Oggi, con un semplice gesto, portiamo la luce all’interno delle nostre case, dei nostri uffici, delle nostre scuole: premendo un interruttore, accendiamo una o più lampadine.
Se un tempo si usavano candele e lampade a olio, oggi abbiamo sistemi di illuminazione adattabili alle esigenze più varie.
Vediamo insieme quali sono le soluzioni maggiormente diffuse e quelle oramai in disuso, confrontandone le principali caratteristiche.
LAMPADINE AD INCANDESCENZA |
Le prime lampadine a funzionare elettricamente sono state quelle ad incandescenza, composte da un filamento di tungsteno posto all’interno di un bulbo sottovuoto che si illuminava e riscaldava non appena attraversato dall’elettricità.
Queste lampadine sono state messe al bando dall’Unione Europea nel 2012 perché poco efficienti. Infatti, solo il 5% dell’elettricità passante per il filamento veniva trasformata in luminosità, mentre il restante 95% in calore: per illuminare grandi ambienti era richiesta tantissima potenza, con enormi dispendi di energia.
LAMPADINE ALOGENE |
Per sostituire le poco efficienti lampade ad incandescenza, furono inventate le lampadine alogene che dalle precedenti riprendevano il filamento di tungsteno, il quale racchiuso in un corpo di vetro, in presenza di un gas inerte, faceva in modo che la lampada avesse una resa luminosa maggiore (25 lumen per watt contro 15).
Queste lampade presentavano, però, due problemi: il surriscaldamento, che fu risolto installando una protezione di vetro e l’emissione eccessiva di raggi ultravioletti, che furono ridotti attraverso l’uso di uno speciale schermo (faretti dicroici).
LAMPADINE FLUORESCENTI |
Il passo successivo è stato l’invenzione delle lampade fluorescenti, costituite da un rivestimento esterno di vetro contenente al suo interno delle polveri (fluorescenti). Queste, immerse in uno strato di gas e vapori di mercurio a bassa pressione, con il passaggio della corrente, emettono luce.
Per poter funzionare era necessaria una scarica interna generata da elettrodi posti alle estremità della lampada. Alcune di queste sono note come lampade a neon perché contengono al loro interno questo gas.
Avevano una resa luminosa 5-10 volte superiore alle lampade ad incandescenza, una durata 10 volte superiore e spesa molto ridotta, ma necessitavano di un alimentatore e di uno starter per l’accensione, poco adatte ad appartamenti e specifiche discariche per lo smaltimento del mercurio.
LAMPADINE AD INDUZIONE MAGNETICA |
Le lampade a induzione magnetica sono molto simili ai modelli fluorescenti, ma invece degli elettrodi per riscaldare il gas utilizzano l’induzione magnetica, ionizzando il gas fluorescente.
Ideate da Nikola Tesla sono costituite da un bulbo dove viene generato un campo magnetico capace di far scoccare la scintilla necessaria al loro funzionamento.
Sono lampadine ideali per grandi potenze luminose oltre 150-200 watt, hanno una durata di funzionamento di oltre le 100.000 ore, accensione e spegnimento immediato e decadimento molto basso.
LAMPADINE IODURI METALLICI |
Sono lampade che contengono al loro interno alogeni e alogenuri e necessitano di un alimentatore per il loro funzionamento.
Sono molto utilizzate per illuminazione esterna di fabbriche, capannoni, campi sportivi e locali dove è necessaria una luce molto forte e una buona resa cromatica.
LAMPADINE A LED |
Le luci a LED sono l’ultima novità e la scelta migliore per l’ambiente visto che non contengono gas, permettono grossi risparmi energetici e sono facilmente smaltibili.
I LED (Light Emitting Diodes), una volta impiegati come spie dei telecomandi e dei televisori, oggi vengono utilizzati per l’illuminazione di interni ed esterni e per le auto.
Sono molto vantaggiosi perché la loro luce è regolata da un circuito elettronico che calibra la quantità di tensione necessaria al LED, trasformando il 50% dell’energia in luce e il restante in calore.
I vantaggi sono molteplici perché una lampada a LED dura 50-100 volte di più di una ad incandescenza, risparmia fino al 90% di energia, è disponibile in differenti tipi di colori e misure e ha un’altissima efficienza luminosa.
Finora non era stato possibile raggiungere questi risultati perché nessun materiale di questa dimensione era stato in grado di sopportare tali temperature. Il grafene invece non solo alla capacità di resistere a questo elevatissimo calore e di concentrarlo solo nella parte centrale il foglio senza così toccare gli elettrodi metallici che potrebbero fondere, ma anche di condurre l’elettricità contemporaneamente. Inoltre il fatto che il grafene sia sospeso e non appoggiato sul materiale, migliora di circa 1000 volte l’efficienza.
L’altra cosa incredibile, è che la lunghezza d’onda di questa luce può essere variata in base alla posizione in cui è sospeso il foglio di grafene, permettendo così di regolarne anche l’intensità.
Smart, smart, smart. Tutto diventa più intelligente, le nostre case, le nostre città, i nostri elettrodomestici. L’Internet of Things, ossia l’Internet delle Cose, l’Intelligenza Artificiale, i sistemi di comunicazione evoluti stanno cambiando radicalmente il nostro approccio con le cose, con gli oggetti della nostra quotidianità.
Il sistema wi-fi e 4G di comunicazione interno, consentirà a Totem di svolgere la funzione di sensore per la raccolta dei big data che l’amministrazione potrà utilizzare per evidenziare problemi o criticità e predisporre piani di intervento nel più breve tempo possibile. Totem, creerà una vera e propria rete di comunicazione che, ad esempio, registrerà il livello di traffico intervenendo sulla rete stradale e deviandolo quando necessario su percorsi alternativi.
Questo sistema va ad integrarsi con gli avanzati sistemi ADAS, Advanced Driver Assistance Systems, tipici dei veicoli a guida autonoma. Questi sistemi, oggi, sono già in grado di riconoscere e classificare differenti tipologie di oggetti, per cui sono in grado di distinguere un’autoambulanza da un furgone per trasporti, segnalare al pilota eventuali condizioni pericolose lungo il percorso e in alcuni casi addirittura intervenire fermando del tutto l’autovettura al fine di garantire l’incolumità degli occupanti. Sofisticatissimi algoritmi computazionali, riescono a fare oggi molte delle cose che fa normalmente il conducente, con un fattore predittivo superiore a quello umano. L’integrazione di questi sensori sulla scocca dell’auto rappresenterà un ulteriore passo avanti in questa direzione e contribuirà a rendere ancora più sicure le nostre strade e la nostra guida.
Tutti sappiamo che oggi l’energia dall’atomo può essere sfruttata attraverso il processo chiamato fissione nucleare (ossia dalla rottura di un atomo pesante “uranio235“). Dal processo inverso, ossia dall’unione di due isotopi dell’idrogeno leggeri in uno più pesante chiamato fusione nucleare, non è attualmente possibile ottenere energia perché le condizioni in cui ciò può avvenire richiede condizioni estreme riscontrabili solo sulle stelle.
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