Tecnologia a Led: efficienza luminosa e energetica

Preferire la tecnologia a Led rispetto a quelle più tradizionali porterà ad avere notevoli benefici sia sul piano economico che su quello del risparmio energetico, oltre al fatto che si tratta di una scelta ecologica non da poco. Cosa sono i led e come funzionano? Un Led è un particolare tipo di diodo, ovvero un componente elettronico passivo, formato da sottili strati di materiale semiconduttore che, quando viene attraversato dalla corrente elettrica, emette luce. Questo fenomeno è chiamato elettroluminescenza. Nel 2014, a Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura è stato assegnato il premio Nobel per la fisica grazie all’innovativa invenzione dei Led blu. Da tempo erano stati creati i diodi verdi e rossi, ma mancava la presenza del blu per poter ottenere la luce bianca. Negli anni ’90, i tre scienziati sono riusciti nell’impresa, creando quella che oggi è la miglior tecnologia d'illuminazione che ci sia in circolazione. I vantaggi del Led sono veramente tanti:

• rispetto per l’ambiente;
• lunga durata di funzionamento;
• bassi costi di manutenzione e sostituzione;
• elevato rendimento in lumen;
• luce priva di componenti IR e UV;
• installabili ovunque;
• funzionamento in sicurezza;
• accensione anche fino a bassissime temperature;
• assenza di mercurio e altri materiali nocivi;
• minor calore generato nell'ambiente rispetto alle altre tecnologie.

Un investimento ecosostenibile L’ecocompatibilità è il principale punto a favore per quel che riguarda questa tecnologia, ed è uno dei motivi per cui viene vista come una speranza per il futuro. Innanzitutto, i Led contribuiscono alla riduzione del dispendio energetico abbassando di conseguenza le dannose emissioni di anidride carbonica (CO2) che, come ormai è risaputo, sono i principali responsabili del danno ambientale. Un secondo punto a favore è che, avendo una durata molto più estesa rispetto alle altre lampadine, anche il ricambio è meno frequente. Sono prive di gas e sostanze tossiche, al contrario delle lampadine a incandescenza che hanno al loro interno vapori di sodio, mercurio, piombo, alogenuri metallici e altre sostanze tossiche per le persone e l’ambiente. Tuttavia, pur non contenendo questi elementi, la raccolta viene abitualmente effettuata con gli stessi contenitori. Una volta raccolti, la lavorazione consiste nel frantumare le sorgenti luminose, separando plastica, metallo e vetro dalle componenti, rendendole riciclabili al 90%. È, inoltre, importante sapere che la luce interferisce con i movimenti e i comportamenti di molte specie tra pipistrelli, uccelli, insetti e anfibi, compromettendone il naturale equilibrio. Grazie ai Led, si ha riduzione dell’inquinamento luminoso, nocivo per la fauna, utilizzando fasci di luce con un raggio d’azione ristretto, per non permettere il diffondersi di luce verso l’alto. Per comprendere meglio come funziona il Led e perché è più consigliabile rispetto ad altre soluzioni, sarebbe utile capire prima alcuni concetti.

• Occhi e luce

L’occhio umano è in grado di percepire solo parte della luce e non il suo totale. Le lampade tradizionali, come quelle alogene ad esempio, emettono altre frequenze luminose che risultano essere dannose oltre che inutili. Raggi ultravioletti (UV) e infrarossi (IR) fanno in modo che le lampade (a incandescenza, fluorescenza o alogene) abbiano il difetto di scaldare, scolorire e deteriorare molti materiali comuni oltre agli elementi organici.

• Efficienza luminosa della tecnologia a Led

Con efficienza luminosa s’intende il rapporto tra lumen e watt (Lumen/watt). I Lumen (lm) sono la misura che rappresenta l’energia che la lampada emette sotto forma di luce visibile all’occhio umano; i Watt (W) sono l’unità di misura della potenza elettrica che la lampada assorbe per generare luce. Grazie a questa semplice formula (Lumen/Watt) è possibile comprendere la differenza sostanziale che c’è tra l’efficienza energetica di una lampada a Led e una tradizionale. Per capire meglio, si consideri un’energia di lumen che va da 200 a 300 e quanti Watt occorrono per generarla a seconda della tecnologia:

• Alogena: 18/25 Watt;
• Incandescenza: 25/30 Watt;
• Fluorescenza: 5/6 Watt;
• Led: 2/4 Watt.

Il modo per calcolare l’efficienza luminosa è molto semplice. Un esempio che servirà per capire meglio il concetto prende in esame due lampadine con il medesimo attacco e con la stessa unità di lumen (300), una alogena a l’altra a led. Eseguendo la formula Lumen/Watt si otterranno i seguenti risultati:

• Alogena: 300/25=12 di efficienza luminosa;
• Led: 300/4=75 di efficienza luminosa.

Questo valore incide nella classificazione dei consumi energetici. I Led rientrano, infatti, nelle classi energetiche più alte, avendo un considerevole valore di efficienza luminosa. Soffermarsi a pensare a quante volte si utilizza la luce durante una giornata che sia a casa, al lavoro o nei luoghi pubblici, sottolinea quanto sia positivo disporre di questo tipo d'illuminazione. La possibilità di risparmiare su un consumo così vasto ed essenziale apporterà al bilancio economico un netto miglioramento. Ecco perché il valore dell’efficienza luminosa è uno dei fattori più importanti da considerare quando si decide di acquistare una lampada. Un tempo le lampade a Led producevano solo la loro caratterista luce bianca, considerata da molti troppo fredda da utilizzare, ad esempio, nell’ambiente casalingo; ma con l’evolversi dell’illuminotecnica, oggi è possibile scegliere la temperatura del colore, calcolata in Kelvin (K): 2700/3000K indicano un tipo di luce più calda, 4000K luce naturale e 6000/6500K luce fredda. Come già accennato in precedenza, le lampadine tradizionali producono una vera fonte di calore che surriscalda e deteriora, rendendo rischioso utilizzarle su determinate superfici. Anche in questo frangente, le luci a Led surclassano i modelli classici e possono essere applicate ovunque, anche incassandole in un faretto in gesso, verniciabile in seguito, nel legno e persino nella plastica. Il calore emesso da queste non supera i 50 gradi. A differenza dei vecchi tipi di lampadine, i Led si accendono subito, senza necessitare di un lungo lasso di tempo per funzionare nel pieno delle loro capacità. Vita media di una lampadina a Led Trascorrono 100.000 ore prima che la luce si esaurisca completamente, mantenendo un'alta percentuale di luminosità (70% circa), anche dopo la metà del tempo. Se si ipotizza un utilizzo di 8 ore al giorno, si può stimare che la vita media di una lampadina sia di 15 anni. Persino per quanto riguarda la durata si può dimostrare con un semplice paragone l’ineguagliabile efficienza del Led: le lampade a risparmio hanno una vita media di 10.000/12.000 ore, le lampade alogene 2.000/6.000 ore e quelle a incandescenza di 1.000/1.500 ore.