Una lente oftálmica no es más que un medio refractante limitado por dos superficies. Las características
ópticas de la lente vienen determinadas tanto por la geometría de dichas superficies como por la naturaleza óptica de dicho medio.

Por ello es importante conocer las propiedades y características de la materia prima de la que están hechas las lentes.

Hay dos tipos principales de lentes si atendemos a la composición del medio refractor:
Lentes orgánicas: En ellas la materia prima es un producto de la química orgánica. Es lo que se conoce vulgarmente como plástico, aunque realmente son polímeros muy especializados los que se usan en óptica oftálmica por sus cualidades ópticas y físicas. Lentes minerales: Son aquellas cuya materia prima es el vidrio. Se llaman así porque el vidrio está hecho fundamentalmente de silicatos.

 

 

 

 

 

 


LENTES ORGÁNICAS

Están compuestas de polímeros orgánicos. Se caracterizan porque:

• Tienen una densidad menor, lo que las hace muy ligeras.

• Son más blandos y más propensos a rayarse que sus contrapartidas minerales. Esto se solventa en la actualidad con tratamientos endurecedores que colocan una película de material resistente al rayado sobre su superficie. Esta laca antirrayado Indo la comercializa bajo el nombre de Super- Durcap.

• En la actualidad se presentan en índices de refracción:
1.49 –1.5. Primer material oftálmico orgánico que salió al mercado. Fue Descubierto a principio de los años 40. Se trata del compuesto correspondiente al tipo de material plástico llamado CR-39. Su densidad es muy baja, casi la mitad del mineral, por lo que es muy ligero. Sin embargo su índice de refracción bajo hace que las lentes sean también más gruesas. Su número de Abbe es alto, por lo tanto ópticamente correcto. Este material es considerado como bajo índice.

1.523. Conocido como Superfín, es una materia prima orgánica que sale al mercado en el año 1992, de desarrollo exclusivo Indo. Este índice permite
incrementar valor añadido respecto al índice 1.49. De modo que las lentes son: un 25% más finas, un 25% más ligerasy un 50% más resistentes que las lentes orgánicas convencionales. Está considerado como un índice medio.

1.560. Todavía más reciente. Más ligero que el de índice 1.523 debido a sus menores curvas y menor densidad. Sin embargo, tiene un número de Abbe
más bajo, y por lo tanto, peor. Permite hacer lentes delgadas y ligeras. Se considera un índice medio.

1.6. De desarrollo posterior a 1.56. Material desarrollado por Indo en el 2001, conocido como Ultrafín. Ideal para graduaciones medias y altas, consiguiendo lentes más delgadas y ligeras. Su densidad es muy baja y tiene un buen número de Abbe. Está considerado como un alto índice orgánico.

1.7. Es uno de los materiales orgánicos de mayor índice. De desarrollo muy actual, se empezó a comercializar en el mercado en 1999. Permite la máxima reducción de espesores, pero su número de Abbe es bajo, por lo que las lentes tienen mayor aberración cromática. Representa un tanto por ciento muy bajo en el mercado.

 
Índice (nd)
Abbe (ν)
Densidad
(g/c)
Transmitancia
(%)
Reflexión
(%)
Absorción
UV(nm)
Superfín
1.532
48
1.31
91.6
8.4
350
Superfín 1.56
1.56
38
1.22
90.7
9.3
350
Ultrafín
1.6
37
1.29
89
11
387
Indolite
1.49
59
1.32
92.1
7.9
350

 


LENTES MINERALES

Las lentes minerales están compuestas fundamentalmente por Sílice fundido con óxidos metálicos como de Titanio, el de Bario, Sodio, etc.
Se caracterizan porque:
• Presentan una notable dureza y resistencia al rayado.

• Son más pesadas que las orgánicas debido a su mayor densidad.

Comercialmente existen distintos tipos de vidrios denominados según su índice de refracción:
1.523. Primer vidrio oftálmico fabricado. Conocido como vidrio Crown. Es el índice tradicional en óptica oftálmica, hasta los años ‘90. Suele tener relativamente poco peso y un buen número de Abbe. Está considerado como un índice de refracción bajo.

1.6. Aparece tras el vidrio de índice 1.8 y Ha tomado notable auge en los últimos tiempos con tendencia a sustituir al Crown. Produce lentes menos gruesas y ligeramente menos pesadas, con un número de Abbe algo inferior al 1.523. Se considera como índice medio.

1.7. Vidrio, en sus orígenes, conocido como Flint. Aparece después del índice 1.523. Ideal para graduaciones fuertes, ya que sus lentes pueden ser
muy poco curvadas. Sin embargo, este material tiene un número de Abbe menor que el vidrio Crown, comprendido entre 35 y 40., con lo que las imágenes se desdoblan en colores al mirar fuera del eje óptico de la lente. Es considerado un alto índice.

1.8. Su aparición fue posterior al índice 1.7. Requiere menos curvatura que el índice anterior, pero es muy denso, y por tanto pesado, aunque su poca curvatura puede llegar a contrarrestar su alta densidad al permitir lentes muy delgadas. Ideal para graduaciones muy fuertes. Tiene un número de Abbe bajo, entre 30 y 35, esto es, mayor aberración cromática. Calificado como alto índice.

1.9. El último alto índice que aparece en el mercado mineral. Para aplicaciones similares al índice 1.8, todavía más reducido que éste, y algo más pesado, puesto que es más denso. Se prescribe para graduaciones muy elevadas.

 
Índice (nd)
Abbe (ν)
Densidad
(g/c)
Transmitancia
(%)
Reflexión
(%)
Absorción
UV(nm)
V7
1.532
59.3
2.55
91.6
8.4
330
Standard 1.6
1.6
41.2
2.67
89.4
10.6
334
Indovis 1.7
1.7
34.6
3.21
86.4
13.6
342
Indovis 1.7 AS
1.7
41.6
3.21
86.4
13.6
342
Indovis 1.8
1.802
34.6
3.65
83.7
16.3
342
Indovis 1.9
1.802
31
3.99
82.6
17.4
340

 

 


POLICARBONATO

Las aplicaciones del plástico de policarbonato (PC) son muy diversas englobando desde la óptica, hasta la medicina, pasando por la electrónica y la mecánica.

Algunos de los productos fabricados en PC son los CD-ROMs, CDs, Minidiscs, DVDs, carcasas de teléfonos móviles y relojes, ventanas de los aviones, visores para astronautas y motoristas, lentes, paneles de los salpicaderos, faros de los coches, electrodomésticos, riñones artificiales, …
Un plástico de policarbonato (PC) es un polímero obtenido por policondensación lineal que en sus cadenas presentan la agrupación -O-CO-O (ésteres del ácido carbónico). La macromolécula de PC esta formada por largas cadenas paralelas con pocos enlaces entre ellas. Debido a esta estructura lineal este material es susceptible de moldearse por calor y endurecerse por el frío tantas veces como se quiera debido a que no sufre, durante este proceso, ninguna transformación química, solamente un cambio físico. La temperatura de reblandecimiento es elevada en los PCs por lo que a 140ºC es completamente rígido. Esta disposición lineal también permite que al aplicar una energía sobre este material las cadenas se deslicen unas contra otras absorbiendo la energía y confiriendo una alta resistencia al impacto.

Otra consecuencia de su estructura lineal es que determinados disolventes son capaces de separar las cadenas y disolver el PC. Debido a su composición química este polímero presenta una baja densidad, un alto índice de refracción y un bajo número de Abbe. A pesar de su gran resistencia al impacto, son fácilmente rayables y para determinadas aplicaciones debe protegerse con lacas endurecedoras. La poca cristalinidad de este plástico le confiere una elevada transparencia y puede utilizarse para la fabricación de ventanas, visores, lentes…
Para proteger este material de la radiación UV y evitar un envejecimiento prematuro deben añadirse aditivos que absorban en la zona ultravioleta Estos aditivos permiten al mismo tiempo aumentar el pie del UV ( λ en que la transmisión es 1%).

Las lentes oftálmicas de PC llegaron al mercado a finales de los años 70 e inicialmente se utilizaron básicamente para lentes de seguridad. La evolución tecnológica que ha sufrido el procesado del PC durante estos últimos años le ha permitido alcanzar unos estándares de calidad comparativos a los de los materiales termoestables tipo CR-39®. En la tabla siguiente presentamos las principales características de las lentes de PC respecto a la lente de referencia CR-39®

Comparativamente la resistencia al impacto de una lente de PC de espesor de centro 1.5 mm es más de 50 veces superior a una lente de CR-39® de iguales características. Sin embargo la resistencia a la abrasión de las lentes es muy inferior a la del CR-39® necesitando siempre la aplicación de una capa protectora. Esta capa también protege la materia de PC contra ataques químicos. Debido a su índice, las lentes de PC pertenecen al grupo de los altos índices.

Para una misma graduación se puede disminuir el espesor de las lentes de PC respecto al de las lentes de CR-39. El bajo número de Abbe del PC puede
provocar que las aberraciones cromáticas en lentes de este material sean más visibles. Las lentes de PC poseen una densidad inferior a la del CR-39® y absorben totalmente la radiación ultravioleta hasta 380 nm. Teniendo en cuenta todas estas propiedades, las lentes de PC son aconsejables para niños y deportistas y para personas que deseen mejorar la estética de sus lentes reduciendo su espesor.

 


MATERIAS PRIMAS ESPECIALES

Existen tanto vidrios como polímeros diseñados para cumplir requisitos especiales. Los más importantes son: fotocromáticos y polarizantes.

Fotocromáticos
Son aquellos materiales ópticos que tienen la propiedad de oscurecerse en presencia de rayos ultravioleta. Proporcionan protección solar en exteriores, volviendo a tener un nivel de absorción muy bajo en interiores.

El efecto fotocromáticos se consigue mediante sustancias químicas que modifican su color o se oscurecen cuando absorben luz ultravioleta. En el caso del vidrio suelen utilizarse sales de plata. Las lentes orgánicas incorporan compuestos orgánicos que son capaces de modificar su estructura reversiblemente para cambiar de color.

Activación y desactivación
Al incidir luz ultravioleta sobre la lente, empieza la reacción de activación y poco a poco la lente se va oscureciendo hasta alcanzar un máximo: la lente
está activada. Por el contrario, al dejar de incidir ultravioleta, la lente inicia la desactivación: es decir progresivamente deja de tener coloración hasta conseguir volver al estado original: inactivo. En general la reversibilidad se pierde con el tiempo, denominada “fatiga”. En los últimos años se han desarrollado lentes fotocromáticas que no presentan la fatiga antes mencionada.

La activación afecta a la transmitancia pero no a la reflexión. Es decir, el substrato refleja el mismo porcentaje de luz, pero aumenta mucho la absorción, en detrimento de la transmisión.

Las curvas de transmitancia espectral son muy diferentes según si la lente está activada o bien desactivada

En la curva sin activar observamos que la transmitancia es muy alta en casi todo el espectro y, a partir de 430 nm es prácticamente una recta. Esto indica que transmite alrededor de un 90% de la luz que le llega y para todos los colores por igual, lo que implica que el color que veremos salir de la lente es blanco.

En la curva activada vemos que la transmitancia es mucho menor y varía según el color. En promedio es del orden de un 31% y debido a que absorbe mucho más el azul que el rojo, la veremos de color marrón.


En cuanto a la forma de aplicación se pueden distinguir dos casos:
01. Fotocromatismo en la masa
En este caso las sustancias fotocromáticas se hallan incluidas en el interior del substrato.
Esto tiene dos ventajas:
El fotocromatismo no desaparece después de una fuerte abrasión superficial.

Se favorece la resistencia al envejecimiento. Este es el caso de Indocromic, en mineral, y Superfín Indocromic, en orgánico.

La única desventaja relativa es que las lentes con graduaciones fuertes, sobretodo negativas, las diferencias de espesores producen diferencias de oscurecimiento al haber menos material en las zonas más delgadas.

02. Fotocromatismo en la superficie
Se consigue de una de las dos formas:
• Mediante un tratamiento que difunde el material fotocrómico hasta una cierta profundidad en la superficie del material orgánico.

• Adosando mediante polimerización una fina lámina de material fotocrómico sobre una o las dos caras de la lente mineral. Este es el caso de Polcromic .

La ventaja de este tipo de fotocromatismo es que se consigue una uniformidad de color, independientemente de la graduación.

Las desventajas son el envejecimiento más rápido al haber menos cantidad de material fotocromático, y el riesgo a que una abrasión importante puede
hacer desaparecer el efecto fotocromático en la zona interesada. Además, si los rayos ultravioleta inciden por la parte posterior de la lente, ésta no se oscurecerá, ya que las propiedades fotocromáticas se presentan tan sólo en la primera cara de la lente.

El fotocromatismo en superficie mediante polimerización está comercializado en Indo con el nombre de Polcromic.

Dentro de los materiales orgánicos Indo desarrolla fotocromatismo en masa para la lente Superfín, conocido comercialmente como Indocromic Superfín. Este producto siempre va acompañado del tratamiento de endurecido Super-Durcap, para evitar posibles daños en el material.

 



Polarizantes
La luz solar está compuesta por una mezcla de ondas electromagnéticas que se propagan vibrando en todos los planos perpendiculares a la dirección
de propagación. Bajo ciertas circunstancias, o cuando atraviesa ciertos materiales, la luz sale polarizada, es decir, vibrando en un solo plano del espacio.


Polarización de la luz. a) Luz no polarizada; b) Luz parcialmente polarizada; c) Luz totalmente polarizada.

Si la luz polarizada en una dirección dada la hacemos pasar por un material polarizante orientado a 90º del plano de polarización de la luz, ésta se extingue por completo.

Ya en 1808, el científico francés Malus se percató de que la luz que incide oblicuamente en una superficie reflectante, como el vidrio o el agua, sale con un cierto grado de polarización.

Posteriormente Brewster descubrió que el grado de polarización es máximo cuando la incidencia tiene un ángulo cuya tangente es el índice de refracción del material. Este ángulo se llama ángulo de Brewster.


La polarización nos permite eliminar los molestos reflejos que se dan sobre el agua o sobre superficies brillantes no metálicas, como la nieve.

Puesto que la luz reflejada por dichas superficies está polarizada en cierto grado, basta proveernos de unas gafas con filtro polarizante, de forma que la dirección de polarización sea a 90º de la emergente, para reducir notablemente la intensidad de los reflejos.

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