Tecnologias de óculos de sol

Autor: 
Jeff Tyson

Os óculos de sol usam uma variedade de tecnologias para eliminar os problemas com luz, descritas na seção anterior. As seções a seguir descrevem todas as diferentes tecnologias atualmente em uso:

  • colorização
  • polarização
  • lentes fotocromáticas
  • espelhamento
  • cobertura resistente a riscos
  • cobertura anti-reflexiva
  • cobertura UV


Aplicação de camadas típica para criar um par de óculos de sol de alta classificação

Colorização
A cor da tonalidade determina as partes do espectro de luz que são absorvidos pelas lentes. Os fabricantes usam diferentes cores para produzir resultados específicos.

  • As tonalidades cinza são ótimas tonalidades de uso geral para reduzir a quantidade geral de brilho com a mínima distorção de cores. Lentes cinza oferecem boa proteção contra claridade, tornando-as uma boa escolha para dirigir e uso geral.
  • As tonalidades amarela ou dourada reduzem a quantidade de luz azul enquanto permitem um maior percentual de passagem de outras freqüências. Como o azul tende a ricochetar e se dispersar em diversos objetos, pode criar um tipo de claridade chamado neblina azul. A tonalidade amarela elimina a parte azul do espectro e tem o efeito de fazer quase tudo claro e nítido. (Leia Por que o céu é azul? para obter mais informações sobre esse efeito.) É por isso que os óculos para neve são, normalmente, amarelos. Esta tonalidade realmente distorce a percepção de cores, o que o torna inadequado para qualquer atividade que dependa de precisão de cores.

  • As tonalidades âmbar e marrom também são boas tonalidades de uso geral. Elas têm o benefício adicional de reduzir a claridade e têm moléculas que absorvem freqüências de cores mais altas, como o azul, além dos raios UV. Há pesquisas que sugerem que as freqüências de luz perto da UV, como o azul e o violeta podem contribuir para a formação de cataratas ao longo do tempo. Na realidade, a Sun Tiger tem uma patente de uma versão particular dos chamados Bloqueadores de Azul. Esses óculos de sol também distorcem as cores, como as lentes amarelas, mas aumentam o contraste e a claridade. 
  • As tonalidades verdes nas lentes filtram um pouco de luz azul e reduzem a claridade. Como as tonalidades verdes oferecem o mais alto contraste e maior precisão visual do que qualquer outra, são muito populares.
  • As tonalidades púrpura e rosa oferecem o melhor contraste de objetos contra um fundo verde ou azul. São uma boa opção para caça ou esqui-aquático.

Muitos fabricantes utilizam um processo chamado densidade constante para colorir as lentes. É o método mais antigo de criar óculos de sol e envolve um vidro ou mistura de policarbonato com uma cor uniforme através de todo o material. A cor é embutida diretamente nas lentes quando estas são criadas.

A coloruização também pode ser realizada pela aplicação de uma cobertura de moléculas que absorvem luz à superfície de policarbonato claro. O método mais comum de colorir lentes de policarbonato é imergir as lentes em um líquido especial, contendo o material de colorização. A cor é lentamente absorvida pelo plástico. Para fazer uma colorização mais escura, as lentes  são simplesmente deixadas por mais tempo no líquido.

Polarização
As ondas de luz do sol, ou mesmo de uma fonte artificial de luz como uma lâmpada, vibram e irradiam em todas as direções. Se a luz for transmitida, refletida, dispersa ou refratada, quando suas vibrações estão alinhadas em um ou mais planos de direção, a luz é chamada de polarizada. A polarização pode ocorrer natural ou artificialmente. Você pode ver um exemplo de polarização natural toda vez que olha para um lago. O clarão refletido pela superfície é a luz que não passa pelo "filtro" da água, e é a razão pela qual você freqüentemente não pode ver qualquer coisa abaixo da superfície, mesmo quando a água é muito clara.

Para um exemplo de polarização artificial, observe a ilustração a seguir:

Um filtro polarizado deixa passar apenas a luz que não corresponde à sua orientação

Apenas a parte da onda de luz que não está alinhada com as ranhuras no filtro pode passar por ele. Tudo o mais é absorvido. A luz que vem através do filtro é considerada polarizada.

Os filtros polarizados são mais comumente feitos de um filme químico aplicado a uma superfície plástica ou vítrea transparente. O composto químico utilizado, normalmente será composto de moléculas que se alinham naturalmente, umas em relação às outras. Quando aplicadas uniformemente às lentes, as moléculas criam um filtro microscópico que absorve qualquer luz que corresponda a seu alinhamento.

A maioria da claridade que faz você usar óculos de sol vem de superfícies horizontais, como a água ou uma estrada. Quando a luz atinge uma superfície, as ondas refletidas são polarizadas, correspondendo ao ângulo dessa superfície. Então, uma superfície horizontal altamente reflexiva, como um lago, produzirá muita luz horizontalmente polarizada. Portanto, as lentes polarizadas em óculos de sol são fixadas em um ângulo que permite apenas que a luz verticalmente polarizada entre. Você pode constatar isso por si mesmo colocando um par de óculos de sol polarizados e olhando para uma superfície reflexiva horizontal, como o capô de um carro. Incline lentamente sua cabeça para a direita ou esquerda. Você perceberá que a claridade da superfície aumenta à medida que você ajusta o ângulo de sua visão.

Muitos óculos de sol anunciados como polarizantes realmente não o são. Há um teste simples que você pode fazer antes de comprá-los para ter certeza. Encontre uma superfície reflexiva, e segure os óculos de modo que você esteja visualizando através de uma das lentes. Agora gire lentamente os óculos para um ângulo de 90 graus e veja se o clarão reflexivo diminui ou aumenta. Se os óculos de sol forem polarizados, você verá uma significativa diminuição da claridade.

A lente no primeiro plano é um filtro polarizado. O capô do carro polariza a luz. Conforme a lente gira, ela bloqueia quase completamente a luz do capô devido à sua polarização.

Lentes fotocromáticas
Os óculos de sol ou a prescrição de óculos que escurecem quando expostos ao sol são chamados de fotocrômicos, ou algumas vezes de fotocromáticos. Desenvolvidas pela Corning (em inglês) no final da década de 60 e popularizadas pela Transitions na década de 90, as lentes fotocromáticas dependem de uma reação química à radiação UV.

Observação importante sobre lentes fotocromáticas
Como as lentes fotocromáticas reagem à luz UV e não à luz visível, há circunstâncias sob as quais o escurecimento não ocorrerá. Um exemplo perfeito disso é quando você está em seu carro. Como o pára-brisa bloqueia a maioria da luz UV, as lentes fotocromáticas não escurecerão dentro do carro. Por esse motivo, a maioria dos óculos de sol com lentes fotocromáticas têm uma certa quantidade de colorização já aplicada a elas.

As lentes fotocromáticas têm milhões de moléculas de substâncias, como o cloreto de prata ou haleto de prata, embutidas nelas. As moléculas são transparentes à luz visível na ausência de luz UV, que é a composição normal da iluminação artificial. Mas, quando expostas aos raios UV na luz solar, as moléculas sofrem um processo químico que faz com que mudem sua forma. A nova estrutura molecular absorve partes da luz visível, fazendo com que as lentes escureçam. O número de moléculas que muda de forma varia com a intensidade dos raios UV.

Quando você entra em ambientes internos e fora da luz UV, a reação química inversa acontece. A repentina ausência de radiação UV faz com que as moléculas retornem à forma original, resultando na perda de suas propriedades absorventes de luz. Em qualquer direção, todo o processo ocorre muito rapidamente.

Nos produtos PhotoBrown e PhotoGrey feitos pela Corning na década de 60, as lentes eram feitas de vidro, e as moléculas eram distribuídas uniforme e completamente em cada uma das lentes. O problema com esse método se tornou aparente quando foi aplicado aos óculos de prescrição, na qual diferentes partes das lentes podem variar em espessura. As partes mais espessas pareciam mais escuras que as áreas mais finas. Mas com a crescente popularidade das lentes de plástico, um novo método foi desenvolvido. Pela imersão das lentes de plástico em um banho químico, as moléculas fotocromáticas são atualmente absorvidas a uma profundidade de cerca de 150 mícrons no plástico. Isso provou ser muito mais que uma simples cobertura, que teria cerca de apenas 5 mícrons de espessura e não forneceria moléculas suficientes para tornar as lentes escuras. Esse processo de absorção das lentes plásticas foi popularizado pela Transitions, o fabricante líder de lentes fotocromáticas.

Espelhamento
Os óculos de sol reflexivos geralmente têm um aspecto espelhado. As lentes nesses óculos de sol têm uma cobertura reflexiva aplicada em uma camada muito fina e esparsa, tão fina que é chamada de superfície semiprateada.


Esses Oakley são óculos de sol altamente reflexivos

O nome "semiprateado" advém do fato de que as moléculas reflexivas cobrem o vidro tão esparsamente que apenas cerca da metade das moléculas necessárias para tornar o vidro um espelho opaco é aplicada. No nível molecular, há moléculas reflexivas salpicadas por todo o vidro em um filme uniforme, mas apenas metade do vidro é coberto. A superfície semiprateada refletirá cerca da metade da luz que atinge sua superfície, enquanto permite que a outra metade passe diretamente.

Freqüentemente, a cobertura espelhada é aplicada como um gradiente que muda gradualmente os tons de cima para baixo. Isso proporciona proteção adicional contra a luz que vem de cima, permitindo que mais luz entre pela parte de baixo ou diretamente à frente. O que isso significa é que se você estiver dirigindo, os raios do sol são bloqueados, mas você pode ver o painel. Algumas vezes a cobertura é bi-gradiente, escurecendo da parte espelhada em cima e em baixo para clarear no meio.

O problema essencial com óculos de sol reflexivos é que a cobertura é facilmente riscada. Aparentemente, os fabricantes de óculos de sol não conseguiram aplicar com êxito uma cobertura resistente a riscos sobre a cobertura reflexiva. Portanto, uma cobertura resistente a riscos é inicialmente aplicada, visando proteger as lentes, sendo que a cobertura reflexiva é aplicada sobre ela.

Cobertura resistente a riscos
Embora o vidro seja naturalmente resistente a riscos, a maioria dos plásticos não o é. Para compensar, os fabricantes desenvolveram uma variedade de modos de aplicar filmes rígidos opticamente claros às lentes. Os filmes são feitos de materiais como carbono similar a diamante (DLC) e diamante policristalino. Através de um processo de ionização, um filme fino, mas extremamente durável, é criado na superfície das lentes.

Cobertura anti-reflexiva
Um problema comum com óculos de sol é chamado de claridade reversa. É a luz que atinge a traseira da lente e se reflete para os olhos. O objetivo da cobertura anti-reflexiva (AR) é reduzir essas reflexões das lentes.

Similar à cobertura resistente a riscos, a AR é feita de um filme muito rígido e fino que é aplicado em camadas sobre as lentes. É feito de material que tem um índice de refração que se situa entre o ar e o vidro. Isso faz com que a intensidade da luz refletida da superfície interna e a luz refletida da superfície externa do filme sejam quase iguais. Quando aplicadas em uma espessura de cerca de um quarto do comprimento de onda da luz, as duas reflexões de cada lado do filme, basicamente, cancelam uma à outra através de interferência destrutiva, minimizando o clarão que você vê. As coberturas AR também são aplicadas à parte dianteira do óculos de prescrição e a alguns óculos de sol para eliminar o clarão de "ponto quente" que reflete na lente.

Cobertura ultravioleta
Vários dos mais graves problemas oculares podem ser vinculados a uma causa: luz UV. A UV é, freqüentemente, separada em duas categorias baseadas na freqüência e comprimento de onda da luz: UV-A e UV-B.

Como um mecanismo de proteção natural, a córnea de seu olho absorve toda a luz UV-B e a maioria da luz UV-A. Mas um pouco da luz UV-A atinge a lente do olho, e no decorrer do tempo essa absorção pode levar à catarata. A pequena quantidade de UV-A que passa por sua córnea e atinge a retina pode até mesmo levar a uma degeneração macular, a principal causa de cegueira em pessoas com mais de 65 anos. A intensa e prolongada exposição à radiação UV pode causar tanto câncer do olho quanto fotoqueratite, que é basicamente uma queimadura de sol em sua retina. Como isso ocorre mais freqüentemente quando uma pessoa está fora em um dia de inverno brilhante, com a luz solar brilhando intensamente na neve, essa condição é comumente chamada de cegueira da neve.

Uma boa cobertura UV em seus óculos de sol pode eliminar a radiação UV e você deve verificar se seus óculos de sol filtram 100 % de ambos os tipos de raios UV. Há uma declaração na etiqueta que diz quanta proteção UV os óculos de sol têm. Você quer 100 % de proteção.