Nuova luce per gli addobbi. A led

In un contesto in continua evoluzione, che impone una riduzione delle emissioni di anidride carbonica per limitare l’aumento della temperatura globale, occorre pensare a un'economia energetica pulita, dinamica e resiliente e a nuove tecnologie in grado di limitare al minimo i consumi. Proprio in questi primi giorni di dicembre la segretaria al dipartimento Usa dell'energia, Jennifer Granholm, ha definito “un risultato storico” quello raggiunto dai ricercatori e dallo staff della National Ignition Facility del Lawrence Livermore National Laboratory in California che, per la prima volta nella storia, hanno annunciato di aver ottenuto produzione netta di energia attraverso la fusione nucleare.

Non solo nuove fonti energetiche ma anche tecnologie rivoluzionarie in grado di garantire massima efficienza. Di sicura importanza le innovazioni in campo illuminotecnico. Il consumo globale di elettricità per l’illuminazione nel 2021 arriva fino a 1.805 Twh, un numero a 15 zeri che ci invita a una strategia globale in grado di ottimizzare al meglio le risorse. In quest’ottica il mercato dell’illuminazione può contare su nuovi strumenti in grado di trasformare gli elettroni in fotoni con nuove prestazioni rispetto al passato: le sorgenti led.

I led, diodi in grado di trasformare la corrente elettrica direttamente in luce, hanno raggiunto un’efficienza superiore a 150 lm/W, oltre il 90% rispetto alle sorgenti a incandescenza e circa il 60% rispetto alle lampade a scarica fluorescenti. Anche la durata media della sorgente dimostra un netto vantaggio, stimata teoricamente a 100.000 ore raggiunge valori reali fino a 50.000 ore a confronto con le quasi 2.000 dell’incandescenza e circa 9.000 delle fluorescenti. Per questo molti governi in tutto il mondo stanno agendo rapidamente per eliminare gradualmente la vendita delle sorgenti luminose che si basano su altri principi di funzionamento attraverso standard di prestazione, etichettatura e programmi di incentivi, come in Europa, dove la transizione al led è iniziata oltre un decennio fa.

Un guadagno non solo in termini energetici ma anche in grado di garantire ottimi standard qualitativi a livello percettivo attraverso un buon indice di resa cromatica e un’ampia gamma di temperature di colore. Presso i laboratori del Cnr Istituto nazionale di ottica sono stati realizzati a questo proposito alcuni esperimenti con opere d’arte che hanno dimostrato che la maggior parte dei soggetti coinvolti ha preferito l’illuminazione a led a confronto con quella realizzata con sorgenti a incandescenza e a scarica.

I vantaggi non sono solo in ambito energetico, progettuale e percettivo. I led, grazie al principio di funzionamento su cui si basano per emettere luce visibile, sono in grado di trasformarsi in una sorgente smart in grado di connettersi ai dispositivi elettronici che illuminano e di rappresentare una preziosa risorsa in ambito 6G. Visible Light Communication è la tecnologia che consente di trasmettere informazioni a larga banda attraverso la luce visibile. Il principio di funzionamento richiama quello di antichi strumenti come il telegrafo ottico e il fotofono, ma con prestazioni nettamente superiori. Modulando la luce led con una frequenza tale che il nostro occhio non riesca a percepire, ma visibili da parte di un sensore ottico, è possibile trasferire immagini, video, informazioni costruendo un vero e proprio li-fi (light fidelity) che ben integra quello delle più comuni radio frequenze. Già dieci anni fa si è dimostrato un sistema efficiente, basti pensare al fatto che nel 2011 avevamo 1,4 milioni di antenne per le radiofrequenze con un’efficienza del 5%. Inoltre è sicuro, i dati arrivano solo dove la luce è in grado di arrivare, disponibile, nel 2011 erano 14 miliardi le sorgenti luminose stimate in tutto il mondo e con una capacità tale da ben integrare i sistemi attuali e garantire il numero di dati trasferiti che negli stessi anni era di circa 600 Terabyte al mese. Se tutte le sorgenti presenti fossero a led e utilizzassero questa tecnologia avremmo già un’infrastruttura in grado di garantire il massimo delle prestazioni a oggi raggiungibili.

Osservare un quadro e ricevere sul proprio cellulare le informazioni relative all’opera d’arte direttamente da parte dalle lampade presenti, semafori che parlano con le macchine a guida autonoma per gestire la relativa velocità, centri commerciali in grado di fornire direttamente sui nostri dispositivi personali informazioni su dove trovare i prodotti di maggiore interesse non è più un sogno irrealizzabile ma un fatto concreto. Le lampade di casa rappresentano anche in questo caso una preziosa risorsa e nel periodo di Natale perché non pensare a un albero davvero green, smart in grado di dialogare con tutti i dispositivi elettronici che illumina. A Natale quest’anno più che mai una nuova luce, a led.

Fonte: Elisabetta Baldanzi, Istituto nazionale di ottica, e-mail: elisabetta.baldanzi@ino.cnr.it