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IL CORPO ILLUMINANTE: evoluzione e nuove tecnologie Rev1 Alfonso Di Giovine, www.luxsolar.com marzo 2011 – pag 1 IL CORPO ILLUMINANTE SULLE STRUTTURE ELEVATE: evoluzione e nuove tecnologie Relatore: Alfonso Di Giovine Societa’ Combustion and Energy srl, dipartimento Luxsolar 1. Sommario L’articolo contiene una panoramica sulla evoluzione dei sistemi di illuminazione di strutture elevate che possono rappresentare un ostacolo alla navigazione aerea. Si fa riferimento alle normative interanzionali ICAO ed agli aggiornamenti intervenuti recentemente sul posizionamento dei segnalatori sia su camini che su torce. Si esamina l’aspetto manutentivo con particolare riferimento alla aspettativa di vita in funzione delle sorgenti luminose utilizzate. E’ spiegata la tecnologia LED, impiegata come sorgente luminosa per i segnalatori ostacolo che per l’illuminazione di aree industriali. Sono presenti diagrammi di comparazione fra le diverse sorgenti luminose utilizzate, con particolare riferimento alla aspettativa di vita, al risparmio energetico, alla riduzione della CO2.
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IL CORPO ILLUMINANTE: evoluzione e nuove tecnologie Rev1
Alfonso Di Giovine, www.luxsolar.com marzo 2011 – pag 1
IL CORPO ILLUMINANTE SULLE STRUTTURE
ELEVATE: evoluzione e nuove tecnologie
Relatore: Alfonso Di Giovine
Societa’ Combustion and Energy srl, dipartimento Luxsolar
1. Sommario
L’articolo contiene una panoramica sulla evoluzione dei sistemi di
illuminazione di strutture elevate che possono rappresentare un ostacolo alla
navigazione aerea.
Si fa riferimento alle normative interanzionali ICAO ed agli aggiornamenti
intervenuti recentemente sul posizionamento dei segnalatori sia su camini
che su torce.
Si esamina l’aspetto manutentivo con particolare riferimento alla aspettativa
di vita in funzione delle sorgenti luminose utilizzate.
E’ spiegata la tecnologia LED, impiegata come sorgente luminosa per i
segnalatori ostacolo che per l’illuminazione di aree industriali.
Sono presenti diagrammi di comparazione fra le diverse sorgenti luminose
utilizzate, con particolare riferimento alla aspettativa di vita, al risparmio
energetico, alla riduzione della CO2.
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2. Evoluzione dei sistemi di illuminazione di strutture elevate, ostacolo alla
navigazione aerea.
2.1 Incandescenza
La sorgente a Incandescenza e’ utilizzata sia in applicazioni notturne a
bassa intensita’ (>32 cd) che notturne a media intensita (>2000 cd)
all’interno di globi rossi, con emissione controllata sul piano orizzontale
a mezzo di lenti di Fresnel.
La vita di questa sorgente, inferiore ad 1 anno, rende necessario l’uso di
due corpi, l’uno di riserva all’altro.
La limitata aspettativa di vita ( 2000 ore) e l’alto consumo energetico
(solo 15 lumen prodotti con 1 W) hanno reso questo tipo di sorgente
superata.
2.2 Fluorescenza
La sorgente Fluorescente e’ utilizzata in applicazioni notturne a bassa
intensita (>32 cd) all’interno di globi rossi.
Non essendo una sorgente puntiforme, richiede, per la sua estensione,
una potenza elevata per raggiungere le 32 cd.
Ha una vita media superiore ai 5 anni.
2.3 Xenon
La sorgente Xenon e’ utilizzata sia in applicazioni notturne a media
intensita (>2000 cd) all’interno di globi rossi, con emissione controllata
sul piano orizzontale a mezzo di lenti di Fresnel, che di giorno, con
lampi bianchi sino a 200.000 cd, a mezzo riflettori.
La limitata aspettativa di vita ( 1000 ore) rendono questo tipo di sorgente
onerosa; richiedendo inoltre l’uso dei due corpi, l’uno di riserva all’altro.
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2.4 Led
La sorgente a LED e’ utilizzata sia in applicazioni notturne a bassa
intensita’ (>32 cd) che notturne a media intensita (>2000 cd) con led di
colore rosso.
Inoltre con led di colore bianco sono utilizzati per la generazione di
lampi sino a 200.000 candele.
La vita di questa sorgente, superiore ai 5 anni, non richiede l’uso dei due
corpi, l’uno di riserva all’altro.
La lunga aspettativa di vita ( 80.000 ore) ed il basso consumo energetico
(160 lumen prodotti con 1 W) rendono questo tipo di sorgente la migliore
oggi disponibile sul mercato.
3. Normative interanzionali ICAO; aggiornamenti intervenuti
recentemente sul posizionamento dei segnalatori sia su Camini che su
Fiaccole .
3.1 Luci sulla sommita’
Contrariamente a quanto richiesto per le strutture civili ed antenne, le luci
disposte sulla sommita’ di camini e fiaccole debbono essere installate
sufficientemente lontano dallo sbocco dei fumi e dalla fiamma.
3.2 Camini
L’effetto bandiera, bassa quantita di fumi e vento forte, sono il pericolo
maggiore; di solito l’installazione fra i 3 ed i 5 metri sotto lo sbocco non
comporta affumicamento del corpo luce.
3.3 Fiaccole
Oltre all’effetto bandiera, descritto per i camini, nelle fiaccole deve
considerarsi l’irraggiamento quale possibile danno ai corpi luce ed ai cavi
di collegamento.
I cavi per i collegamenti sulla sommita’ sono di solito al silicone, con
resistenza sino ai 200°C; schermando opportunamente il corpo luce dalla
radiazione, e’ possibile individuare l’altezza a cui la radiazione massima
permetta l’uso di detti cavi.
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4. Aspetto manutentivo; l’aspettativa di vita in funzione delle sorgenti
luminose utilizzate.
4.1 Accesso alla Fiaccola
Di norma l’altezza della fiaccola e’ funzione del massimo irraggiamento
possibile al suolo. Va da se che durante il suo funzionamento non é
possibile alcun intervento di manutenzione. In alcune applicazioni é
possibile l’accesso solo a piattaforme a livello inferiore od intermedio.
4.2 Vita dei segnalatori
E’ comune, nelle vecchie installazioni, notare i segnalatori della sommità
permanentemente spenti, sin dopo la prima messa in marcia ( o prima
sfiaccolata), ciò a causa dell’alta temperatura; successivamente, per
limiti di vita, anche i segnalatori inferiori si spengono.
La selezione di sorgenti luminose che abbiano una vita superiore al turn-
around dell’impianto, permette di mantenere in servizio i segnalatori.
4.3 Ridondanza dei segnalatori
E’ in uso la realizzazione di sistemi completamente ridondanti, per
migliorare l’affidabilita’ del sistema di segnalazione.
5. La tecnologia LED, impiegata come sorgente luminosa per i segnalatori
ostacolo e per l’illuminazione di aree industriali.
5.1 Un po di storia
Il primo LED fu realizzato da Nick Holonyak Jr nel 1962, ma solo nel
1995, per opera dell’ing. Alberto Barbieri si realizzarono i primi LED ad
alta Efficienza, dando luogo ad una continua evoluzione che, partendo
dai 20 lumen/watt e’ arrivata oggi ai 160, superando il Rendimento
Luminoso delle sorgenti al mercurio ed al sodio.
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5.2 Caratteristiche dei LED
I Led hanno una vita molto più lunga- fino a 100.000 ore- rispetto alle
sorgenti luminose utilizzate in precedenza, dallo xenon
all’incandescenza. Questa caratteristica consente di abbattere i costi di
manutenzione e di energia (la lampada a Led consuma meno di un
decimo delle lampade a incandescenza a parità di luce emessa),
garantendo una luce pulita, con totale assenza di UV e IR (non
attraggono gli esseri attivi nella notte - moscerini e zanzare), il
funzionamento in condizioni climatiche estreme da 45 gradi sottozero a +
85°C, l’accensione immediata senza tempi d’attesa, l’assenza di
mercurio, ridotta produzione di CO2 emessa
5.3 Settore Aeronautico
Nel settore aeronautico sono gia’ in uso i segnalatori ostacolo alla
navigazione aerea a bassa intensita’ a LED (32 candele), ma solo da
pochi anni e’ iniziata la realizzazione di segnalatori a media intensita’
da 2000 candele, notturni a luce rossa.
Grazie ad una azienda Italiana, la LUXSOLAR, sono oggi disponibili
segnalatori a luce bianca da 20.000 candele ed e’ previsto per i prossimi
mesi la presentazione al mercato di segnalatori da 100.000 e 200.000
candele (primi al mondo).
Per ridurre l’impatto visivo delle grandi strutture e’ sempre piu’ diffusa
l’eliminazione della marcatura a bande rosse e bianche, con la necessita’
di installare segnalatori speciali a norme ICAO di tipo DUAL: Luxsolar
ha per prima realizzato questi segnalatori LED a luce bianca da 20.000
candele per il giorno, e luce rossa da 2000 candele per la notte.
5.4 Settore Industriale
Tutti i sistemi di illuminazione esistenti, nelle abitazioni, nelle
infrastrutture pubbliche e private, nelle industria, sfruttano le tecnologie
tradizionali delle lampade a incandescenza, e delle lampade a
fluorescenza.
Lo svantaggio delle due tecnologie esistenti è legato all’inefficienza (solo
una minima parte dell’energia consumata dalle lampade a incandescenza
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viene trasformata in luce) e all’utilizzo di materiali altamente inquinanti.
La tecnologia dei LED ha tutte le carte in regola per essere un paradigma
sostitutivo rispetto a quelli esistenti, tanto è vero che, in base alle
direttive Europee, la vendita di lampade ad incandescenza e’ stata ormai
bandita dal mercato.
Oggi le tecnologie esistenti si basano in particolare sull’utilizzo di
‘grappoli’ di LED in serie, con fasci di luce guidati da lenti tradizionali o
prismatiche.
Il contenuto innovativo è nella progettazione del sistema ottico che
massimizza la capacità luminosa dei LED, compatibilmente con le
specifiche estetiche, tecniche e di design, e che può essere applicato in
prodotti per una varietà consistente di utilizzi, che vanno
dall’illuminazione indoor e outdoor, fino alle applicazioni industriali più
complesse, rispondendo a rigidi requisiti normativi e di certificazione,
che sono normalmente richiesti in ambiti come gli aeroporti, il trasporto
navale, ferroviario, i sistemi di sicurezza e di allarme.
Luxsolar ha da tempo avviato una ricerca in questo settore, realizzando
un proiettore luminoso innovativo: Esaled.
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6. Diagrammi di comparazione fra le diverse sorgenti luminose utilizzate,
con particolare riferimento alla aspettativa di vita, al risparmio
energetico, alla riduzione della CO2.
6.1 SPETTATIVA DI VITA
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6.2 RISPARMIO ENERGETICO- LUCE PRODOTTA CON 1W
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6.3 CO2 EMESSA PER ACCENDERE UNA LAMPADA A
BASSA INTENSITA ( 32 cd)
SORGENTE
CO2 EMESSA (kg/anno)
INCANDESCENZA
77,86
FLUORESCENZA
19,46
XENON
9,73
LED
7,3
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7. Bibliografia.
ICAO “Annex 14 to the Convention on International Civil Aviation
Organization; Aerodromes, Volume 1, Aerodrome Design and Operations” July
2004. Cap 6
ANNEX 14,Vol.1, par. 10.4.2
ANNEX 14,Vol.1, par. 10.4.6
ANNEX 14,Vol.1, par. 10.3.22
ICAO “Aerodrome Design Manual, Part 4, Visual Aids” Fourth Edition – 2004
PART 4, par. 14.6.1
PART 4, par. 14.6.2
PART 4, par. 14.6.1
