Illuminotecnica e LED

Ecco la differenza tra lampade alogene, a basso consumo e a LED

Le persone sono come le vetrate.
Scintillano e brillano quando c’è il sole, ma quando cala l’oscurità rivelano la loro bellezza solo se c’è una luce dentro.

Elisabeth Kubler-Ross

In primo luogo occorre premettere che già da qualche anno, le vecchie lampadine a incandescenza, quelle che s’illuminano sfruttando appunto l’incandescenza di un filamento attraversato dalla corrente elettrica, sono fuori commercio, in quanto hanno un eccessivo dispendio di energia elettrica, che si disperde in calore, rendendo questo tipo di lampadine poco efficienti.

Le alternative sono fornite al momento da tre nuovi tipi di lampadine:

• alogene
• a basso consumo (a fluorescenza)
• LED

Vediamole nel dettaglio, per fare una scelta più consapevole, a seconda degli obiettivi che avete, se volete  cioè seguire un criterio di puro risparmio energetico, oppure dare carattere agli ambienti giocando sulle tonalità e la luminosità, o invece siete guidati solo dalla funzione e dal tipo di ambiente da illuminare (bagno, corridoio, scrivania).

Lampadine alogene

Le lampadine alogene sono in pratica come quelle a incandescenza, ma nel gas contenuto nel bulbo sono aggiunte un elemento alogeno (in genere iodio, kripton o xeno) che permette al filamento di riscaldarsi a temperature molto più elevate, aumentandone così l’efficienza e la luminosità. Tali lampade consentono una resa energetica intorno al 15%, il che significa che del totale dell’energia consumata, è il 15% a tradursi in luce. Hanno una aspettativa di durata doppia rispetto a quelle a incandescenza. Inoltre, questo modello di lampada presenta la caratteristica di essere dimmerabile, ciò significa che si può applicare un interruttore in grado di variare l’intensità di luce, per creare l’atmosfera giusta per il vostro ambiente, da una luminosità forte a luci più morbide e soft. Prossimamente saranno anch’esse eliminate dal commercio (nel settembre 2016) per far posto a modelli più efficienti.

Lampadine a basso consumo (a fluorescenza)

Le lampadine a fluorescenza, dette anche ‘a basso consumo’, funzionano grazie a una scarica generata dalla differenza di potenziale tra due elettrodi immersi in un gas. Solitamente di forma tubolare, sono nate per risolvere il problema della bassa efficienza delle vecchie lampade a incandescenza, ma presentano alcuni fattori limitanti. Questi prodotti necessitano infatti di riscaldarsi per raggiungere la massima luminosità, sono molto fragili e perdono di intensità luminosa alle basse temperature. Di contro emettono bassissimi livelli di raggi infrarossi e ultravioletti, molto dannosi per la pelle e gli occhi, tuttavia perdono intensità luminosa a basse temperature. Se ne trovano di forme e tonalità di luce differenti.
Consentono una resa energetica superiore alle alogene, raggiungendo il 25% di efficienza, significa che a parità di luce emessa consumeranno molto meno. Costano di più, ma possono durare fino a 8 o 10 anni, consentendo di recuperare così l’investimento iniziale. Queste lampadine non sono dimmerabili.

Lampadine a LED

La tecnologia LED (Light Emitting Diode – Diodo a emissione luminosa) fu inventata nel 1962 dall’americano Nick Holonyak, un consulente della General Electric.
I primi LED erano solo di colore rosso ed erano utilizzati per applicazioni come telecomandi ad infrarosso o illuminazione di display.
Successivamente furono perfezionati LED che emettevano luce gialla e verde e che permettevano di visualizzare quattro diversi stati (spento, verde, rosso, verde+rosso=giallo).
Maggiore sviluppo si ebbe negli anni ’90 fino a quando, con la possibilità di creare la luce blu, fu possibile realizzare dispositivi a tre colori (rosso, verde e blu), che permettevano di riprodurre qualunque colore, cosa che portò ad un grande sviluppo della tecnologia, grazie all’ampliamento delle possibilità di impiego.

Hanno un costo leggermene più alto, ma possono vantare una resa eccezionale, rispetto ai modelli precedenti, con un risparmio fino all’80% rispetto a quelle a incandescenza. Anche in termini di durata rappresentano un investimento sicuramente vantaggioso,  potendo raggiungere

una vita minima di 15-20 anni. 

Queste lampadine presentano la caratteristica di essere anche dimmerabili, e hanno molti vantaggi: si accendono immediatamente, non producono calore, non sono fragili, sono utilizzabili con i regolatori di luminosità e, soprattutto, non mettono radiazioni infrarosse o ultraviolette, dannose per la pelle.

Come funzionano i LED

La tecnologia sfrutta la proprietà di elettroluminescenza di alcuni materiali semiconduttori opportunamente drogati sotto l’azione di un campo elettrico. Gli elettroni così eccitati emettono fotoni e quindi luce.
In pratica con il principio dell’elettroluminescenza si ha una conversione diretta dell’energia elettrica in luce. Per fare un confronto, nelle lampade ad incandescenza, ormai fuori commercio, la trasformazione in luce era solo il terzo stadio di un processo che produceva calore.
E proprio l’assenza di calore (non di certo l’unico !)  è uno dei vantaggi dei LED: tale assenza di calore si può sfruttare al fine di una migliore gestione della climatizzazione.

Vantaggi  dei LED
Un altro degli aspetti positivi è la possibilità di miniaturizzazione che ne estende in maniera illimitata il campo di applicazione.

Ma gli apparecchi di illuminazione a LED sono anche più efficienti e consentono un maggior risparmio energetico, sono più resistenti all’umidità ed agli agenti atmosferici oltre che agli impatti e agli urti, presentano un tipo di luce che non altera i colori reali ed hanno anche la possibilità di emettere luci colorate.

Nel corso degli anni, inoltre, sono venute riducendosi alcune criticità come lo scarso numero di lumen e l’alto costo.
Ancora nel 2000 una lampada a LED non andava oltre i 20 lumen, mentre oggi supera i 90-95 lumen/watt.
Il costo, ancora alto rispetto alle lampade a fluorescenza, si sta però progressivamente riducendo, a fronte di un minor impatto ambientale.

Infatti queste lampade contengono solo polvere di silicio e non contengono sostanze nocive, come piombo, azoto o mercurio e hanno una durata più lunga (60.000 ore di media a fronte delle 8.000 ore di una lampada a fluorescenza), pur con una potenza minore. Infatti un LED da 4W illumina quanto una lampadina da 50W.

Non provocano nemmeno inquinamento luminoso, perché il LED illumina, senza saturare l’ambiente e non sono dannose per gli occhi perché non emanano raggi ultravioletti o infrarossi.
Il risparmoi energetico è notevole: le lampade a LED consumano un terzo dell’energia richiesta da una lampada a incandescenza.

Applicazioni  dei LED
Nel corso degli anni i LED si sono affermati come fonte di illuminazione in tutte quelle applicazioni in cui serviva durata, efficienza, risparmio e resistenza.

Così possiamo trovarli nei telecomandi ad infrarossi, come indicatori di stato, nei semafori, negli stop delle automobili, nei cartelloni pubblicitari, fino all’illuminazione urbana e domestica.

In particolare i LED sono stati impiegati nell’illuminazione pubblica e nelle installazioni grazie alla capacità della loro luce di modellare i volumi, di oggetti e architetture, di metterne in risalto i pregi senza abbagliare gli occhi.

In ambito domestico i LED si possono (anzi si dovrebbero!) usare dappertutto: sia per gli interni (sfruttando le potenzialità sopra descritte) , che in esterni, per illuminare fontane, giardini e piscine.

La luce si dona liberamente, riempiendo tutto lo spazio disponibile. Non cerca nulla in cambio; non chiede se si è amici o nemici. Si dà di per sé e non si risparmia mai.

Michael Straßfeld

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