I CONSUMI LEGATI ALL’ILLUMINAZIONE

 L’illuminazione di magazzini (sia interni che esterni), capannoni di produzione, uffici e parcheggi è una voce di consumo considerevole: alcune statistiche indicano che il fabbisogno energetico per l’illuminazione in una fabbrica copra circa il 15% del totale, in uffici circa il 50% e in magazzini può arrivare fi no all’80%. Inoltre, ricerche scientifiche internazionali hanno dimostrato che una illuminazione ottimale dei luoghi di lavoro aumenta la produttività e riduce gli infortuni sul lavoro.

 

LE GRANDEZZE CHE MISURANO L’LLUMINAZIONE

 Prima di parlare di tecnologie di illuminazione è bene introdurre alcune grandezze, quali flusso luminoso, efficienza luminosa, indice di resa cromatica, temperatura di colore e durata.

Il flusso luminoso (in lumen, lm) è la quantità di luce emessa nell’unità di tempo in tutte le direzioni. È bene porre attenzione a tale grandezza, poiché non tiene conto delle perdite legate alle caratteristiche costruttive del corpo illuminante (es. scarsa riflessione di parti opache; vetro che filtra la luce).

L’efficienza luminosa (in lumen su Watt, lm/W) mostra, invece, quanto la lampada è efficiente e quanto ci costa in termini di assorbimento energetico. Più questo valore è alto, meno energia verrà impiegata per illuminare. Per un corretto calcolo dell’efficienza luminosa sarebbe bene tenere conto del consumo di tutto il sistema di illuminazione, comprensivo anche degli alimentatori: tale grandezza è chiamata efficacia luminosa.

L’indice di resa cromatica (IRC o Ra) descrive, con un numero compreso tra 1 e 100, la capacità della lampada di rendere fedelmente i colori. Più Ra è prossimo a 100, più la lampada renderà fedelmente i colori.

La temperatura di colore (espressa in Kelvin, K) indica se una lampada ha una luce “fredda” o “calda”. Maggiore è la temperatura di colore, più la luce sarà fredda.

Infine, la durata (espressa in ore, h) indica per quante ore di funzionamento una lampadina è garantita. Diversa è la vita economica, la quale indica le ore di funzionamento delle lampade per le quali è garantita una certa percentuale del flusso luminoso.

 

LE TECNOLOGIE PER L’ILLUMINAZIONE INDUSTRIALE E DEGLI UFFICI

 Esistono diverse tecnologie per l’illuminazione industriale e degli uffici: a fluorescenza, ad alogenuri metallici, ai vapori di sodio ad alta pressione e a led.

Le lampade a fluorescenza contengono un gas nobile e altre sostanze sotto forma di vapori. Attraverso scariche elettriche fornite da un alimentatore esterno (detto reattore), i gas-vapori emettono radiazione ultravioletta, trasformata in luce visibile da una copertura posta sulla superficie interna del tubo. Sono lampade largamente utilizzate nell’illuminazione di uffici e capannoni, hanno buone performances energetiche (impiegando reattori elettronici EVG; efficienza luminosa fi no a 100 lm/W), durata discreta (fi no a circa 20-24.000 h) hanno ampie gamme di tonalità di colore disponibili, ma il continuo spegnimento e accensione ne riduce la vita utile.

Le lampade ad alogenuri metallici sono costituite da un bulbo in quarzo o materiale ceramico contenente alogenuri metallici (solitamente ioduri). Producono una luce bianca, con una efficienza e durata paragonabile alle lampade a fluorescenza.

Le lampade a vapori di sodio sono del tutto simili, ma producono una luce giallastra e hanno una resa cromatica mediocre. Hanno il difetto di avere tempi di accensione lunghi (qualche minuto) e, se spente e riaccese a caldo, di ritornare a pieno regime anche dopo una decina di minuti. Sono impiegate nell’illuminazione di grandi spazi, sia interni che all’esterno. Bisogna porre attenzione allo smaltimento di alcune di queste lampade, soprattutto e alle vecchie contenenti mercurio (in Europa sono state bandite dal 2015 proprio perché pericolose per l’uomo e l’ambiente).

Grande importanza stanno acquisendo le lampade led (Light Emitting Diode). Hanno diversi vantaggi: sono efficienti (60-140 lm/W), hanno una durata fi no a 50.000 ore (se non si surriscaldano), la luce è immediatamente disponibile e possono essere accese e spente senza diminuirne la durata. La ricerca sta svolgendo enormi sforzi per aumentarne la vita economica e la disponibilità in termini di temperatura di colore.

 

GLI INTERVENTI DI EFFICIENTAMENTO SULL’IMPIANTO DI ILLUMINAZIONE

Gli interventi di efficientamento sull’impianto di illuminazione non devono riguardare solo le lampade, ma gli alimentatori, i corpi illuminanti, i regolatori e la loro affidabilità. Ad esempio, un reattore per lampade a fluorescenza può arrivare a consumare anche il 50% dell’energia consumata dall’intero sistema di illuminazione. I nuovi reattori elettronici sono più efficienti, riducono lo sfarfallio delle lampade e ne allungano la vita. Esistono anche particolari alimentatori elettronici in versione “dimming”, che consentono di regolare il flusso luminoso dal 10% al 100%, conseguendo così ulteriori risparmi energetici.

Molto importante è anche la progettazione iniziale, che deve tenere in conto anche del calo di flusso luminoso nel tempo (molto importante per alcune lampade a led) e della facilità di manutenzione dell’impianto, considerando anche condizioni estreme di funzionamento (es. rapide variazioni di temperatura, umidità, vibrazioni e frequenti cicli di accensione-spegnimento che diminuiscono la vita utile; polveri e sporcizia che diminuiscono l’efficienza di illuminamento).

Certamente i sistemi a led permettono una forte riduzione dei costi di esercizio e di manutenzione, visti i bassi consumi e l’elevata durata, nettamente superiore rispetto alle altre tipologie di lampade. Resta comunque il costo di investimento. Per aziende con scarse risorse sono disponibili soluzioni di illuminazione led a noleggio, solitamente comprensive di manutenzione.

 

SISTEMI DI GESTIONE DELL’ILLUMINAZIONE

La razionalizzazione dell’illuminazione può portare a enormi vantaggi in termini di consumi energetici. I sistemi intelligenti dell’industry 4.0 stanno coinvolgendo anche il settore dell’illuminotecnica industriale. Sensori, sistemi di gestione della luce (LM – light management system), comandabili anche in remoto, permettono una regolazione continua ed ottimale della luce su ogni singolo processo lavorativo e una manutenzione programmata che tiene conto delle effettive ore di funzionamento di ciascun punto luce. Tali sistemi permettono di ridurre gli sprechi e i consumi di energia, oltre a migliorare il confort aziendale.

 

ANALISI DEI DATI

Di seguito sono riportati i dati emersi dall’analisi di un campione di 125 siti produttivi (scopri di più sull’analisi). L’intervento sui sistemi di illuminazione risulta il più comune ed è stato proposto in 110 casi. Nella tabella viene indicata, per ciascun settore merceologico, la frequenza con cui è stato suggerito questo intervento:

Illuminazione - frequenza intervento

 

Il valore medio del tempo di pay-back semplice degli investimenti in sistemi di illuminazione, valutato sul campione, è pari a 3,2 anni. Di seguito il tempo di pay-back distinto per comparto.

Illuminazione - tempo di pay-back

Infine riportiamo i dati sul risparmio economico potenziale:

Illuminazione - risparmio economico

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