Quali tipi di lampade utilizzare e perché

La scelta dell’Italia, tramite referendum, di non ricorrere ad energia ottenuta dal nucleare ha comportato costi d’energia elettrica all’utenza piuttosto alti rispetto ad altri Paesi europei che, invece, fanno largo uso di centrali nucleari (ad esempio la Francia). Il consumo elettrico, resosi elevato negli ultimi anni, anche a seguito di una grande diffusione degli impianti di condizionamento domestico e degli ambienti di lavoro, ha creato situazioni critiche che hanno comportato la sospensione di fornitura di elettricità. Su larga scala si potrebbero contenere i consumi di elettricità mediante una scelta oculata delle lampade e ciò comporterebbe benefici sia a livello di “sistema Italia” derivanti da minori importazioni di energia elettrica sia a livello individuale grazie a bollette meno onerose. Si stima che una ottimizzazione dell’illuminazione potrebbe portare ad una riduzione annuale stimata intorno ai 5 miliardi di kilowattora (fonte Enea).

Tipi di lampade

Le principali lampade disponibili sul mercato si suddividono in due grandi gruppi:

Lampade ad incandescenza e Lampade a scarica elettrica di gas.

Lampade ad incandescenza

La comune lampadina è una lampada ad incandescenza. Il principio di funzionamento si riconduce ad un filamento di tungsteno inserito in un bulbo di vetro sotto vuoto nel quale è stato inserito un gas inerte. Il filamento di tungsteno, percorso da elettroni si scalda e diventando incandescente emette energia sia termica, che luminosa. Buona parte dell’energia elettrica impiegata viene trasformata in calore e solo una modesta parte in luce pertanto l’efficienza è modesta (pari a 13 lumen per Watt erogato). La luce è di tonalità “calda”, con luce di colore “giallo”, e ha un indice di resa cromatica elevato, cioè l’occhio umano può distinguere bene tutti i colori. Il costo della lampada è estremamente basso ma i consumi sono elevati; hanno una durata media di 1000 ore di accensione. Un miglioramento delle lampade ad incandescenza è dato dalle lampade alogene. Questo tipo di lampada contiene all’interno una miscela di alogeni (prevalentemente bromo) che consentono, durante l’accensione, agli atomi di tungsteno, raggiunti i 3000 gradi Kelvin, di ridepositarsi sul filamento stesso. Ciò comporta, rispetto alle lampade tradizionali, una maggiore durata (circa il doppio), una maggiore efficienza luminosa (intorno ai 22 lumen per watt erogato) e la luce emessa è “bianca”, quindi più “leggera” ma sempre con un’elevata resa cromatica.

Lampade a scarica elettrica di gas

Il principio di funzionamento si riconduce alla creazione di una differenza di potenziale tra due elettrodi immersi in vapori metallici o in un gas, che genera una scarica elettrica. Tale scarica genera energia luminosa nello spettro del visibile. Il grande vantaggio di questo principio è la maggiore quantità di energia che da elettrica si trasforma in luminosa a scapito della produzione di energia termica (calore). In questo caso l’efficienza luminosa aumenta da 4 a 10 volte rispetto alla tradizionale lampadina ad incandescenza.

La tipica lampada a scarica elettrica di gas è quella fluorescente (meglio nota come lampada “al neon”) sia nella versione tubolare (o circolare) che compatta. Quest’ultima consente di avere lampade di dimensioni contenute e di forme a globo, a cilindro, a piccoli tubi (generalmente 3). Hanno un’alta efficienza luminosa (dai 40 ai 60 lumen per Watt assorbito): una lampada da 20 watt emette una quantità di luce paragonabile ad una lampadina ad incandescenza di 100 watt. Inoltre le lampade fluorescenti compatte hanno una notevole durata (intorno le 10.000 ore) purché l’accensione e lo spegnimento non siano molto frequenti nell’arco delle 24 ore (non dovrebbero essere superiori alle 10 volte /giorno). Le lampade fluorescenti hanno una resa cromatica che varia a seconda del tipo di sostanza fluorescente utilizzata. Quelle classiche emettono luce che falsa i colori mentre lampade più evolute, ma anche più costose, sono caratterizzate da miscele di polveri con rese cromatiche che si avvicinano a quelle ad incandescenza. Utilizzando lampade fluorescenti si possono ridurre i consumi fino al 70%.

Un altro tipo di lampada a scarica elettrica di gas è quella al sodio, anch’essa caratterizzata da alta efficienza (sino a 10 volte rispetto a quella ad incandescenza) e lunga durata. Ha il difetto di emettere una luce dalla dominante gialla.

In giardino

Per le aree esterne quali vialetti, punti di sosta, parcheggi, che vengono illuminati per una durata prolungata (alcune ore) si possono utilmente utilizzare le lampade fluorescenti compatte con corpi illuminanti (apparecchi) che variano a seconda dell’effetto che si vuole ottenere (a stelo, a palo, a parete, ecc.). Per i parcheggi, per le terrazze o per segnare gli ingressi (pedonale, carraio), se non si hanno pretese di risaltare colori (della pavimentazione o della vegetazione circostante), si può optare per le lampade al sodio. Importante però è accertarsi, quando si sceglie l’apparecchio, quali tipi di lampada quest’ultimo può alloggiare. Vi sono ad esempio, apparecchi che, per le ridotte dimensioni, non possono utilizzare lampade fluorescenti.

Oltre alle classiche lampade esistono anche nuove tecnologie che consentono di illuminare: le fibre ottiche e i led.

Fibre ottiche

Tecnicamente le fibre ottiche sono costiuite da filamenti di materiale vetroso (o plastico) capace di condurre la luce. I filamenti sono formati da un filo (il cosiddetto “nucleo”) immerso in un altro filo (detto “mantello”), il tutto è avvolto da una guaina capace di proteggere i fili interni dalle sollecitazioni esterne. Le fibre ottiche non generano, o non trasformano l’energia, ma semplicemente la conducono, cioè la trasferiscono da un punto ad un altro senza però avere dispersioni significative (entro certe lunghezze). Di fatto, i due fili che costituiscono il sistema hanno indici di rifrazione leggermente diversi e ciò fa sì che la luce che vi entra rimbalzi lungo il cavo tra i due fili, e per tutta la sua lunghezza. I vantaggi sono dati dal fatto che i cavi non conducono elettricità e non generano calore. Questo consente applicazioni in ambienti dove la presenza di elettricità potrebbe creare problemi come, ad esempio, in acqua (in piscine e laghetti). La luce che si muove all’interno della fibra ottica è generata dall’illuminatore che si compone di una scatola all’interno della quale vi è una lampada, generalmente alogena o a scarica elettrica, che attraverso un convogliatore indirizza la luce prodotta verso i cavi.

Led

Il led è un diodo ad emissione di luce da cui l’acronimo che designa il nome (Light  Emitting Diode). I led si basano sulle proprietà di alcuni semiconduttori, di cui sono costituiti, di rilasciare fotoni. Hanno, rispetto i sistemi a lampada, una lunga durata (intorno le 35-50.00 ore di funzionamento), un elevato rendimento, non risentono dell’umidità per il loro funzionamento, sono privi di raggi infrarossi e ultravioletti, funzionano a bassissima tensione (24 V). La loro diffusione è ancora contenuta a causa, rispetto alle lampade tradizionali, della limitata quantità di luce emessa (misurato in lumen): dai 20 ai 120 lumen contro i 550 lumen di una lampadina ad incandescenza da 60 watt. Tuttavia la ricerca sta facendo passi da gigante in termini di flusso luminoso (luce emessa). Comunque per applicazioni in esterno si prestano sia ad illuminare zone circoscritte sia ad evidenziare particolari architettonici, fusti di piante non eccessivamente imponenti, piccoli gruppi di arbusti.