illuminazione, sistemi di

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Per vedere al buio, e per farsi vedere

Un sistema di illuminazione è un insieme di strumenti e tecniche che applichiamo per distribuire luce nelle nostre case, nelle strade e nelle piazze. Con la parola illuminazione ci si riferisce a quella artificiale, ottenuta con lampadine di vario tipo che funzionano grazie all'elettricità. Nel passato l'illuminazione artificiale si otteneva grazie all'uso della fiamma, con candele a cera o lampade che bruciavano lentamente olio, petrolio o altri combustibili. Nel 19° secolo assunse un'importanza notevole l'uso del gas per illuminazione

Dalle candele all'elettricità

Le prime candele per illuminazione sembra siano state usate a iniziare dal 3° millennio a.C. Non si ha invece alcuna data certa per capire quando si iniziarono a usare le lampade a olio. Certamente in tempi antichissimi, dato che sono citate in molte opere letterarie prima di Cristo e comunque anche nei Vangeli.

Dobbiamo arrivare però al 1780 per incontrare la prima significativa invenzione nel campo dell'illuminazione: Ami Argand inventa la lampada a olio con lo stoppino al centro, che permette un consumo più efficiente della sostanza comburente, e quindi illuminante. La lampada a olio di Argand illuminava più a lungo e in modo più uniforme di quelle usate fino allora dall'antichità in avanti. William Murdock, pochi anni dopo, nel 1792, sviluppò un sistema di illuminazione a gas, che sperimentò per illuminare la sua casa.

Nel 1867 il fisico Henri Becquerel costruì il primo prototipo di lampada a fluorescenza e, pochi anni più tardi, nel 1875, Henry Woodward depositò il brevetto della prima lampadina elettrica. La strada oramai era aperta per sistemi di illuminazione veramente efficienti e nel 1879 Thomas Alva Edison e Joseph Wilson Swan brevettarono la lampadina con filamento di carbone a incandescenza, l'antenato di quelle che usiamo comunemente oggi nelle nostre case. Lo sviluppo dei primi tubi al neon, altro tipo di illuminazione tuttora molto usato, risale invece al 1911.

Progettare la luce

Un sistema di illuminazione è costituito da un insieme di elementi che forniscono la luce, come per esempio lampade o tubi al neon, collegati da fili, attraverso cui passa la corrente, elettrica, che devono essere alloggiati nell'impianto. Le lampade sono di diversi tipi, ma tutte hanno bisogno dell'elettricità per funzionare. Per esempio, le comuni lampadine a incandescenza che utilizziamo nelle nostre case funzionano grazie al passaggio della corrente elettrica attraverso un filamento metallico che, riscaldandosi, diventa incandescente ed emette luce. I sistemi di illuminazione vanno dalla lampadina da studio che abbiamo sul tavolo ai complessi e potenti sistemi di fari che illuminano lo stadio per una partita di calcio in notturna.

Pensare e realizzare un sistema di illuminazione di grandi dimensioni significa dover tenere conto di molti fattori diversi e questo è il compito principale di chi progetta un impianto. Da una parte, infatti, l'illuminazione fornisce sicurezza e comfort, dall'altro occorre sempre considerare che per produrre luce si deve impiegare energia e quindi è bene avere sistemi in grado di massimizzare l'utilizzo dell'energia erogata.

Sistemi diversi per usi diversi. È importante partire dalla funzione di quel particolare sistema di illuminazione. La luce in un parcheggio può essere molto debole, poiché serve solo a individuare la propria automobile, mentre la luce in una sala operatoria deve essere estremamente intensa e localizzata per permettere al chirurgo la massima visibilità. Gli impianti di illuminazione posti all'esterno devono sopportare sbalzi di temperatura, sia fra notte e giorno sia fra estate e inverno, ben diversi da quelli del sistema di illuminazione di una casa, generalmente riscaldata d'inverno e spesso anche raffreddata d'estate da sistemi di condizionamento d'aria. All'esterno, oltre agli sbalzi di temperatura, è maggiore l'accumulo di polvere sulle lampade ed è meno semplice la manutenzione, dato che in genere le lampade sono alla sommità di alti lampioni cui si accede solo con scale o mezzi appropriati. Infine, sono importanti anche il disegno del supporto delle lampade, più o meno accurato e piacevole da vedere, oltre che funzionale, e la tonalità della luce emessa. Pensiamo, per esempio, come sarebbe spiacevole per la lampada del nostro tavolo da studio una lampadina al sodio che emette luce color arancio, utilizzata invece vantaggiosamente nelle autostrade, dato che aiuta a vedere meglio in caso di nebbia.

Illuminare per farsi vedere e per segnalare

I sistemi di illuminazione non servono solo a vedere, ma anche a farsi vedere e a segnalare. Basta pensare alle automobili, per esempio. I fanali anteriori servono per illuminare la strada di notte, rendono possibile la corsa anche al buio. Quelli posteriori e colorati servono a segnalare la nostra posizione, a far capire che vogliamo cambiare direzione con le luci intermittenti chiamate frecce, a segnalare che stiamo frenando (tramite luci rosse che si accendono in frenata) o infine che stiamo facendo retromarcia. L'uso delle luci nelle auto è così importante che in molti paesi, compreso il nostro, è obbligatorio tenerle accese anche durante il giorno, almeno nei percorsi extraurbani. Si è verificato, infatti, che l'uso dei fanali aumenta la soglia di attenzione negli altri automobilisti e si stima che ciò riduca il numero degli incidenti del 10%.

I fari marini sono un altro esempio di segnalazione: emettono una potente luce intermittente, il cui ritmo identifica il faro. Vedendola dal mare da molti chilometri di distanza i marinai possono capire di quale faro si tratti e, di conseguenza, fare il punto della posizione della nave in quel momento. Ambulanze e macchine della polizia usano fari roteanti e di colore rosso o blu per segnalare la propria presenza. Associate al suono di una sirena queste luci riducono il rischio di incidenti al veloce passaggio di tali mezzi.

Un problema moderno: l'inquinamento luminoso

L'illuminazione pubblica delle strade permette di girare senza problemi durante la notte e dà sicurezza. Al giorno d'oggi l'illuminazione pubblica è in funzione per tutta la notte nelle città, nei paesi e nelle strade attorno a essi. La concentrazione della popolazione nelle città fa sì che queste siano diventate formidabili sorgenti di luce che si disperde nello spazio. È sufficiente guardare la stragrande maggioranza dei lampioni pubblici, che sono di forma sferica e quindi finiscono per illuminare anche il cielo, cosa assolutamente non necessaria.

I sistemi di illuminazione pubblica sprecano luce, e quindi anche energia. In buona sostanza, illuminiamo troppo e soprattutto male. Per questo si parla, forse impropriamente, di inquinamento luminoso. A causa di questa forma di inquinamento gli astronomi sono stati costretti a spostare i loro osservatori in zone desertiche del mondo; al comune cittadino ormai rimane un cielo 'accecato' dalla luce e con le stelle scarsamente visibili. In una limpida notte stellata, in aperta campagna o in riva al mare, l'occhio umano può vedere distintamente circa 4.000 stelle. In una piazza di una grande città, come piazza Duomo a Milano o piazza del Popolo a Roma, nella stessa notte serena se ne scorgono meno di una cinquantina. Illuminare in modo razionale è quindi un imperativo dei nostri giorni, per risparmiare energia e per permettere a tutti di vedere il cielo, che è parte dell'ambiente in cui viviamo.