evaporação no vácuo – ou sublimação – consiste em levar assubstâncias minerais constitutivas do anti-reflexos ao estado gasoso,por aquecimento a temperaturas muito elevadas, numa atmosferade vazio provocado. Estas substâncias, assim vaporizadas numaestufa sob vácuo, depositam-se sobre a superfície da lente, emcamadas com espessura controlada em tempo real por meio deuma microbalança de quartzo piezoeléctrico. As diversassubstâncias constitutivas das diferentes camadas do tratamentoanti-reflexos são sucessivamente evaporadas, sobrepondo-se umassobre as outras.Para explicações mais precisas acerca das tecnologias deprodução, ver mais adiante o «Suplemento: Tecnologia de fabricodos tratamentos anti-reflexos».

Figura 41: Estufa de evaporação no vácuo.

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Os tratamentos anti-reflexos proporcionam um inegávelaumento do conforto visual dos seus portadores. O uso destestratamentos está em crescimento constante há váriasdécadas, mas a sua penetração no mercado é muito variávelentre os diversos países: desde a aplicação sistemática noJapão, até à opção raramente utilizada nos paísesemergentes. No total, a nível mundial, cerca de 50% daslentes actualmente vendidas têm tratamento anti-reflexos.Ninguém duvida que estes tratamentos continuarão emcrescimento nos anos futuros.


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1. Tratamento anti-sujidade

Um tratamento anti-reflexos apresenta à escala microscópicauma superfície irregular onde as sujidades – compostas pormoléculas aquosas ou lipídicas – podem alojar-se. Com efeito,as camadas extra-finas deste tipo de tratamento sãorelativamente porosas e a poluição oleosa ou as impurezaspodem incrustar-se nos poros da última camada. Para atenuareste inconveniente, recorre-se a técnicas utilizadas no fabricodas componentes electrónicas: consistem em revestir asuperfície com uma matéria com propriedades hidrofóbicas eoleofóbicas (ou seja, que reduz consideravelmente a aderênciada água e das substâncias oleosas). Estes tratamentos actuamde 3 maneiras:

- repelência das moléculas de sujidade e redução da respectivaaderência devido à energia muito fraca de superfície;

- oposição à migração das moléculas de sujidade para os micro-poros do tratamento anti-reflexos por obturação das lacunasintersticiais;

- aumento da eliminação das moléculas de água e de sujidadedevido à superfície mais deslizante da lente.

Este revestimento anti-sujidade é extremamente fino – da ordemde apenas alguns nanómetros de espessura – não tendo quaisquerconsequências no efeito anti-reflexos. É formado por componentes químicos que contêm cadeiasfluoradas ou hidrocarbonadas. Pode-se referir, por exemplo, ospolissilazanos fluorados cujas moléculas têm uma estrutura bastantecomplexa: por um lado, possuem radicais que actuam comoganchos sobre a sílica (que constitui a última camada do tratamentoanti-reflexos) dando muito boa aderência ao tratamento; por outrolado, possuem elementos ricos em flúor e dotados de uma forterepelência química da água e das gorduras.

E Tratamentos Anti-Sujidade e Anti-Poeira

Figura 42: Princípios do tratamento anti-sujidade: a) obturação das lacunas intersticiais do anti-reflexos.

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A eficácia de um tratamento anti-sujidade pode ser quantificadapelo «ângulo de contacto» de uma gota de água depositada sobrea superfície da lente, ou seja, o ângulo compreendido entre asuperfície da lente e a tangente à superfície da gota. Este ânguloé tanto maior quanto menor a superfície de contacto da gota coma lente e, portanto, quanto mais fraca for a aderência da gota.A eficácia anti-sujidade também pode ser medida pelo «ângulode deslize». A medição faz-se depositando uma gota de água dedimensão calibrada sobre a superfície da lente colocada nahorizontal e inclinando progressiva-mente a lente até a gotadeslizar sobre a superfície desta. O ângulo de deslize é o ângulode inclinação da lente no momento em que a gota começa adeslizar: quanto menor o ângulo, mais deslizante é a superfíciee portanto mais eficaz é o tratamento anti-sujidade.

Figura 42: Princípios do tratamento anti-sujidade: b) estrutura química do revestimento anti-sujidade.

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Figura 43: Eficácia do tratamento anti-sujidade:a) ângulo de contactob) ângulo de deslize.

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Se as primeiras gerações de tratamentos anti-sujidade apenasalisavam parcialmente as superfícies da lente (1ª geração do Crizal®, por exemplo), as novas moléculasaplicadas nas gerações seguintes permitiram realmente lacar assuperfícies, evolução perfeitamente perceptível ao limpar a lente(Crizal Alizé®). Este avanço foi ainda reforçado com o Crizal Forte®, por meio de uma densificação das moléculas fluoradas anti-sujidade, devido ao processo de fabrico HSD – High SurfaceDensity Process™ (ver mais adiante o «Suplemento: Tecnologiade fabrico dos tratamentos anti-sujidade»).

A eficácia destes tratamentos de minimização da aderência dasujidade é tal que dela resultam superfícies extremamentedeslizantes, apresentando também “o inconveniente darespectiva vantagem”: efectivamente, foi necessário acrescentaruma camada suplementar provisória, após a aplicação dotratamento anti-sujidade, para atenuar, temporariamente, oefeito deslizante e permitir ao óptico a blocagem das lentes semcorrer o risco destas girarem ou caírem durante o desbaste. Estacamada provisória suplementar, de cor azul, é retirada peloóptico após a montagem das lentes, mediante simples limpeza.O pleno efeito anti-reflexos da lente é então revelado.

2. Tratamento anti-poeira

Além de poder sujar-se, a superfície de uma lente orgânica podetambém atrair as poeiras por um fenómeno electrostático. Comefeito, o material orgânico é isolante e não condutor de cargas:ao esfregar a superfície da lente, especialmente durante a sualimpeza, geram-se cargas electrostáticas que não desaparecemrapidamente; estas cargas negativas atraem todas as partículasde pó carregadas positivamente. Por conseguinte, a lente nuncaestá perfeitamente limpa e sem pó.

Figura 44: Camada «azul» provisória.

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Para evitar este fenómeno, o princípio do tratamento anti-poeiraconsiste em acrescentar, mesmo no seio da estratificação anti-reflexos, uma camada condutora transparente que induz odesaparecimento das cargas. Estas são assim eliminadas emalgumas milésimas de segundo e, pelo facto de nãopermanecerem à superfície da lente, não atraem as partículasde poeira. Logo, as lentes mantêm-se perfeitamente limpas etotalmente livres de pó.

Esta técnica foi inicialmente aplicada no tratamento Crizal® A2e depois também no Crizal Forte®. Constitui, desde então, umadas características da gama de tratamentos Crizal®.

Figura 45: Princípio do tratamento anti-poeira:a) Princípio da atracção electrostática do pób) Repelência do pó numa lente tratada.

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Os tratamentos anti-sujidade permitiram ultrapassar um dosmaiores obstáculos ao desenvolvimento dos tratamentos anti-reflexos. A retenção de sujidades era efectivamente a principalcrítica que os portadores de lentes faziam a estes tratamentos.


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Tecnologia de Fabrico dos Tratamentos Anti-ReflexosA tecnologia de produção dos tratamentos anti-reflexos é muito sofisticada e requer equipamentos de alta tecnologia. Consiste emdepositar sobre a superfície das lentes uma série de camadas sobrepostas, transparentes, extremamente finas e com espessurasperfeitamente controladas. O tratamento é aplicado em lentes prévia e totalmente acabadas, ou seja, após surfaçage, eventual coloraçãoe, no caso das lentes orgânicas, do verniz de protecção aos riscos. As lentes são colocadas numa estufa sob vácuo, onde as diferentescamadas de tratamento são depositadas por evaporações sucessivas dos respectivos componentes.Passamos agora a descrever, detalhadamente, as diversas etapas do fabrico destes tratamentos.

A) Preparação das lentes antes do tratamento

Antes de depositar as diferentes camadas do anti-reflexos, énecessário limpar a superfície das lentes, para eliminar todos osresíduos das anteriores etapas de fabrico e obter uma purezaquase perfeita à escala molecular. Esta limpeza é efectuada emcubas com produtos detergentes activados por ultra-sons (a suaacção baseia-se no fenómeno da cavitação, que consiste emfazer variar fortemente e a alta frequência a pressão do líquido,e cujo efeito corresponde ao de uma enérgica escovagem).A colocação na estufa destas lentes ultra-limpas é feita em«atmosfera de sala branca» – ou seja, controlada quanto ao pó,humidade, temperatura e sob alta pressão – para eliminarqualquer depósito de pó, que faria descamar o tratamento ecriaria pontos brilhantes na superfície da lente.Por último, é efectuada uma limpeza final sob vácuo,imediatamente antes do depósito das camadas anti-reflexos:

- por «eflúvio», ou seja, por descarga eléctrica num gás sobfraca pressão; ou

- por bombardeamento iónico, uma espécie de decapagemda superfície da lente por meio de um canhão de iões (um poucocomo a decapagem de uma parede por meio de um jacto deágua a alta pressão) – técnica dita «Ion Pre-Cleaning» ou IPC.

B) Evaporação no vácuo

A evaporação no vácuo consiste em levar um corpo ao estado gasosopor aquecimento numa atmosfera de vazio provocado (sublimação).No caso dos materiais utilizados no tratamento anti-reflexos, para seobterem camadas de boa qualidade é necessário um aquecimentoa temperaturas compreendidas entre 1000º e 2200º C.

Figura 46: Esquema de uma estufa de evaporação no vácuo.

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Para atingir tais temperaturas, os materiais são postos num cadinhoem que o calor é criado por um destes dois processos:

- aquecimento por efeito de Joule: um cadinho de metalrefractário (tungsténio ou tântalo) ou de carbono é enchido como material sólido e é percorrido por uma intensa correnteeléctrica que o leva a uma alta temperatura; o material funde edepois evapora-se na estufa em direcção às lentes. (Este efeitode Joule é muito conhecido: por exemplo, constitui a base defuncionamento dos radiadores eléctricos).

- aquecimento por bombardeamento electrónico: um «canhãode electrões», baseado no mesmo princípio dos tubos catódicos(como os das antigas televisões), emite um feixe de electrõesfocalizado, por meio de electroímanes, no material a evaporarcolocado numa cavidade de formato apropriado. Os electrõessão absorvidos pelo material alvo, cedendo-lhe a sua energiasob a forma de calor e levando o material a uma temperaturatal que este se evapora.

Para realizar o tratamento, é necessário medir e controlar emtempo real a espessura de cada camada no decurso do depósitode material sobre a superfície da lente: um dos métodos maisutilizado consiste em pesar o material depositado por meio deuma microbalança de quartzo piezoeléctrico. Trata-se de umcristal de quartzo capaz de vibrar com uma frequência muitoprecisa (utilizado por esta razão nos relógios de quartzo). O valordesta frequência é alterado por depósito de uma massa sobreuma das suas faces. É o que acontece ao depositar-se uma finacamada de material sobre um cristal de quartzo colocado naestufa ao mesmo nível das lentes. Devido a um tratamentoelectrónico, a variação de frequência é transformada numamedição precisa da espessura e da velocidade de depósito dacamada extra-fina. Assim, a espessura das camadas depositadaspode ser controlada à décima de nanómetro.


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O que é o vácuo? E porquê o vácuo?

Numa estufa repleta de uma atmosfera gasosa, as moléculasestão permanentemente animadas de movimentos comtrajectórias rectilíneas e em colisão, quer entre si, quer com asparedes da estufa. Se diminuirmos o número de moléculaspresentes na estufa, se produzirmos o vácuo, a sua raridadeconduz à inexistência de colisões entre moléculas, e à suacolisão unicamente com as paredes da estufa. É o que se produznum equipamento de fabricação de tratamentos anti-reflexos: ovácuo é criado por bombagem e as moléculas do tratamento,vaporizadas na estufa, circulam sem colidir entre si atéencontrarem as paredes da estufa … ou a superfície das lentesa tratar com o anti-reflexos!O nível de vácuo criado na estufa é muito elevado: a pressãointerna é reduzida para cerca de 10-6 milibares, ou seja, quasedez vezes menor que o «vazio» existente na superfície da lua oumil milhões de vezes inferior à pressão atmosférica terrestre!

Só a tecnologia de evaporação no vácuo permite actualmenterealizar tratamentos anti-reflexos de qualidade. Efectivamente:

- permite transferir para a superfície das lentes, por condensação,materiais puros e de composição química rigorosamentecontrolada;

- possibilita a sobreposição de camadas com uma espessuraextremamente precisa (± 0,1 nm) e perfeitamente controlada;

- garante uma óptima aderência das diferentes camadas devidoa interfaces livres de qualquer poluição externa.

Figura 47: Pressão atmosférica e atmosfera de uma estufa sobvácuo.

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C) Características das camadas anti-reflexos

O efeito anti-reflexos é obtido pela sobreposição de camadasde diferentes materiais, sucessivamente vaporizados na estufae depositados na superfície das lentes. Os materiais utilizadossão óxidos de sílica (SiO2), de zircão (ZrO2), de titânio (TiO2),de nióbio (Nb2O5) e, no caso das lentes minerais, fluoreto demagnésio (MgF2). A composição exacta da estratificação e a espessura relativa dasdiversas camadas dependem da técnica do fabricante.As propriedades das camadas são muito condicionadas pelasdo substrato sobre o qual são depositadas. Por exemplo, aslentes minerais suportam temperaturas até 300º C, mas éimpossível submeter as matérias orgânicas a temperaturassuperiores a 100º C, porque amarelecem e depois decompõem-se. Assim, foi necessário desenvolver processos de fabrico abaixas temperaturas para o tratamento das lentes orgânicas. Poroutro lado, os coeficientes de dilatação térmica dos materiaisorgânicos são muito superiores aos dos materiais mineraisutilizados nos estratos do anti-reflexos, podendo criar tensõesna interface do substrato e do tratamento: isto explica, porexemplo, o facto de uma lente estalar quando submetida a umchoque térmico (por aquecimento excessivo nos equipamentosdo óptico (ventilette, por exemplo), ou por exposição prolongadaao sol junto ao tablier de um automóvel). Por isso, no caso dotratamento das lentes orgânicas, é preciso controlarperfeitamente a temperatura à superfície das lentes durante odepósito das camadas.Resumindo, os processos de aplicação das camadas anti-reflexos são complexos e requerem uma adaptação a cada umdos materiais.

D) Organização da aplicação do tratamento

Para receber o tratamento anti-reflexos, as lentes são colocadas,uma a uma, em suportes em forma de sector, apoiadas em arosadaptados. Estes sectores são dispostos sobre uma calote emforma de cúpula que é depois introduzida na estufa sob vácuo.As lentes são agrupadas, em séries de 100 a 150 no máximo,segundo os respectivos índices de refracção. A estufa é fechadae o vácuo é então criado por meio de várias bombas primáriase secundárias. Depois, a aplicação do tratamento consiste numasucessão de evaporações dos diversos componentes, que sedepositam sobre a face da lente virada para o interior da cúpula.O tempo de bombagem é de cerca de meia hora, e um ciclocompleto de evaporações demora cerca de uma hora.Terminado este ciclo, a estufa é aberta, a cúpula é extraída e aslentes são minuciosa-mente voltadas. Recomeçam então asmesmas operações de bombagem e de evaporação paratratamento da outra face das lentes. Depois do tratamentoterminar, as lentes são retiradas para serem inspeccionadas.

Tecnologia de Fabrico dos Tratamentos Anti-Reflexos

A produção dos tratamentos anti-reflexos requer equipamentossofisticados e portanto de custo extremamente elevado, masexige sobretudo um grande domínio técnico de todo o processo:o saber e a experiência do fabricante são fundamentais.


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Tecnologia de Fabrico dos Tratamentos Anti-SujidadeO tratamento anti-sujidade consiste em aplicar por cima doúltimo estrato do tratamento anti-reflexos, uma camadasimultaneamente hidrofóbica e oleofóbica de espessura muitofina (com apenas alguns nanómetros).Este revestimento pode ser aplicado de dois modos diferentes:

- por um processo de imersão semelhante ao utilizado notratamento de protecção aos riscos, mas muito mais simples;

- por evaporação no vácuo, na estufa do tratamento anti-reflexos, sendo imediatamente depositado sobre a últimacamada da estratificação anti-reflexos.

Este revestimento é um composto químico, que contém por umlado cadeias fluoradas e hidrocarbonadas e por outro ladomoléculas à base de silício. As moléculas de silício permitem aaderência das moléculas fluoradas à superfície do anti-reflexos.O composto apresenta-se geralmente sob a forma de ummaterial líquido, e é vaporizado na estufa sob vácuo no final daaplicação do tratamento anti-reflexos, por um processo deevaporação semelhante ao utilizado para as outras diversascamadas. Então, deposita-se sobre a superfície do último estratodo anti-reflexos, colmatando as irregularidades e os poros destetratamento e formando uma camada extremamente fina dealguns nanómetros.

A primeira geração do tratamento anti-sujidade (Crizal®) apresentavaum número limitado de cadeias fluoradas, o que tornava a superfícieda lente só parcialmente hidrofóbica e oleofóbica. Depois, essenúmero foi muito aumentado até a superfície ficar extremamentedeslizante (Crizal Alizé®). Atingido este ponto, tornou-se necessárioaplicar uma camada suplementar provisória, para reduzir o efeitodeslizante e permitir aos ópticos a montagem das lentes.Posteriormente, o processo HSD (High Surface Density Process™)permitiu aumentar ainda mais o número de moléculas fluoradasdepositadas na superfície do anti-reflexos, revestir melhor a lentecom uma camada mais densa e mais espessa, e assim tornar otratamento anti-sujidade ainda mais eficaz (Crizal Forte®).

Figura 48: Densificação do tratamento anti-sujidade peloprocesso HSD.

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O princípio da produção do tratamento anti-poeira consiste emintroduzir na estratificação anti-reflexos uma camadasuplementar transparente, condutora das cargas electrostáticas.Esta camada assegura o efeito anti-estático do tratamento daseguinte maneira: as cargas negativas geradas durante a limpezadas lentes são imediatamente eliminadas por condução eportanto não atraem as poeiras com cargas positivas.

As condições de aplicação desta camada devem ser muito bemcontroladas, para se obter simultaneamente uma boa condutividadee uma perfeita transparência. Para tal, a espessura e a densidadedesta camada transparente e condutora são monitorizadas devidoà utilização da i-technology™, uma adaptação das tecnologiasespaciais e das fibras ópticas. Trata-se de um processo de aplicaçãodo anti-reflexos baseado na utilização de iões:

- por um lado, antes do depósito da estratificação anti-reflexos, as lentes são submetidas a um bombardeamentoiónico, para limpar as superfícies e permitir uma aderênciaperfeita e duradoura do tratamento;

- por outro lado, durante o processo de evaporação, asmoléculas são energizadas pelos iões, o que permite uma grandedensificação da camada antiestática e um depósito perfeitamenteuniforme.

Tecnologia de Fabrico dos Tratamentos Anti-Poeira

Figura 49: Tratamento anti-poeira por meio da i-technology™.

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3.Resistência e ProtecçãoUma lente oftálmica, além de fina, leve e transparente, deve ser também protectora: deve resistir aos choques e proteger eficazmente osolhos dos efeitos nocivos da radiação solar.

Na terceira parte deste caderno, referem-se em pormenor as propriedades de resistência e filtração das lentes.

A Resistência aos Choques A resistência aos choques é uma propriedade fundamental eabsolutamente necessária: uma lente oftálmica deve resistir àsagressões da vida quotidiana sem se partir; não pode nuncarepresentar um risco, mesmo mínimo, para o portador, pelocontrário, deve constituir uma protecção. Ao longo do tempo, aresistência aos choques das lentes oftálmicas foiconsideravelmente reforçada. Inicialmente, as lentesexclusivamente minerais eram naturalmente frágeis e partiam-se facilmente: nessa época, eram objecto de tratamentos detêmpera química ou térmica para melhorar a resistência.Posteriormente, surgiram as lentes orgânicas com qualidadesnaturais superiores, em termos de resistência, que muitocontribuíram para o seu sucesso. Por fim, foi criadaregulamentação para impor às lentes oftálmicas normas deresistência e garantir aos portadores toda a segurançanecessária.Descrevemos agora as circunstâncias em que uma lente podequebrar, e recordamos as normas de resistência aos choquesque se aplicam às lentes oftálmicas.

1. Mecanismo de ruptura

A resistência aos choques de uma lente oftálmica resulta dacombinação da resistência natural do material utilizado, daespessura da lente, da presença de tratamentos de protecção aos riscos e anti-reflexos e de um eventualtratamento anti-choques.Se ocorrer um embate, geralmente sofrido na face convexa, oprocesso de ruptura da lente é o seguinte: depois de uma certaamplitude de deformação, cria-se uma estria incipiente na facecôncava da lente; esta estria constitui um ponto fraco a partirdo qual a energia mecânica do choque se concentra,provocando o seu alargamento e a sua propagação, sob a formade fissura, através da espessura da lente.Em caso de embate, os materiais orgânicos e os materiaisminerais têm comportamentos totalmente diferentes:

- as lentes minerais, muito frágeis à extensão, têm um limiarde resistência muito pequeno e partem-se muito facilmente:necessitam de tratamentos de têmpera térmica ou química, oque tornou mais difícil a sua utilização e causou a sua regressão;

- as lentes orgânicas têm intrinsecamente um melhorcomportamento: a sua estrutura molecular confere-lhes umaboa plasticidade e uma grande amplitude de deformação antesda ruptura, permite-lhes absorver grande parte da energia dochoque e resistir melhor.Os diversos tipos de materiais orgânicos têm propriedadesdiferentes: as matérias termoplásticas, devido à relativaliberdade e mobilidade das suas cadeias moleculares, podemdissipar melhor a energia recebida dos choques. As matériastermoendurecidas, devido à sua estrutura de redes reticuladas,são mais rígidas e têm menor resistência. Assim, o CR39®cumpre as normas em condições de espessura mínima; opoliuretano tem uma boa resistência mas pode partir-se; opolicarbonato tem uma excelente resistência e não se quebra:é o material resistente por excelência, utilizado inclusivamenteno fabrico de lentes de protecção. Os materiais orgânicos dealto índice são geralmente mais resistentes que o CR39® masmenos resistentes que o policarbonato.

Por outro lado, note-se que os tratamentos de protecção aosriscos e anti-reflexos fragilizam as lentes e tornam-nas menosresistentes que as lentes não tratadas. No caso de um embate,a fissura nasce na estratificação anti-reflexos, naturalmente maisfrágil devido à sua natureza mineral, transmite-se ao verniz deprotecção aos riscos e depois ao substrato: a lente no seuconjunto fica fragilizada pelo seu componente mais fraco. Pararemediar este facto e reforçar a resistência aos choques destaslentes, incorpora-se, entre o substrato e o verniz de protecçãoaos riscos, uma camada de um «verniz primário» de tipoelastómero, capaz de deter a propagação da fissura devido àsua natureza elástica. Esta camada serve também para favorecera aderência do tratamento de protecção aos riscos e permitir aaplicação de vernizes mais duros.

Figura 50: Mecanismo de ruptura de uma lente oftálmica: fis-suras incipientes na face côncava podem propagar-se através da espessura da lente e provocar a suaruptura.

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2. Normas de resistência aoschoques

As normas de resistência aos choques relativas às lentesoftálmicas diferem um pouco consoante os países: nos E.U.A.,é a norma de resistência à queda de uma pequena esfera,emitida pela Food and Drug Administration1 (FDA), que é válida;na Europa e na Ásia, é a norma de resistência à pressão de umaforça de 100 newton, enunciada pelo Comité Européen deNormalisation2 (CEN), que é aplicada.Especificando:

- Norma FDA (de resistência dinâmica): estipula que umalente oftálmica deve resistir à queda, no centro da sua faceconvexa, de uma esfera de aço, com 16 g de massa e 16 mm(5/8 de polegada) de diâmetro, partindo de uma altura de 1,27m (50 polegadas). Numa amostragem de lentes testadas, atolerância é de 6,5% de lentes partidas. Emitida em 1972, estanorma esteve na origem do grande desenvolvimento das lentesorgânicas nos E.U.A. e nos países que a adoptaram.

- Norma CEN (de resistência estática): estipula que umalente oftálmica deve resistir à pressão de uma força de 100newton (ou seja, de uma massa de 10 kg) aplicada durante 10segundos sobre a face convexa: a lente não deve quebrar, nãodeve estalar com perda de matéria, e não deve deformar-se (avariação da flecha não deve exceder 4,5 mm). Todas as lentesdevem obedecer às exigências desta norma. Para ser válida, ostestes são realizados com as lentes mais frágeis, ou seja, as depotências negativas.

Note-se que estas normas se referem a mínimos de resistênciaaos choques, a que todas as lentes devem obedecerobrigatoriamente. Mas os fabricantes são livres para levar maislonge as qualidades dos seus produtos: é o caso da Essilor, queoptou por ser muito mais exigente do que as normas quanto àresistência aos choques das suas lentes. Figura 51 : Testes de resistência aos choques:

a) Teste FDA: queda, sobre a face convexa da lente, deuma esfera de aço com 16 g de massa e 16 mmde diâmetro, partindo de uma altura de 1,27 m.

b) Teste CEN: aplicação, sobre a face convexa dalente, de uma força de 100 newton durante 10segundos.

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Referências das normas de resistência aos choques em vigor:Norma ISO 14889; Norma ANSI Z 80.1 – 1987; Norma ISO2859-1.

1 Serviços ministeriais de supervisão dos produtos alimentares e dos medicamentos.

2 Comité Europeu de Normalização.

A resistência aos choques é uma característica essencial paraproteger os olhos dos portadores das agressões mecânicas econferir às lentes a devida durabilidade. Esta resistência temimportância primordial no caso do equipamento óptico dascrianças. Os materiais orgânicos resolveram esta questão deforma muito satisfatória: actualmente, é o policarbonato,perfeitamente inquebrável, que constitui a melhor solução.


As radiações emitidas pelo sol

As radiações solares que atingem a Terra são um pequenosubconjunto do vasto campo das vibrações electromagnéticas,que se estendem das radiações cósmicas às ondasradioeléctricas. Cada radiação é caracterizada pela suafrequência ν ou pelo seu comprimento de onda λ = c / ν (c =velocidade da luz, ou seja, 300 000 km / s). A radiação solarpresente na superfície da Terra cobre o intervalo compreendidoentre λ = 280 nm e λ = 2000 nm e inclui:

- a radiação visível, ou seja, a que desencadeia a estimulaçãodos receptores retinianos após atravessar os meios intra-oculares,e que abrange, segundo os valores normalizados, de λ= 380 nm(violeta) a λ = 780 nm (vermelho);

- para aquém do domínio visível, os ultravioletas com comprimentode onda λ= 380 nm a 280 nm, distinguindo-se 2 tipos:

• os UVA (de 380 a 315 nm) cujo efeito bronzeador é bem conhecido;• os UVB (de 315 a 280 nm) responsáveis pelas queimaduras da pele.As radiações UV que atingem a Terra são constituídas por 95% deUVA e 5% de UVB. As radiações com menor comprimento de onda,as UVC (de 280 a 200 nm), são perigosas e são interceptadas pelacamada de ozono que envolve a atmosfera.

- para além do domínio visível, os infravermelhos que se estendemde λ = 780 nm a λ = 2000 nm, e são para lá destes valoresabsorvidos pelo vapor de água presente na atmosfera.A luz visível é portanto um pequeno conjunto de ondas do grandecampo das radiações electromagnéticas, notáveis pelo facto deinteragirem com os nossos olhos e nos permitirem ver o mundo.

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B Protecção contra a luzO olho humano possui um certo número de defesas naturais quelhe permitem proteger-se da luz: obturação reflexa das pálpebras,constrição pupilar, filtração por parte dos meios transparentes,adaptação retiniana à intensidade da luz, etc. Mas esta protecçãopode ser insuficiente e podem surgir lesões, por efeito cumulativo,nas próprias estruturas do olho. O recurso à protecçãosuplementar de uma lente filtrante, de forma permanente, permiteaumentar a protecção e o conforto visual, e em condiçõesespecíficas, permite proteger os olhos de uma radiação luminosa

de forte intensidade. Esta lente filtrante tem uma dupla função:reduzir o nível da intensidade da luz que atinge o olho, e eliminar,por absorção, as radiações nocivas. A lente pode ser detransmissão fixa (com coloração uniforme ou esbatida – dégradée)ou de transmissão variável, ou seja, fotocromática.Vamos agora recordar a necessidade de protecção contra asradiações solares, examinar depois os princípios gerais daprotecção solar, e por fim referir os diferentes tipos de lentesfiltrantes.

Figura 52: Radiações electromagnéticas e luz solar.

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UVC UVB UVA

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LuzVisível

Ultra-violetas

Infra-vermelhos

Radar TV FM OC PO GOFeixesHertzianos

Micro-ondas

Ultravioletas

Raios Cósmicos

Raiosγ

RaiosX

Luz Visível Infravermelhos

Comprimento de Onda λ

(nm)

Comprimento de Onda λ

(m)

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Transmissão da luz através das diferentesestruturas do olho

- A luz visível atinge a retina, incluindo os curtos comprimentosde onda de forte energia.

- Os UVA são em grande parte absorvidos pelo cristalino, maspodem atingir a retina, particularmente no caso das crianças.

- Os UVB são maioritariamente absorvidos pela córnea, masuma pequena parte atinge o cristalino.

- Os UVC são totalmente absorvidos pela camada de ozono.

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1. Necessidade de protecção dosolhos contra as radiações solares

O sol marca o ritmo da nossa vida, fornece-nos luz e calor, mas nemtodas as suas radiações são benéficas. Algumas, nomeadamenteas ultravioletas e a luz azul, podem ser perigosas a longo prazo.Referimos seguidamente em detalhe os seus efeitos na visão e nasestruturas do olho.

Figura 53: Transmissão da luz através das diferentes estruturasdo olho.

70%

35,5%

11%

13%

19%

50% 1,5%

200 nm

280 nm

315 nm

380 nm

450 nm490 nm

560 nm590 nm630 nm

780 nm

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UVB

UVA

LUZVISÍVEL

CÓRNEA RETINA

CRISTALINO MÁCULA

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a. Efeito dos ultravioletasA exposição aos ultravioletas é uma causa importante de lesõesoculares. Algumas destas lesões são irreversíveis e podemprovocar uma perda parcial ou total da visão. Mais precisamente,a luz ultravioleta pode estar na origem de irritações oculares,secura dos olhos, lesões da conjuntiva, foto-queratites, oftalmias(ou queimaduras da córnea como a «cegueira da neve»),opacidades do cristalino, catarata precoce, e também afecçõesretinianas particularmente nas crianças.A luz ultravioleta constitui portanto um perigo quotidiano,especialmente quando a sua concentração é maior: no Verão,quando a radiação solar é mais intensa; a meio do dia, quando osol atinge o zénite; na montanha, onde a neve reflecte 80% daradiação; a grande altitude, onde as radiações aumentam cercade 10% por cada 1000 m de altura; à beira-mar, devido à reflexãoda luz solar na água (20%) e na areia (10%); na cidade, onde assuperfícies brilhantes reflectem a luz e os UV.Assim, convém proteger não só os olhos mas também a peledestes efeitos nocivos!

b. Efeitos da luz azulA luz azul é a mais energética do espectro visível. Tambémdesignada pelo termo «AEV» (alta energia visível), cobre odomínio espectral de 380 a 500 nm, dos violetas (380 a 420nm) aos azuis (420 a 500 nm). Rica em energia, a luz azul é maisdifundida na atmosfera que os outros comprimentos de ondado espectro visível (segundo a lei de Rayleigh): razão pela qualo céu limpo tem cor azul. A luz azul está presente na luz directado sol, mas também é emitida por muitas fontes de luz artificial.Porque penetra no olho, a luz azul tem efeitos na visão e naretina:

- Efeitos na visão: devido à sua mais forte difusão nos meiostransparentes, é um factor importante do encandeamento. Poroutro lado, por ser focalizada à frente da retina pelo sistemaóptico do olho, está na origem de uma impressão de falta denitidez.

- Efeitos na retina: tal como as radiações ultravioletas, a luzazul participa na degradação das células retinianas (epitéliopigmentar e foto-receptores): uma exposição repetida e/ouprolongada à luz azul pode provocar foto-traumatismos naretina; a longo prazo, os efeitos cumulativos da exposição à luzazul são considerados como um factor de risco dedegenerescência macular ligada à idade (DMLI) e portanto deperda da acuidade visual.

importante referir aqui que nem todas as lentes solares sãouma protecção eficaz contra os ultravioletas e, por maioria derazão, contra a luz azul. As lentes coloridas que não filtramestas radiações nocivas, só protegem os olhos doencandeamento pela redução da intensidade da luz visível: apupila dilata-se, então, por reacção reflexa e deixa penetrarno olho uma maior quantidade de luz, por consequência,ainda mais radiações nocivas. Conclui-se, portanto, que umalente solar de má qualidade pode ser pior que a ausência deprotecção. É evidentemente inaceitável que este tipo delentes possa ser proposto por profissionais de ópticaoftálmica.


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b. Classificação das lentes em função da luztransmitidaUm filtro de luz pode ser caracterizado pelas suas propriedadesfísicas de transmissão da luz – factor de transmissão τ, curva detransmissão e filtração UV – e pelas propriedades fisiológicas daíresultantes: factor relativo de transmissão da luz visível τν. Estefactor τν é específico da óptica oftálmica e resume aspropriedades fisiológicas do filtro num único número: a relaçãoentre o fluxo de luz emergente da lente e o fluxo de luz incidentena lente tal como são percepcionados pelo olho, ou seja,ponderados para cada comprimento de onda pela eficácia relativaespectral νλ do olho (ver a definição precisa no Suplemento acercada «caracterização das propriedades de transmissão de uma lenteoftálmica»). Este factor corresponde a uma definição internacionalnormalizada e é utilizado para a classificação das lentes em cincograus de transmissão da luz: de 0, para as lentes claras, a 4, paraas mais escuras. Os critérios de classificação baseiam-se não sónas propriedades de transmissão da luz visível da lente, mastambém de transmissão dos UV-A e dos UV-B. Estes critérios sãoestabelecidos para lentes planas com uma espessura de 2,0 mmcom luz incidente normal.

2. Lentes filtrantes em geral

a. Princípio da filtragem / absorção das lentesOs materiais são compostos por moléculas formadas porátomos, as unidades elementares da matéria, que por sua vezsão constituídos por um núcleo e por electrões. A interacção destas moléculas com a luz traduz-seprincipalmente por uma excitação dos electrões, que passam deum estado electrónico fundamental S0 a um estado excitado S1.A diferença entre estes dois níveis de energia pode ser registadapor meio de um espectrómetro que fornece, mediante opção,uma representação gráfica designada espectro (ou curva) deabsorção ou de transmissão. Um espectro constitui uma marcacaracterística de uma molécula ou de um dado encadeamentode moléculas. Todas as matérias absorvem a luz mas de zonasdistintas do espectro solar.Quanto maior a densidade electrónica da ligação das moléculasque constituem o polímero, directamente relacionada com anatureza dos átomos e com o modo de ligação destes entre si,mais o espectro de transmissão se desloca em direcção aosgrandes comprimentos de onda. No caso das lentes brancas, aconstituição intrínseca do polímero é geralmente suficiente parafiltrar a maioria dos ultravioletas, caso contrário é possívelacrescentar moléculas suplementares ditas «absorventes UV»para obter uma protecção total. Para uma protecçãosuplementar contra a luz visível, nas lentes solares por exemplo,incorporam-se no polímero corantes que, devido à fortedensidade de electrões, deslocam o espectro de absorção paraa luz visível e asseguram assim o efeito de filtragem.

A cada uma destes graus de transmissão da luz correspondeuma descrição, uma indicação de uso e uma representaçãográfica normalizadas apresentadas na Figura 56:- grau 0 caracteriza as lentes brancas ou muito levementecoloridas, utilizadas permanentemente;- grau 1 corresponde às colorações intermédias, entre lentesbrancas e lentes solares;- graus 2, 3, 4 referem-se às lentes solares e correspondem a níveisde luz solar média, forte e excepcionalmente forte, respectivamente.Os pictogramas são normalizados e definem, por meio de imagensinternacionalmente convencionadas, o uso recomendado paracada grau de coloração e os respectivos limites. Com efeito, estanormalização da classificação das colorações é acompanhada porrestrições de uso, que devem ser comunicadas aos utilizadores,mais precisamente: uso das lentes não recomendado para acondução automóvel nocturna se a intensidade de coloraçãoatingir ou ultrapassar o grau 1; uso das lentes não recomendadopara a condução automóvel se pertencerem ao grau 4.Figura 54: Modelo teórico da absorção da luz.

Figura 55: Classificação das lentes em função da luz transmitida.

Grau defiltração

Domínio espectral ultravioleta

Domínio espectral visível

Valor máximo da transmissão

solar UV-BτSUVB

280-315 nmUVB(%)

315-380 nmUVA(%)

Valor máximo da transmissão

solar UV-AτSUVA

de(%)

a(%)

80,0

43,0

18,0

8,0

3,0

100,0

80,0

43,0

18,0

8,0

0

1

2

3

4

τv

τv

0,5 τv1,0

0,125 τv

Transmissão da luz visível

τv

380-780nm

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V4

S1

S0

V3V2V1V0

V4V3V2V1V0

Energia

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Absorção

Comprimento de Onda (nm)

Espectro

Transmissão


Espectro


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c. Cor e transmissão de uma lenteA cor de uma lente é determinada pela composição cromática daluz que transmite, excepto no caso particular das lentes espelhadas,e resulta do somatório das radiações visíveis recebidas pelos olhosdo observador.A partir unicamente da cor de uma lente, é difícil avaliar com precisãoas suas propriedades de transmissão. Contudo, podem estabelecer-se alguns princípios gerais:• a cor cinzenta transmite as radiações visíveis mais uniformemente;• a cor castanha absorve mais o azul-verde que o laranja-vermelho;• a intensidade da cor traduz a quantidade de absorção da luz visível;• a cor não está relacionada com a absorção dos ultravioletas ou dosinfravermelhos.

Inversamente, é igualmente difícil estabelecer a cor de uma lente apartir da respectiva curva de transmissão. A escolha da cor é feita em função das propriedades de absorçãopretendidas, e da eventual tendência ametrópica do indivíduo – omíope prefere geralmente o castanho e o hipermetrope o verde –mas também em função dos gostos pessoais do portador. Por outrolado, a tradição cultural pode também ter influência: o cinzento e ascores neutras são considerados «bons filtros» no mundo anglo-saxão,e a Europa continental prefere a cor castanha, por oferecer melhorprotecção contra as radiações da zona inferior do espectro visível epor reforçar os contrastes.

Figura 57: Curvas de transmissão da luz para diversas cores(cinzento, castanho, verde).

100

80

60

40

20

0

38

0

40

0

45

0

50

0

55

0

60

0

65

0

70

0

75

0

78

0

τν

λ(nm)

Figura 56: Descrição e indicações de uso dos diferentes grausde transmissão da luz.

Lente branca ou muito levementecolorida

Lente medianamentecolorida

Lente muito escura

Lente escura

Lente levemente colorida

PictogramasGrau Descrição

0

1

2

3

4

Luz solar excepcionalmente forte.Lente não adequada para a condução automóvel.

Luz solar forte

Luz solar média

Luz solar atenuada

Interiores – Céu encoberto

Indicações de Uso

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d. Respeito da visão das coresA redução de luz proporcionada pelas lentes filtrantes estáassociada à questão do respeito da visão das cores.Efectivamente, um filtro colorido, que possui uma certaselectividade espectral, deforma inevitavelmente a visão dascores. Por um fenómeno de «adaptação cromática», o cérebrohumano é capaz de minimizar os efeitos e de restabelecer, emgrande parte, a paleta relativa das cores naturais. Mas estefenómeno tem limites e a cor observada corresponde àdeformação residual após adaptação cromática. A cor éevidentemente função do filtro de luz e, mais precisamente, darespectiva selectividade espectral. Por isso, certos tipos de colorações (como as Cores Fisiológicas®)foram estudados para minimizar a deformação das cores e reduziro «percurso cromático» de adaptação que o sistema visual deveefectuar. O princípio consiste em seleccionar, para cada uma dascolorações clássicas em castanho, cinzento, cinzento-verde oupreto, uma nova coloração que, do ponto de vista teórico,transforma menos as coordenadas colorimétricas de uma fonteluminosa cromática de referência (ver Figura 58) e, do ponto devista prático, é mais apreciada pelos portadores. Para definir asnovas colorações, primeiro é calculado um índice teórico derestituição das cores, pela soma das distorções cromáticas finais,após adaptação cromática simulada, de amostras de cores dereferência. Este índice é utilizado para se fazer uma primeiraselecção de colorações, que depois são avaliadas na prática poruma amostra de pacientes. Desta forma, pode-se proporcionarmaior conforto visual aos portadores de lentes solares, não sebaseando a escolha da coloração unicamente em critériossubjectivos ou estéticos, mas também em critérios fisiológicos.

Figura 58: Índice de distorção das cores – campo vectorial deuma lente colorida:a) Coloração clássica b) Cores fisiológicas ®.(Vectores curtos indicam uma fraca distorção das cores: a perturbação é menor e a visão é mais confortável).

b

a

b

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Transmissão versus absorção da luz:A luz que atravessa uma lente sofre uma redução devido à reflexãonas suas superfícies e à absorção do material. A reflexão é caracterizada pelo factor de reflexão ρν; a absorção é caracterizada pela absorção interna αi, ou seja, pelaproporção da luz absorvida entre a face de entrada e a face de saídada lente (ver mais abaixo). Assim, quando se refere uma absorçãode 15%, significa que uma redução interna do fluxo luminoso de15% se acumula à redução devida à reflexão da luz nas superfíciesda lente branca. No caso de uma lente oftálmica branca, estaabsorção é insignificante; no caso de uma lente filtrante constituiuma das funções da lente.Tal como é definida, a absorção não caracteriza o efeito da reduçãototal da intensidade luminosa da lente, mas apenas o efeito daredução interna. Razão pela qual se opta geralmente pelo conceitode «luz transmitida» – que integra o conjunto dos fenómenos queactuam sobre a intensidade luminosa – em vez de «luz absorvida»que só caracteriza a absorção interna da lente.

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Suplemento

Caracterização da Transmissão de uma Lente OftálmicaA luz transmitida por uma lente é a luz que não é reflectida nemabsorvida pela lente, e depende da composição química domaterial e dos eventuais tratamentos aplicados nas superfíciesda lente.Assim, o fluxo luminoso Φτ que atinge o olho corresponde ao fluxoΦ incidente na face convexa da lente subtraído do fluxo Φρreflectido pelas 2 superfícies da lente e do fluxo Φα eventualmenteabsorvido pelo material, tal que Φτ + Φρ + Φα = Φ.A percepção do portador da lente resulta da combinação de 3elementos: intensidade e composição espectral da luz incidente,reflexão e absorção pela lente e respectivas selectividades espectraise, por fim, sensibilidade do olho às diferentes radiações visíveis.Referimos seguidamente os diversos factores utilizados paracaracterizar as propriedades de transmissão, reflexão eabsorção das lentes oftálmicas.

A. Caracterização da transmissão deuma lente oftálmica Factor de transmissão τDefinido pela relação τ = Φτ / Φ, caracteriza as propriedadesde transmissão de uma lente pela relação entre o fluxo luminosoΦτ emergente da superfície de saída e o fluxo luminoso Φincidente na superfície de entrada. Em geral, este factor écalculado para cada comprimento de onda λ da luz e é entãodesignado factor espectral de transmissão τ(λ).

Curva de transmissãoDescreve as propriedades físicas da lente enquanto filtro de luz,apresentando a variação do seu factor espectral de transmissão τ(λ)em função do comprimento de onda. Esta curva permite observar aselectividade espectral do filtro.

Factor relativo de transmissão da luzvisível τνEste factor é específico da óptica oftálmica, e resume aspropriedades fisiológicas do filtro num único número: a relação entreo fluxo de luz emergente da lente e o fluxo de luz incidente na lente,tal como são percepcionados pelo olho, ou seja, ponderados paracada comprimento de onda pela eficácia relativa espectral ν(λ) doolho. Este factor é calculado por meio da seguinte fórmula:

em que τ(λ) = factor espectral de transmissão do filtro, ν(λ) = eficácialuminosa relativa espectral do olho, e SD65(λ) é a distribuição espectralda radiação da fonte de luz normalizada. Este coeficiente τν é outilizado para definir os graus de coloração das lentes oftálmicas e paraas classificar em função da respectiva transmissão da luz.

Figura 59: Transmissão de uma lente oftálmica.

φλ

60

40

20

(W/m

2.μ

m)

0380 400 450 500 550 600 650 700 750 780

dλ λ(nm)

φλ

60

40

20

(W/m

2.μ

m)

0380 400 450 500 550 600 650 700 750 780

dλ λ(nm)

φλ

60

40

20

(W/m

2.μ

m)

0380 400 450 500 550 600 650 700 750 780

dλ λ(nm)

φλ

60

40

20

(W/m

2.μ

m)

0380 400 450 500 550 600 650 700 750 780

dλ λ(nm)

τλ

τ

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(%)

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0380 400 450 500 550 600 650 700 750 780

dλ λ(nm)

νλ

100

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(%)

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0380 400 450 500 550 600 650 700 750 780

dλ λ(nm)

νλ

100

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(%)

60

40

20

0380 400 450 500 550 600 650 700 750 780

dλ λ(nm)

ν

τ (λ) . ν(λ) . SD65(λ).dλ 380

780

∫

380

780

∫ ν (λ). SD65 (λ).dλ

τν =


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RAT

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ENTO

S

B) Caracterização da reflexão de umalente oftálmica Factor de reflexão ρDefinido pela relação ρ = Φρ / Φ, caracteriza a reflexão nainterface de dois meios transparentes pela relação entre o fluxoluminoso reflectido Φρ e o fluxo luminoso incidente Φ. Em geral,determina-se o factor espectral de reflexão ρ(λ) para cadacomprimento de onda λ da luz incidente.

Ao nível de um dioptro de separação entre o ar e um meiotransparente com índice de refracção n, sob incidência normal daluz, o factor de reflexão é dado pela seguinte fórmula estabelecidapor Fresnel (Augustin Fresnel, físico francês, 1788-1827):

ρ =n – 1

n + 1

Este factor representa um travão à passagem da luz através dodioptro e é utilizado como um coeficiente redutor aplicado aofluxo de luz incidente. Assim, um fluxo luminoso Φ, ao atravessarum dioptro com factor de reflexão ρ, é reduzido de uma fracçãoΦρ e fica, após atravessar o dioptro, Φ . (1 − ρ). No caso de umalente oftálmica, o fenómeno da reflexão produz-se na faceconvexa e na face côncava da lente, e o fluxo reflectido total édado pela expressão Φρ = Φ . ρ . (2 − ρ), pressupondo-se ainexistência de absorção interna da luz.

Factor de reflexão da luz visível ρνEste factor é utilizado em óptica oftálmica para caracterizar oefeito visual da reflexão pela relação entre o fluxo de luzreflectida e o fluxo de luzincidente, tal como sãopercepcionados pelo olho, ouseja, ponderados para cadacomprimento de onda pelaeficácia relativa espectral ν(λ)

do olho. Este factor é calculado da seguinte maneira:em que ρ(λ) = factor espectral de reflexão do filtro, V(λ) = eficácialuminosa relativa espectral do olho, e SD65(λ) é a distribuiçãoespectral da radiação da fonte de luz normalizada.

C) Caracterização da absorção de umalente oftálmica Factor de absorção αi

Definido pela relação αi = Φα / Φin, caracteriza a absorção deuma lente pela relação entre o fluxo luminoso Φα = Φin - Φex

absorvido entre as faces de entrada e de saída da lente e o fluxoluminoso Φin penetrado na lente. Se a absorção da lente variarcom o comprimento de onda, o factor espectral de absorçãointerna αiλ da lente é determinado da mesma forma para cadacomprimento de onda λ da luz incidente.

A quantidade de luz absorvida na travessia de um material édada pela Lei de Lambert (Johann Heinrich Lambert, matemáticode origem francesa, 1728-1777), que estabelece que camadasde espessura igual de um material têm uma absorção de luz igual(em %), qualquer que seja a intensidade da luz (por outraspalavras, que a absorção é função exponencial da espessura).Assim, é possível deduzir que o fluxo luminoso Φex que atinge asuperfície de saída da lente é dado pela fórmula Φex = Φin . e-kx

em que k é o coeficiente de extinção específica do material e xé a espessura de material atravessada pela luz. O factor deabsorção interna é dado por αi = 1 - e-kx, sendo aplicado comoum coeficiente redutor tal que Φex = Φin . ( 1 - αi ).

Aplicação – cálculo do fluxo luminosotransmitido por uma lente:

Considere-se um fluxo luminoso incidente Φ que atinge asuperfície de uma lente:- após reflexão parcial no primeiro dioptro, o fluxo quepenetra na lente é : Φ . (1 − ρ);- este fluxo sofre uma redução ao atravessar a lente, e fica Φ . (1 − ρ) . (1 − αi) quando atinge a segunda face da lente;- produz-se então uma nova reflexão da luz e o fluxo queemerge é: Φτ = Φ . (1 − ρ)2 . (1 − αi).

( )2

ρ (λ) . ν(λ) . SD65 (λ).dλ 380

780

∫

380

780

∫ ν (λ). SD65 (λ).dλ

ρν =

Transmissão e filtragem dos UVA óptica oftálmica interessa-se muito particularmente pelaspropriedades de absorção dos ultravioletas das lentes,caracterizada pela taxa de transmissão dos UV (UVA e UVB) oupela absorção dos UV. A taxa de transmissão dos UV é aproporção de luz transmitida na zona dos UVA (315 a 380 nm) ena zona dos UVB (280 a 315 nm), e é expressa em %. A absorçãoUV é determinada, na curva de transmissão da lente, pelocomprimento de onda abaixo do qual a lente transmite menos de1% da luz, e é expressa em nm.


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Figura 60: Gama das Cores Fisiológicas ®.

Graus

0

1

2

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4

PHYSIOBRUN PHYSIOGRIS PHYSIOXV PHYSIOBLACK

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Figura 61: Curvas de transmissão da luz para os diversos grausde intensidade – CR39 brun (castanho), de 0 a 4.

280

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90

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70

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50

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30

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10

0

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τν

Grau 0

Grau 1

Grau 2

Grau 3

Grau 4


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3. Lentes filtrantes de cor fixa

a. Lentes solaresO princípio da protecção contra as radiações solares consiste,por um lado, em reduzir o nível de intensidade da luz visível(cerca de 60 a 95%) e, por outro lado, em eliminar as radiaçõesnocivas, especialmente os ultravioletas. Assim, a acção da lentesolar é dupla: a eliminação dos ultravioletas é assegurada pelomaterial, e a redução da intensidade da luz visível pela coloraçãoda lente.A classificação internacional atrás referida define 3 categoriasde lentes que podem ser usadas para a protecção solar:

- grau 2 (τν de 43 a 18%) para luz solar média;- grau 3 (τν de 18 a 8%) para luz solar forte;- grau 4 (τν de 8 a 3%) para luz solar excepcionalmente forte.

A transmissão dos UVA (λ = 315 a 380 nm) deve ser igual aomáximo do valor do τν para o grau 2 e a metade desta taxa paraos graus 3 e 4. A dos UVB (λ= 280 a 315 nm) não deve excederum décimo do τν qualquer que seja o grau de coloração.

A eliminação dos ultravioletas é um factor essencial daprotecção solar. Os materiais orgânicos de alto índice filtram osUV sistematicamente, mas o CR39 não, e por isso deve-seobrigatoriamente acrescentar um absorvente de UV aomonómero, no caso das lentes solares planas fabricadas emsérie, ou aplicá-lo sobre a superfície da lente, no caso das lentescorrectoras produzidas à unidade. Não seria obviamentecorrecto propor aos consumidores lentes que não filtrassem osUV e que implicassem o risco de ser mais prejudiciais do quebenéficas. Infelizmente, nem todas as lentes solares existentesno mercado cumprem estes preceitos, e portanto é essencialque os profissionais de óptica oftálmica se certifiquem, junto dosfornecedores, das características das lentes que propõem aospacientes ou clientes.

Por outro lado, o filtro solar pode ser selectivo do ponto de vistaespectral, ou seja, pode eliminar certas cores do espectro e/ouaumentar a transmissão de uma parte específica do espectro.Esta selectividade visa geralmente eliminar os ultravioletas e aluz azul.

Por último, no capítulo sobre os tratamentos anti-reflexos,referimos o benefício visual decorrente da aplicação destetratamento na face côncava das lentes coloridas. Além doconforto visual proporcionado por estas lentes, certostratamentos anti-reflexos são especialmente estudados para aslentes solares, com o objectivo de reduzir a reflexão na facecôncava da lente, não só da luz visível, mas também maisespecificamente das radiações ultravioletas (Crizal Sun®, porexemplo).

b. Lentes filtrantes dos ultravioletas e da luzazul

1) Lentes com melaninaA melanina é um pigmento natural, existente nos cabelos, napele e nos olhos. Este pigmento protege o corpo dos efeitosnocivos do sol, mais particularmente dos ultravioletas e da luzazul, por exemplo, dando à pele um tom bronzeado. Ao nível doolho, actua contra a degradação das células retinianasabsorvendo os fotões e dissipando a respectiva energia. De ummodo geral, a quantidade de melanina naturalmente presenteno corpo é tanto mais elevada quanto mais escura for a cor dosolhos, dos cabelos e da pele.O princípio das lentes com melanina consiste em integrar na suacomposição, no próprio seio da lente, pigmentos de melaninasintética, que reforçam a protecção natural dos olhos.


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Se intercalarmos, entre esta luz reflectida e o olho, um filtropolarizado de eixo vertical – portanto com direcção de polarizaçãoperpendicular ao plano de vibração da luz reflectida – é possíveleliminar totalmente esta luz. O funcionamento das lentes polarizadas baseia-se neste princípio.

Figura 62: Princípio de actuação de uma lente polarizadora:a) Polarização da luz reflectidab) Eliminação por meio de filtro polarizador.

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Estas lentes têm a propriedade de proteger os olhos contra aluminosidade ambiente ofuscante (essencialmente devida à luzazul), acentuar os contrastes e contribuir para retardar oenvelhecimento da retina e da pele do contorno dos olhos.Eliminam 100% dos UV e 98% da luz azul, e contribuem assimpara preservar a visão dos portadores.As lentes são castanhas e produzidas em policarbonato: umapelícula colorida de espessura uniforme é adicionada durante afabricação, sobre a face convexa da lente, depois revestida porum verniz protector. Têm assim uma cor natural e uniforme,qualquer que seja a sua potência.Estas lentes com melanina são especialmente recomendadaspara as crianças, cuja protecção é essencial, para as pessoascom olhos claros e pele branca, naturalmente menos protegidas,e para os adultos com mais de 60 anos, cuja protecção naturaldiminui com o tempo.

2) Colorações para actividades desportivasA prática de um desporto requer muitas vezes uma protecçãoocular especial. O meio ambiente, as condições de luminosidadee as exigências visuais são função do desporto praticado: o tipode lente indicado difere consoante a modalidade desportiva.Além da correcção óptica, as lentes reforçam a visão doscontrastes e optimizam a eficiência visual dos desportistas,devido à sua coloração específica.Para corresponder a esta procura, criou-se uma gama de«colorações para desportos» (Sports-Solutions™) estudadas emcolaboração com desportistas de alta competição. Esta gama é constituída por uma série de cores especificamenteadaptadas às exigências dos diversos tipos de actividadesdesportivas: por exemplo, castanho-claro, grau 2, para o golfe;amarelo polarizado grau 2, para o ciclismo; castanho polarizado,grau 3, para os desportos náuticos; castanho-escuro, grau 4,para o alpinismo, etc.Estas colorações são aplicadas em lentes de policarbonato, quealiam a leveza à incomparável resistência aos choques. Todas aslentes desta gama eliminam 100% dos UV e, no mínimo, 92%da luz azul, para assegurar uma perfeita protecção dos olhos eaumentar a percepção dos contrastes. As lentes podem ainda beneficiar, na face côncava, dotratamento anti-reflexos específico das lentes solares (Crizal®Sun) e, na face convexa, de um efeito espelhado.

c. Lentes polarizadasA luz é uma vibração electromagnética que se transmite emtodos os planos em volta da direcção da sua propagação.Quando é reflectida por uma superfície plana, polariza-se, ouseja, vibra apenas num único plano: o plano perpendicular ao plano de incidência (definido peladirecção do raio luminoso e a normal à superfície no ponto deincidência). Por exemplo, quando a luz do sol é reflectida poruma superfície horizontal, como uma estrada ou um plano deágua, esta vibra apenas no plano perpendicular ao plano verticalque passa pelo ponto de incidência e que inclui a direcção dereflexão da luz (ver Figura 62); neste plano o eixo de vibraçãoda luz é horizontal.

Benefícios das lentes polarizadas

As lentes polarizadas oferecem dois benefícios essenciais aosportadores de lentes solares: redução do encandeamento ereforço da percepção do relevo e das cores. Estes benefíciosresultam da eliminação da luz reflectida horizontalmente.Efectivamente, esta luz reemitida por reverberação não só temuma intensidade ofuscante, como também perturba a visão porse sobrepor à luz proveniente do objecto observado. Eliminandoselectivamente tal luz, suprime-se uma causa importante deencandeamento e anula-se uma componente luminosaperturbadora dos contrastes. A visão é portanto maisconfortável e mais perfeita, por se reduzir a fadiga visualassociada ao encandeamento e por se melhorar a percepçãodos contrastes dos objectos.


Para reconhecer uma lente polarizada …

É relativamente fácil verificar se uma lente é ou não polarizada: bastaobservar, através da lente, a intensidade da luz reflectida, porexemplo, pela estrada ou pelo capô de um automóvel, ou aintensidade da luz emitida por um ecrã LCD ou de plasma, e rodar alente em volta do respectivo eixo – se a luz se reduzir ou desaparecertotalmente para uma certa orientação da lente e se for máxima paraa orientação perpendicular, a lente é polarizada; se a intensidade daluz se mantiver constante, a lente não é polarizada.

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Comparativamente, as lentes solares tradicionais reduzem oencandeamento provocado pelo sol e pela luz reflexaunicamente pela diminuição global do nível de transmissão daluz visível; não actuam especificamente sobre a luz reflectidaperturbadora, e portanto proporcionam um conforto visual maislimitado que o obtido com lentes polarizadas.

Em relação às qualidades de filtragem das lentes polarizadas, éinteressante referir os seguintes aspectos particulares:

- a redução da luz é em parte devida ao próprio princípio dapolarização: eliminação de todas as ondas que não vibram noplano vertical;

- as películas polarizadas são sempre coloridas: são geralmentecinzentas, cinzentas-verdes ou castanhas, mas podem também teroutras cores, e a intensidade de coloração pode atingir o grau 3;

- um filtro polarizado não é naturalmente protector contra osUV: esta propriedade depende das qualidades do material a queestá associado e/ou do tratamento particular deste último.

Note-se que o uso de lentes polarizadas pode originarfenómenos particulares:

- percepção de uma cor azul ou púrpura em alguns pára-brisasde automóveis, devido à polarização da luz transmitida atravésdestes vidros, e resultante da composição ou do tratamento dosmesmos;

- forte redução ou mesmo anulação da luz ao observar ecrãsLCD e de plasma (como os dos GPS, telefones, computadoresportáteis, televisões, etc.), devido à polarização da luz por elesemitida. Este problema é actualmente resolvido pela polarizaçãonão mais horizontal mas oblíqua da luz.

Os filtros polarizados são, por exemplo, obtidos por extensão de películasde polivinilacetato (PVA) com intensidade reforçada por corantes e cujasmoléculas fortemente esticadas polarizam a luz. Nas lentes oftálmicas,afocais solares ou correctoras, o efeito polarizado é obtido pela inserçãode uma película polarizadora muito fina no interior da lente durante a suafabricação (ver o Suplemento a seguir). Note-se que esta película possuiuma certa orientação e que deve ser inserida na lente tendo em conta oeixo de uma eventual prescrição (eixo de astigmatismo ou orientação deuma lente progressiva, por exemplo). Assim, as lentes polarizadascorrectoras contêm referências permanentes (gravações) e referênciasprovisórias (marcações), que permitem orientar a lente na montagem. Aslentes polarizadas são maioritariamente produzidas em CR39 epolicarbonato, mas existem também em materiais orgânicos de alto índicee em matéria mineral.

Figura 63: Efeitos das lentes polarizadas:a-a’) Anti-encandeamentob-b’)Reforço dos contrastes.

As lentes polarizadas têm um vasto campo de aplicação paraos portadores de lentes solares, pois além de reduzirem aintensidade da luz, diminuem o encandeamento e acentuam oscontrastes. Os condutores e os praticantes de actividadesnáuticas ou de pesca reconhecem toda a utilidade destas lentes,por eliminarem a luz reflectida numa estrada molhada ou nasuperfície da água.As lentes polarizadas têm grande expansão no domínio dasafocais solares, mas a sua aplicação como correctoras, unifocaise progressivas solares, é mais recente e o seu uso ainda muitopouco difundido. A gama de lentes Xperio™, cujo nome significa«eXperience the outdoors like never before», tem por objectivocontribuir para desenvolver este mercado.

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d. Filtros especiaisO objectivo destes filtros é transmitir selectivamente certasradiações e absorver outras parcial ou totalmente. Estes filtrospodem ter duas funções distintas:

- função de protecção, reduzindo ou anulando o efeito nocivode certos comprimentos de onda e/ou diminuindo a energialuminosa que penetra nos olhos;

- função de estimulação, transmitindo selectivamente certoscomprimentos de onda que melhoram a percepção do portador.

Existe uma grande variedade de filtros, e portanto damosapenas alguns exemplos:

Filtros que interceptam os UVOs filtros que aumentam a absorção natural dos UV por partedos materiais orgânicos e minerais brancos podem ser utilizadospara reforçar a protecção contra estas radiações. Para permitiro uso permanente destas lentes, estudámos filtros quereduzissem apenas ligeiramente a transmissão do espectrovisível. Por exemplo, a intercepção dos UV por parte de ummaterial orgânico tradicional como o CR39 é de 355 nm, maspode ser elevada para 400 nm, mediante a aplicação de umtratamento de superfície constituído por um filtro de UVassociado a uma leve coloração castanha de grau 0 (Figura 64a);caso contrário, o filtro adquire uma tonalidade amarelada. Deum modo geral, note-se que os materiais orgânicos sãomelhores filtros de UV que os materiais minerais e que, entre osorgânicos, os materiais de alto índice, incluindo o policarbonato,filtram mais UV que o CR39.

Filtros que acentuam os contrastesEstes filtros absorvem as radiações ultravioletas e azuis etransmitem especificamente a parte central do espectro visível.Por exemplo, um filtro amarelo claro (grau 1) elimina a difusãoda luz azul e transmite especificamente os comprimentos deonda próximos do máximo de sensibilidade do olho (Figura64b). Permite melhorar a percepção dos contrastes com céuencoberto, tendo utilidade, por exemplo, para os condutores,montanheses e caçadores. Do mesmo modo, um filtro amarelo-laranja mais intenso (grau 1,2 ou 3) filtra as radiações UV e azuisaté 400, 445 455 nm respectivamente e transmiteespecificamente a zona central do espectro (Figura 64b). Podeser utilizado para melhorar a visão e o conforto visual dosamblíopes e dos afáquicos.

Filtros de alta absorçãoEstes filtros absorvem as radiações UV e as da parte inferior doespectro visível e só transmitem as da parte superior. Porexemplo, um tratamento castanho-vermelho escuro (grau 3 ou4), que intercepta todas as radiações até 445 nm (grau 3) ou560 nm (grau 4) e transmite selectivamente as radiações daparte superior do espectro visível, permite reduzir a estimulaçãodos bastonetes da retina e fazer repousar o sistema escotópicomantendo a acuidade visual (Figura 64c).

Muitos filtros são aplicáveis nas lentes orgânicas em CR39,afocais ou correctoras, podendo ser eficazes para os pacientesamblíopes, afáquicos, albinos, ou afectados por DMLI,retinopatia diabética, retinite pigmentar ou glaucoma. Estesfiltros protegem os olhos contra os UV, melhoram a visão doscontrastes, reforçam o conforto visual e por vezes aumentammesmo a acuidade visual. Infelizmente, não existe uma relaçãounívoca entre as características do filtro, a afecção visual e oconforto que este pode proporcionar. Só o ensaio por parte dopaciente, em condições reais de utilização e por meio de facesadicionais amovíveis, permite determinar a cor e a intensidademais adequadas.

Figura 64: Curvas de transmissão de alguns filtros especiais:a) Filtro UV sobre Orma (UVX ®)b) Filtro amarelo (Kiros ®) e amarelo-laranja (Lumior ®)c) Filtro castanho-vermelho (RT ®).

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SuplementoTecnologia de Fabrico das Lentes Filtrantes com Transmissão FixaColoração integral da matéria e coloração portratamento de superfície

Do ponto de vista do modo de produção, distinguem-se 2grandes tipos de lentes coloridas:

- lentes com coloração integral da matéria, ou seja, cujomaterial é colorido previamente à surfaçage da lente;

- lentes coloridas por tratamento de superfície, ou seja,submetidas a uma coloração após a respectiva surfaçage.Estas duas técnicas aplicam-se quer em lentes orgânicas, querem lentes minerais; a opção por uma delas depende não só domaterial mas também das limitações logísticas, maisprecisamente do volume de lentes a fabricar. Em geral, a grande maioria das lentes solares afocais sãofabricadas com coloração integral da matéria, e a grandemaioria das lentes correctoras solares são coloridas portratamento de superfície.

A. Lentes orgânicas

1. Coloração integral da matériaOs materiais orgânicos com coloração integral sãoexclusivamente utilizados para o fabrico de lentes afocaissolares, pois praticamente já não são usados para as lentescorrectoras. No caso das matérias termoendurecidas, estesmateriais são obtidos por adição de diversos corantes aomonómero aquando da sua formulação e antes da respectivapolimerização. No caso das matérias termoplásticas, e maisparticularmente do policarbonato, os corantes são integradosna fabricação dos grânulos do polímero ou na fusão do polímeroantes da sua injecção. Geralmente, em todos estes materiais,incorporam-se absorventes de UV para aumentar a protecçãocontra estas radiações. Os materiais orgânicos com coloraçãointegral permitem produzir em série lentes solares planas detodas as cores e de todas as intensidades.

2. Coloração por impregnação da superfícieConsiste em impregnar as superfícies da lente com corantes, e éefectuada por imersão das lentes numa solução contendocorantes e diversos aditivos adjuvantes da coloração. Os corantespenetram na matéria até uma espessura de cerca de 6 a 10mícrones. A coloração é geralmente efectuada antes de umeventual tratamento de protecção aos riscos.A intensidade da cor é determinada pela natureza e aconcentração do corante e pelo tempo de imersão da lente:cerca de 1 minuto para as cores mais claras até cerca de 2 horaspara as mais escuras. A cor e tonalidade da coloração édeterminada pelas concentrações relativas dos três corantesprimários – azul, amarelo, vermelho: obtém-se portanto umapaleta ilimitada de matizes. Por outro lado, a coloração pode seruniforme em toda a lente, ou esbatida – dégradée de cima parabaixo, bi-dégradée a partir de cima e de baixo, e tricolor pelacombinação de um duplo esbatimento sobre fundo de coloraçãouniforme! O dégradé da cor é obtido por deslocação da lente em relaçãoao banho de coloração: presa por uma pinça, a lente étotalmente imersa, com a parte superior dirigida para baixo, edepois é retirada muito lentamente; a parte superior, quepermanece mais tempo no banho, é mais impregnada decorantes que a parte inferior, criando-se assim a variação da cor.

A coloração das lentes orgânicas oferece múltiplas possibilidades.A sua execução é relativamente simples: as lentes podem sercoloridas à unidade, aos pares ou por lotes, por cópia de lentes-modelo. O poder de observação e a experiência do técnico decoloração são essenciais: a coloração das lentes orgânicas requerperícia, para não dizer arte!

Figura 65: Coloração de lentes orgânicas por impregnação dasuperfície.

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3. Coloração por impregnação de um vernizOs corantes penetram facilmente no CR39, mas tal não severifica em todos os materiais, particularmente nostermoplásticos como o policarbonato. Neste caso é necessáriorecorrer a técnicas de coloração diferentes consoante asqualidades de absorção do material: por exemplo, submeter asuperfície do material a uma forte acção dos UV de forma apermitir a difusão de corantes no seio da matéria a partir dassuperfícies da lente, ou aplicar na face côncava da lente umverniz que depois será impregnado de corantes.

4. Coloração por sublimaçãoProcesso mais recente, baseado no seguinte princípio: sobreuma folha de um papel especial é impressa a tinta coloridadestinada a impregnar as lentes. A folha é colocada por cimadas lentes dispostas num tabuleiro e isoladas por meio de umsuporte circundante individual. O tabuleiro é posto num forno sob vácuo que permite transferir atinta para a lente: a tinta passa do estado sólido ao estado gasoso(sublimação) e deposita-se na superfície da lente. Depois, as lentessão colocadas numa estufa a 150º C, durante várias horas, parapermitir a migração dos corantes através da superfície das lentese a sua fixação no substrato.Desenvolvido inicialmente para a coloração dos materiais orgânicosde muito alto índice, que não podem ser tratados por imersão, esteprocesso de coloração por sublimação poderá augurar uma novaera na coloração de lentes. Além de permitir a coloração de novosmateriais, também apresenta a vantagem de ser mais «inócuo»:utilizam-se folhas impressas em vez de pós químicos, não existe orisco de emanações perigosas, não é necessário reciclar os banhose não se consome água. Este processo apresenta portanto trunfospara um desenvolvimento forte e duradouro.


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5. «Coloração» por inserção de uma películaAs lentes polarizadas são um caso particular de «coloração»:obtidas pela inserção, no seio das lentes orgânicas, de umapelícula muito fina de polivinilacetato (PVA) colorido, com umaespessura de cerca de 35 a 40 mícrones. No fabrico das lentesde receituário, são utilizadas duas técnicas diferentes:

- a tecnologia de «embedded film» (película embutida) utilizadapara os materiais termoendurecidos (CR39®, por exemplo):consiste em inserir uma película polarizada no molde, introduzir omonómero dos dois lados da película e efectuar a polimerização;

- a tecnologia de «wafer» (película laminada) utilizada para aslentes em policarbonato: consiste em produzir laminadospolarizados, constituídos por uma película polarizada inseridaentre duas finas camadas de policarbonato, com uma espessuratotal de cerca de 0,6 mm, e em aplicar esta estrutura sobre a face convexa dosmoldes (inserções) colocados na prensa onde será efectuada ainjecção do material.Nos dois casos, a película polarizada fica presa entre duascamadas do material. Estes processos são essencialmenteutilizados no fabrico das lentes semi-acabadas, unifocais ouprogressivas com acabamento posterior da face côncava. Nofabrico das lentes solares polarizadas são utilizadas técnicasidênticas mas em grande escala.Relembremos que a película polarizada possui uma certaorientação (eixo de polarização vertical) e que deve ser inseridana lente tendo em conta o eixo de uma eventual prescriçãoastigmática ou da orientação de uma superfície progressiva. Porconsequência, a logística de fabricação das lentes polarizados érelativamente simples para as afocais solares (que podem serorientadas posteriormente), mas apresenta maior complexidadepara as lentes correctoras (que devem ser orientadas nomomento da fabricação).

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Figura 66: Coloração de lentes orgânicas por sublimação.

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Figura 67: Coloração de lentes orgânicas por inserção de umapelícula.


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B. Lentes minerais

1. Coloração integral da matériaA coloração integral da matéria mineral é obtida porincorporação, na sua composição, de sais metálicos compropriedades de absorção específicas: por exemplo, sais deníquel e cobalto (púrpura); cobalto e cobre (azul); crómio (verde);ferro, cádmio (amarelo); ouro, cobre, selénio (vermelho), etc.Estes materiais assim coloridos são utilizados essencialmentepara a fabricação em série de lentes afocais solares e deprotecção. Existem também alguns materiais com uma levecoloração integral (castanha, cinzenta, verde ou rosa),especificamente filtrantes, que são utilizados para a fabricaçãode lentes correctoras, mas o seu uso é actualmente muitolimitado. Com efeito, têm o inconveniente da intensidade da cordepender da espessura da lente, e portanto foram substituídospor materiais orgânicos.

2. Coloração por tratamento de superfícieA coloração da superfície das lentes minerais consiste em aplicarsob vácuo um revestimento de compostos metálicos sobre umaface da lente. As lentes são aquecidas a 200-300º C e orevestimento é depositado por evaporação sob forte vácuo (10-5 milibares) de materiais tais como os óxidos de crómio,molibdénio ou titânio misturados com monóxido de silício oufluoreto de magnésio. Consoante os materiais utilizados e a core intensidade pretendidas, o revestimento pode ser constituídopor uma única camada espessa e contínua ou por sobreposiçãode uma série de finas camadas alternadas, sendo a espessuratotal de cerca de 1 mícron. A intensidade da coloração édeterminada pela espessura da camada depositada, e a cor édefinida pelos materiais utilizados: os óxidos produzemgeralmente tonalidades castanhas, e a cor cinzenta énormalmente obtida a partir da mistura de um metal e decompostos transparentes tais como a sílica. As camadasdepositadas têm espessura igual, para se obter sempre uma coruniforme. A paleta de cores possíveis continua a serrelativamente limitada. A tecnologia utilizada para a coloração das lentes minerais ésofisticada, semelhante à empregue nos tratamentos anti-reflexos.

Figura 68: Princípio geral do fotocromatismo.

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4. Lentes filtrantes de cor variávela. Princípio geral do fotocromatismo

A protecção de uma lente filtrante com transmissão fixa da luz éeficaz, mas tem o inconveniente de não se adequar a todas ascircunstâncias: se o filtro for de tipo solar, é muito escuro para serusado em ambiente interior; se o filtro for de fraca intensidade, émuito claro para ser usado no exterior. As lentes fotocromáticas,cuja transmissão varia com a intensidade da luz e se adapta àsdiversas condições de iluminação, constituem portanto umasolução.

Do ponto de vista técnico, as lentes fotocromáticas (do grego«phôtos» = luz e «khrôma» = cor) têm a propriedade fundamentalde escurecer, sob a acção dos ultravioletas, e de aclarar, na suaausência e sob a acção do calor. Esta propriedade é reversível, e as características de transmissãoda lente oscilam entre dois extremos: o estado mais claro dito «não activado» e o estado mais escuro dito«activado». Do ponto de vista químico, o fotocromatismo é uma transformação reversível entre doisestados que conferem à lente propriedades de transmissão e cordiferentes. A transformação dá-se da seguinte maneira: osultravioletas (com comprimento de onda compreendido entre 340e 380 nm) fornecem a energia necessária à transformação químicaque provoca o escurecimento da lente, e o calor ambiente induz oregresso ao estado claro inicial.

Este princípio geral tem várias consequências:- dado que o fotocromatismo é activado pelos UV, uma lente

fotocromática pode escurecer sem sol visível, sob céuencoberto, por exemplo;

- dado que a intensidade da cor adquirida pela lente resultado equilíbrio entre o número de moléculas activadas pelos UV eo número de moléculas desactivadas pelo calor ambiente, umalente fotocromática tende a escurecer menos quando faz calordo que quando faz frio;

- dado que o escurecimento é provocado pelos ultravioletase que estes são no todo ou em parte interceptados pelos vidros,as lentes fotocromáticas não funcionam em ambiente interior, eparticularmente não escurecem por detrás do pára-brisas de umautomóvel (com excepção de um tipo especial de lentesactivadas pela luz visível, que por consequência conservamsempre alguma cor).

Copyright © 2010 ESSILOR ACADEMY EUROPE, 13 rue Moreau, 75012 Paris, France - All rights reserved – Do not copy or distribute.Copyright © 2010 ESSILOR ACADEMY EUROPE, 13 rue Moreau, 75012 Paris, France - All rights reserved – Do not copy or distribute.

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Figura 69: Princípio de funcionamento do fotocromático orgânico.

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As lentes fotocromáticas orgânicas utilizam simultaneamentevários tipos destas moléculas, pois os seus efeitos combinadospermitem obter, em função do doseamento, as tonalidadescinzentas ou castanhas pretendidas pelos portadores. Atonalidade é obtida por efeito subtractivo de mistura de coresprimárias.O desenvolvimento das fotocromáticas orgânicas é tal queactualmente a oferta inclui várias versões o que permite adaptaras lentes fotocromáticas aos diferentes modos e estilos de vidados portadores.

b. Fotocromatismo de lentes orgânicas

As lentes fotocromáticas orgânicas são relativamente recentes:só tiveram expansão real a partir da década de 1990, com aintrodução no mercado das primeiras lentes Transitions®, ouseja, mais de 25 anos depois das fotocromáticas minerais. Oprincípio do fotocromático mineral não era aplicável à matériaorgânica, porque as estruturas e dimensões das moléculas erammuito diferentes; foi portanto necessário encontrar outrasmoléculas. O efeito fotocromático das lentes orgânicas é obtidopela introdução na matéria de compostos fotossensíveis que,por acção de radiações UV específicas, sofrem uma alteração deestrutura que modifica as suas propriedades de absorção da luzvisível. São utilizadas várias famílias de moléculas e astransformações de estrutura sofridas por estas moléculaspodem ser de diversa ordem: rupturas de ligação, formação deligações, isomerizações cis-trans, etc.Para ilustrar este fenómeno, descrevemos o princípio defuncionamento de uma molécula fotocromática utilizada naslentes Transitions® (Figura 69): sob a acção dos UV, a moléculaabre-se e desdobra-se no espaço de modo a imobilizar-setemporariamente numa configuração plana, posição em que adeslocalização dos electrões é máxima e induz uma forteabsorção da luz visível, escurecendo a lente. Quando aestimulação dos UV cessa, a molécula regressa ao estado inicialincolor sob o efeito da temperatura.


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SuplementoCaracterização das Propriedades das Lentes FotocromáticasTransmissão de luz no estado claro e no estadoescuroAs propriedades de transmissão da luz de uma lentefotocromática são descritas com precisão por curvas detransmissão e por coeficientes τv medidos no estado claro e noestado escuro. A variação de transmissão criada pelo fenómenofotocromático é assim perfeitamente traçada. As últimasgerações de lentes fotocromáticas orgânicas têm uma eficácianotável: por um lado, lentes perfeitamente transparentes noestado claro (τv > 90%) e, por outro lado, com o nível de umacoloração solar de grau 3 no estado escuro (τv < 20%), comtemperatura ambiente moderada.

diferentes consoante as versões): cada uma tem a propriedadede absorver uma parte específica do espectro da luz visível. Seo tempo de reacção destas substâncias não for igual, verifica-seuma variação da cor da lente no decurso do fenómenofotocromático (efeito de «camaleão»). Esta particularidade observada nasprimeiras gerações de fotocromáticas orgânicas foi muitonitidamente atenuada nas gerações seguintes.

Sensibilidade às condições climáticasO calor ambiente é o estimulador natural do aclaramento dalente fotocromática e assegura a reversibilidade do fenómeno.Existe portanto um antagonismo entre o efeito dos ultravioletase o efeito do calor: sob igual radiação UV, a lente fotocromáticatende a escurecer tanto mais, quanto mais baixa for atemperatura. Assim, uma mesma lente fotocromática torna-semais escura no inverno em alta montanha, que no verão emplena praia! Para descrever este efeito, mede-se a capacidadede escurecimento da lente em diversas simulações de condiçõesclimáticas, em particular em condições de forte temperatura(35°C / 95°F). As diversas curvas de escurecimento mostram,pelas suas diferenças, o efeito real das condições climáticassobre o fenómeno fotocromático.

Evolução no tempoAs propriedades de fotocromatismo das lentes orgânicasevoluem com o tempo. Sob o efeito de uma oxidação dasmoléculas fotossensíveis, a amplitude do mecanismofotocromático tende a diminuir: após alguns anos, a lenteescurece um pouco menos que no início. Assim, é interessanteavaliar em laboratório a amplitude real desta alteração. Para tal,selecciona-se uma lente no final do processo de produção emedem-se as respectivas cinéticas de escurecimento eaclaramento. Depois, a lente é submetida a um envelhecimentoartificial, por exposição a uma radiação UV intensa durante 200horas. Medem-se então novamente as cinéticas do seufotocromatismo e, por comparação com as medidas de origem,pode-se quantificar a evolução das suas propriedades.

Todas estas propriedades das lentes fotocromáticas sãomedidas em laboratório, por meio de uma instrumentaçãosofisticada que visa recriar artificialmente as condiçõesclimáticas reais de utilização.

Cinéticas de escurecimento e aclaramentoAs propriedades fotocromáticas são geralmente representadaspor curvas de escurecimento e aclaramento da lente. Estas curvasapresentam a evolução do τv em função do tempo, nas fases deescurecimento e de aclaramento da lente, a uma temperatura de23°C / 73°F. No exemplo considerado na Figura 71, constata-seque o τv decresce na fase de escurecimento e cresce na fase deaclaramento. O declive mostra que o escurecimento ésignificativamente mais rápido que o aclaramento.

Estabilidade da corO fotocromatismo de uma lente é obtido pela introdução demoléculas fotossensíveis que reagem à estimulação dosultravioletas. Nas fotocromáticas orgânicas, intervêm váriasmoléculas (nas Transitions® VI são utilizadas 5 a 7 moléculas

Figura 70: Curvas de transmissão de luz no estado claro eno estado escuro (Transitions® VI Gris e Brun).(Fonte: Transitions Optical)

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Figura 71: Cinéticas de escurecimento e de aclaramento (Transitions® VI Gris e Brun).

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Características das fotocromáticas orgânicas

Ao longo das diferentes gerações de lentes que se sucederam, asfotocromáticas orgânicas sofreram consideráveis aperfeiçoamentos.Tendo como exemplo as lentes Transitions® VI, analisemos as suaspresentes características:

- No estado inactivo, tão transparente quanto uma lente branca(Figura 72a): no estado claro, uma lente fotocromática ofereceuma transmissão de cerca de 90%, que se eleva para 95%quando tem tratamento anti-reflexos. Assim, uma lentefotocromática é perfeitamente clara no estado inactivo, e é maistransparente com anti-reflexos que uma lente branca sem anti-reflexos. Note-se também que o tratamento anti-reflexos, além deaumentar a transparência da lente, favorece o fenómenofotocromático por aumentar a intensidade da luz que penetra nalente, sendo portanto particularmente recomendado em lentesfotocromáticas;

- No estado activado, tão escura quanto uma lente solar (Figura72b): no estado escuro, a transmissão da lente desce para cercade 12% a 15% após uma activação total de 15 minutos com 23ºC / 73º F, e atinge portanto o nível de transmissão de um filtro degrau 3. Assim, as lentes fotocromáticas podem perfeitamenterivalizar com as lentes solares. Note-se que a cor cinzenta escureceum pouco mais que a cor castanha;

- Uma cinética de escurecimento muito rápida (Figura 72c): após30 segundos de activação, a transmissão da lente desce para cercade 30%, após 1 minuto para 20% e após 2 minutos para 15%,demonstrando-se assim a rapidez do fenómeno fotocromático. Aquase totalidade do escurecimento é atingida em menos de 2minutos;

- Uma cinética de aclaramento melhorada (Figura 72d): o temponecessário para o aclaramento da lente é sempre mais longo queo requerido para o seu escurecimento. Este continua a ser o pontofraco das lentes fotocromáticas, apesar de ter sidoconsideravelmente reduzido: em 30 segundos, a transmissão eleva-se em média de 12-15% para 25% e em 2 minutos atinge 45%.Para regressar, a partir da activação máxima, a uma transmissãode 70%, são necessários respectivamente 7 e 9 minutos para a corcastanha e a cor cinzenta; o retorno ao estado claro requer cercade 20 a 25 minutos;

- Menor sensibilidade à temperatura: o efeito da temperaturafoi, durante muito tempo, um travão ao desenvolvimento daslentes fotocromáticas nos países de clima quente. Actualmente, oproblema foi superado: com 35°C / 95°F, a transmissão da lentedesce para cerca de 30%, atingindo portanto o nível de uma lentefiltrante de grau 2, com uma capacidade de escurecimento da corcinzenta um pouco maior que da cor castanha.

As qualidades das lentes fotocromáticas orgânicas progrediramnotavelmente com o tempo. Permitem agora o uso destas lentesem todas as circunstâncias, quer em ambiente interior quer noexterior, e asseguram aos portadores uma óptima protecçãopermanente contra a luz visível e os ultravioletas.

Figura 72: Características das lentes fotocromáticas(Transitions® VI) (Fonte: Transitions Optical).

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a) Tão transparente quanto uma lente branca

b) Tão escura quanto uma lente solar

c) Cinética de escurecimento muito rápida

d) Cinética de aclaramento melhorada


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Figura 73: Fotocromatismo mineral.

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c. Fotocromatismo de lentes minerais

O conceito de fotocromatismo mineral é conhecido há muitosanos: foi introduzido no mercado, em 1965, pela empresaCorning com as primeiras lentes Photogray®, e depois foiaperfeiçoado com as diferentes gerações de lentes que lhesucederam. O princípio do fotocromatismo destas lentes baseia-se na introdução na matéria mineral de cristais de halogenetosde prata, que reagem sob o efeito dos ultravioletas, provocandoo escurecimento. A nível atómico, o mecanismo fundamental destefotocromatismo é uma troca de electrões entre o átomo de pratae o átomo de cloro – presente sob a forma de cloreto de prata(Figura 73) – e o ambiente próximo. Na ausência de luz, aligação prata–cloro é iónica e o átomo de prata permanecetransparente: a lente conserva o estado claro. Na presença deuma radiação UV, o electrão instável abandona o ião cloro parase reunir ao ião prata que precipita sob forma metálica eintercepta a luz: a lente transita para o estado escuro. Quandoa radiação UV diminui ou desaparece, o electrão suplementarabandona o átomo de prata e retorna ao átomo de cloro: a lentevolta à sua tonalidade clara inicial.

Apesar de apresentar um crescimento regular, o uso de lentesfotocromáticas não está ainda generalizado. Difere consoante oscontinentes: na América do Norte e na Austrália, 15% a 20%das lentes correctoras são fotocromáticas, na Europa são apenas10% e na Ásia são menos de 5%. O seu desenvolvimento emmateriais orgânicos, particularmente pela empresa TransitionsOptical, consolidou definitivamente o sucesso das lentesorgânicas em detrimento das lentes minerais. A eficácia dasúltimas gerações de lentes e a necessidade imperiosa deprotecção da visão de cada indivíduo levam-nos a prever uma procura crescente das lentesfotocromáticas.

Benefícios das lentes fotocromáticas:

As lentes fotocromáticas oferecem dois benefícios essenciais aosportadores: adaptação mais fácil às variações de luminosidadee protecção permanente contra as radiações nocivas.A adaptação às variações da luz é obtida pelo ajustamentoautomático do nível de transmissão da lente ao nível deintensidade da luz solar. As lentes facilitam a adaptação dosolhos às alterações da intensidade luminosa e reduzem osefeitos do encandeamento. Diminui-se assim a fadiga visualassociada às variações de luz de que os pacientes se queixammuitas vezes.A protecção contra as radiações nocivas é assegurada pelaspropriedades de filtragem das lentes fotocromáticas: 100% dosUVA e dos UVB são eliminados desde o estado claro, e aprotecção é reforçada contra as radiações azuis no estadoescuro. Esta protecção permanente, reforçada quando a luz setorna mais intensa, evita os efeitos cumulativos da exposição àluz solar, que podem conduzir a lesões oculares. A longo prazo,as lentes fotocromáticas podem assim contribuir para preservara visão dos portadores.


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Figura 74: Fotocromatização de uma lente orgânica:a) por impregnaçãob) por depósito de camada.

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Suplemento

1. Lentes orgânicas

A fabricação das lentes orgânicas fotocromáticas consiste emintroduzir corantes fotossensíveis nas lentes, utilizando-sediversos processos:

- impregnação através da superfície convexa da lente;- depósito de camada sobre a superfície convexa da lente

(«trans-bonding»);- adição, antes da polimerização, no monómero líquido;- inserção de uma película fotocromática («wafer») no

interior da lente.

A tecnologia de impregnação continua a ser largamente aplicadana fabricação das lentes de índice 1.5, e a de depósito decamada é utilizada para os materiais orgânicos de alto índice eo policarbonato. Com o crescimento natural destes últimos edada a vantagem do depósito de camada, relativamenteindependente da natureza dos materiais sobre os quais acamada é depositada, o «trans-bonding» deverá tornar-se atecnologia de referência. Estas duas tecnologias são utilizadasna fabricação das lentes Transitions®. A adição de compostosfotocromáticos antes da polimerização do monómero é utilizadapor certos fabricantes (como a Corning com a SunSensors®). Atecnologia de «wafer» fotocromática é utilizada minoritariamente.

No caso da impregnação, a operação é realizada em lentes semi-acabadas, previamente fabricadas num material cujacomposição química foi adaptada às exigências dofotocromático. Um verniz contendo os corantes fotocromáticosé depositado, por centrifugação, sobre a face convexa da lentesemi-acabada. Esta é depois colocada numa estufa a altatemperatura: sob o efeito do calor, a estrutura do material «abre-se», os corantes penetram na matéria (até uma espessura decerca de 150 a 200 mícrones) e após arrefecimento ficam aípresos. O verniz fotocromático, então esvaziado de corantes, éretirado da superfície da lente por enxaguamento.

No caso do depósito de uma camada fotocromática («trans-bonding»), um verniz contendo as moléculas fotossensíveis édepositado sobre a face convexa da lente, em contacto com omaterial, antes da aplicação dos tratamentos de protecçãocontra os riscos e anti-reflexos: a sua espessura total é de cercade 15 a 20 mícrones. A tecnologia utilizada para depositar esteverniz é semelhante à utilizada para aplicação dos revestimentosde protecção contra os riscos. Este verniz dá à lente uma funçãofotocromática, e deve permitir o depósito posterior detratamentos de protecção contra os riscos e anti-reflexoseficazes. Deve portanto possuir propriedades mecânicas quepermitam a sua perfeita inserção no conjunto «material +tratamento protecção aos riscos + tratamento anti-reflexos»,contribuindo assim para criar uma estrutura coesa e resistente.

Todas estas operações de fotocromatismo são realizadas emsérie, em fábricas especializadas, a montante das operações desurfaçage da lente. As lentes fotocromáticas recebem depoissistematicamente um revestimento de protecção contra osriscos. Todas as geometrias de lentes – quer sejam unifocaisquer progressivas – são executáveis numa gama completa demateriais orgânicos fotocromáticos de baixo, médio e alto índicede refracção.

2. Lentes minerais

Nas lentes minerais, o fenómeno fotocromático é asseguradopor substâncias fotocromáticas introduzidas na própria matéria:neste caso são cristais de halogenetos de prata. A inclusãodestas substâncias é efectuada pela indústria vidreira durante afabricação do material, no momento da fusão a alta temperaturados seus diversos constituintes. São produzidas patelas – cujassuperfícies são ainda irregulares mas de constituiçãoperfeitamente homogénea – que depois são acabadas porsurfaçage da face convexa e da face côncava (segundo astécnicas descritas anteriormente). Todas as geometrias de lentessão executáveis a partir destas patelas: unifocais, bifocais eprogressivas, com índices de refracção 1.5 e 1.6. No caso particular de determinadas lentes minerais de muitoalto índice, o fotocromatismo é assegurado por uma fina películafotocromática que é polimerizada (ou seja, colada) sobre a faceconvexa da lente; actualmente, o uso destas lentes éextremamente reduzido.De um modo geral, pelo facto dos componentes fotocromáticosserem introduzidos no seio do material, as lentes fotocromáticasminerais têm os inconvenientes de uma coloração integral damatéria: quando a lente é activada, a tonalidade varia com aespessura, ou seja, uma lente convexa é mais escura no centroe uma lente côncava é mais escura no bordo. É inútil referir que o uso das lentes fotocromáticas minerais, domesmo modo que os materiais minerais em geral, está em nítidaregressão, tanto mais que as qualidades fotocromáticas dosmateriais orgânicos já igualaram ou até ultrapassaram as dosmateriais fotocromáticos minerais.

Tecnologia de Fabrico das Lentes Filtrantes com Transmissão Variável


Curvatura das lentes e qualidade óptica

A curvatura das lentes oftálmicas é uma exigência estética, mastambém uma interessante questão óptica. Recorde-se que apotência correctora de uma lente oftálmica resulta da adição(algébrica) da potência positiva da face convexa e da potêncianegativa da face côncava, e que existe uma combinação óptimadas curvaturas das duas faces, que permite reduzir asaberrações ópticas (lentes com «forma ideal», correspondendoàs elipses de Tscherning). Fora desta combinação, surgemaberrações ópticas – de deficiência de potência e deastigmatismo dos feixes oblíquos – que podem alterarsignificativamente a visão do portador, quando o olhar édescentrado. É neste ponto que a asferização das superfícies émuito útil: permite modificar a curvatura da lente sem alteraçãoda qualidade óptica, por compensação na(s) superfície(s) dalente da deficiência óptica que o olho percepcionaria. Aasferização tem sido essencialmente utilizada para tornar aslentes mais planas, logo mais finas, mas note-se que a suautilização se impõe igualmente, pelas mesmas razões, no casodas lentes curvas. A asferização constitui de facto o meio de libertação dasrestrições de curvatura da lente, e oferece ao criador da lenteum grau de liberdade suplementar na selecção das curvaturas.Por outro lado, se as lentes curvas podem apresentar aberraçõesópticas laterais, note-se que são geralmente montadas emarmações muito encurvadas, cuja frente apresenta um ângulode curvatura importante em relação ao rosto do portador. O eixodo olhar do portador atinge a superfície côncava da lenteobliquamente, originando-se assim aberrações ópticas – depotência, de astigmatismo dos feixes oblíquos e de distorção –percepcionadas pelo portador em posição primária do olhar. Éentão necessário compensar estas aberrações, durante asurfaçage, regulando as potências da lente em conformidade, eintegrando um prisma na correcção (o caso das lentes EssilorOpenview®). Esta compensação é efectuada ponto por ponto,por meio da tecnologia de surfaçage digital. As lentes têmportanto uma potência mensurável ligeiramente diferente dapotência da prescrição, e por essa razão, apresentam uma duplaetiquetagem com a «potência prescrita» e a «potência medida»no fronto-focómetro.

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4.Estética e Moda O uso de lentes oftálmicas é geralmente considerado uma necessidade ou uma obrigação, e muito raramente aceite com prazer. Para tornaras lentes mais atractivas, concentramos também a nossa atenção na respectiva estética. Por outro lado, a evolução das armações e astendências da moda geram naturalmente uma procura de evolução das lentes. Isto verifica-se muito especialmente no domínio das lentescorrectoras solares, pois os portadores tentam aliar correcção óptica e moda: o equipamento óptico torna-se também um acessório de moda.Assim, actualmente os dados estéticos são parte integrante da concepção das lentes. Damos particular atenção a três características:curvatura das lentes, colorações e reflexos. Vamos abordá-las sucessivamente.

A CurvaturasEm relação à curvatura das lentes, existem duas tendências:uma procura geral de lentes planas, mais discretas e, por outrolado, uma procura de lentes muito curvas, mais envolventes.Estas duas tendências resumem-se numa única exigência:adaptação da curvatura das lentes à das armações. A procurade lentes planas relaciona-se essencialmente com a correcçãoóptica, e a de lentes curvas deve-se a questões estéticas,necessidade de protecção e exigências da prática desportiva.

Figura 75: Lentes curvas e qualidade óptica:a) Lentes não curvas numa armação tradicionalb) Lentes curvas standard numa armação encurvadac) Lentes curvas para armação curva.

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B ColoraçõesPor necessidade de conforto ou exigências da moda, podeaplicar-se um grande número de colorações, uniformes oudégradées. Destinadas a reduzir um pouco a luminosidade,realçar o olhar, dar uma nota colorida ou afirmar um estilo, estascolorações são na maioria de fraca intensidade, e não constituemde forma nenhuma uma verdadeira protecção contra a luz solar.As respectivas taxas de transmissão de luz correspondemgeralmente ao grau 0 (τν de 100 a 80%), ou por vezes ao grau1 (τν de 80 a 43%). Em função do material utilizado, constituemou não um bom filtro contra os ultravioletas. Para além doaspecto estético, é essencial que o portador esteja beminformado acerca das qualidades protectoras limitadas destaslentes. A normalização da intensidade ou graus de coloração e arespectiva indicação sistemática tem por objectivo contribuirpara uma perfeita informação.

Oferece-se uma ampla paleta de colorações (de lentesorgânicas), que varia consideravelmente em função dos gostosdos portadores, e que é regularmente renovada em função dastendências da moda. O exemplo abaixo apresentado constituiportanto uma simples ilustração!

Quanto aos materiais, só as matérias orgânicas podem ofereceruma ampla gama de colorações, e também uma variedade dediâmetros, formatos e curvaturas. Para a prática de desportos,o material de eleição é o policarbonato.

Por outro lado, devido ao forte desenvolvimento da tecnologiados tratamentos anti-reflexos, tornou-se possível escolher a cordo reflexo residual, em função dos gostos do cliente ou paracondizer com a armação.

Figura 76: Exemplo de uma gama de colorações de moda

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C ReflexosOs reflexos das lentes são também objecto de uma atençãoparticular. O efeito de espelho é uma das técnicas utilizadas paramelhorar a estética da lente e/ou para reforçar a eficácia defiltragem. E pode ser de intensidade variável:

- se for de intensidade fraca a moderada (cerca de 20% dereflexão), constitui um elemento essencialmente estético, dá àlente um efeito espelhado, respeita a percepção da coloração econtribui muito pouco para a protecção solar;

- se for de forte intensidade (reflexão superior a 60% ), actuacomo um verdadeiro espelho, não permite distinguir a cor da lente,para um observador colocado em frente do portador, e tem umimportante efeito protector pela eliminação de uma partesignificativa da luz (é o caso, por exemplo, das lentes de altaprotecção solar para praticar ski).Tecnicamente, esta espelhagem consiste em depositar uma camadade um óxido metálico sobre a face convexa da lente. Em função danatureza da camada depositada, o efeito de espelho pode ser neutro(prateada), ou adquirir um aspecto dourado ou colorido. Geralmenteé aplicado sobre lentes coloridas, com coloração solar ou de moda,e pode ser esbatida – dégradée ou mesmo bi-dégradée.

Figura 77: Lentes espelhadas.

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Conclusão

No final desta viagem à essência das lentes oftálmicas,permitimo-nos recordar uma vez mais toda a complexidadedeste produto aparentemente tão simples. A lente oftálmica é actualmente um conjunto sofisticado deMateriais e Tratamentos indissociavelmente ligados e unidos,para proporcionar ao portador o máximo conforto visual. É umaverdadeira «alquimia de eficácias» praticada ao serviço da visão.

Investigadores, engenheiros e técnicos – químicos, físicos,ópticos, operadores mecânicos, logísticos ou fabricantes –desenvolvem todo o seu engenho e arte, para melhorarincessantemente a eficácia dos produtos. As inúmeras inovaçõesintroduzidas ao longo das últimas décadas e as tecnologias cadavez mais sofisticadas às quais recorrem comprovam-no. Estatecnicidade e complexidade das lentes oftálmicas sãoclaramente desconhecidas do grande público e, por vezes, dospróprios profissionais de óptica oftálmica.

Ninguém duvida que as lentes oftálmicas sofrerão ainda nofuturo inúmeros aperfeiçoamentos, sempre com o objectivo dese tornarem mais confortáveis e mais discretas. Estas inovaçõesresultarão provavelmente do recurso a tecnologias procedentesde outros sectores de actividade, ou a técnicas ainda incipientes,ou mesmo ignoradas actualmente… e certamente implicarãouma actualização do presente Caderno!

Esperamos que este volume da série de Cadernos de ÓpticaOftálmica ajude os profissionais de óptica oftálmica acompreender ainda melhor os «Materiais e Tratamentos» daslentes oftálmicas que ocupam o seu quotidiano. Assim, saberãovalorizar melhor as respectivas qualidades e eficácia, e respeitara nobreza da sua função. E sobretudo poderão seleccionaresclarecidamente as lentes mais adequadas às necessidades depacientes e clientes, ou seja, as lentes que lhes permitirão «VerMelhor para Viver Melhor» !

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Orgânico versus MineralRelativamente ao ambiente terrestre, foi definida uma classificação dos materiais com base nos respectivos constituintes atómicos essenciais.Distinguem-se:

- Matérias minerais, que incluem os corpos puros e as misturas que constituem as rochas e a crusta terrestre – designadas «SIAL» econstituídas essencialmente por silício e alumínio – assim como os seus derivados. As respectivas moléculas são combinações variadas deum pequeno número de átomos (de um a vinte) pertencentes ao grupo da classificação dos elementos. Em óptica oftálmica, os elementosessencialmente encontrados são representados pela zona verde da tabela da Figura 78.

- Matérias orgânicas, que incluem os corpos puros e misturas que constituem essencialmente os reinos vegetal e animal, assim como osseus corpos derivados, carburantes fósseis e materiais de síntese da química orgânica. As matérias orgânicas, muito numerosas e complexas(os organismos vivos são exemplos deste facto), têm moléculas constituídas muitas vezes por um número importante de átomos (até váriosmilhares), mas recolhidas de algumas espécies anatómicas muito pouco numerosas: essencialmente, C, H, O e N (zona rosa da tabela daFigura 78). O carbono C é de certo modo o esqueleto da matéria viva; sendo H, O e N os elementos da atmosfera que permite a vida.

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AnexoMemorando Acerca da Natureza e Estrutura da Matéria

Figura 78: Classificação periódica dos elementos: tabela de Mendéléïev.

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IIa IIIa IVa Va VIa VIIa 0

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11Na

12Mg

19K

20Ca

21Sc

22Ti

23V

24Cr

25Mn

26Fe

27Co

28Ni

29Cu

30Zn

31Ga

32Ge

33As

34Se

35Br

36Kr

37Rb

38Sr

39Y

40Zr

41Nb

42Mo

43Tc

44Ru

45Rh

46Pd

47Ag

48Cd

49In

50Sn

51Sb

52Te

53I

54Xe

55Cs

56Ba

57La

87Fr

88Ra

89Ac

72Hf

73Ta

74W

75Re

76Os

77Ir

78Pt

79Au

80Hg

81Ti

82Pb

83Bi

84Po

85At

86Rn

58Ce

59Pr

60Nd

61Pm

62Sm

63Eu

64Gd

65Tb

66Dy

67Ho

68Er

69Tm

70Yb

71Lu

90Th

91Pa

92U

93Np

94Pu

95Am

96Cm

97Bk

98Cf

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100Fm

101Md

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103Lr

13Al i

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IIIb IVb Vb VIb VIIb VIII Ib IIb1S

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Concepção e RedacçãoDominique MESLINVarilux® University

AuthorDominique MeslinEssilor Academy Europe


www.essiloracademy.eu

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