Illuminazione flessibile per i musei:

L’ottica primaria sul chip del LED

Oltre a racchiudere in modo sicuro il chip del LED, la lente sul semiconduttore svolge anche la funzione di ottica primaria con una distribuzione delle luce emisferica ed uniforme al di sopra della piastra. Per la gran parte delle applicazioni di tipo museale, comunque, questa distribuzione della luce molto ampia non è adatta, perché l’illuminazione d’accento ideale per le sculture richiede degli angoli di irradiazione a fascio stretto, mentre per l’illuminazione dei dipinti si utilizza l’illuminazione uniforme delle pareti, che necessita di una distribuzione asimmetrica della luce. Per poter garantire questa elevata flessibilità nell’allestimento delle esposizioni, ERCO ha sviluppato un sistema nel quale un secondo sistema ottico raccoglie la luce del LED ed un terzo sistema intercambiabile consente un rapido adattamento della distribuzione.

Il collimatore come ottica secondaria

I collimatori orientano la luce dei LED parallelamente, in modo che l’ottica terziaria possa poi generare la distribuzione della luce desiderata. Nella prassi questo approccio offre il vantaggio che, al variare degli allestimenti, tramite un sistema intercambiabile è possibile adeguare la distribuzione della luce al nuovo compito di illuminazione. A seconda del tipo di collimatore, i raggi di luce sono resi paralleli tramite la riflessione totale sulle superfici laterali o in combinazione con una lente centrale aggiuntiva. La riflessione totale lavora senza perdite ed offre quindi un’efficienza ottimale.

Le lenti Spherolit come ottica terziaria

L’effettiva distribuzione della luce, ad esempio un fascio stretto per l’accento o un fascio largo per un’illuminazione diffusa, è definita dalla lente Spherolit che svolge il compito di ottica terziaria. La tecnologia Spherolit si basa sulla suddivisione della superficie di una lente in molte superfici tridimensionali convesse con forme specifiche, che orientano la luce tramite il principio di rifrazione. Grazie alle diverse forme degli «sferoliti» è possibile determinare un’ampia gamma di distribuzioni delle lenti. A seconda della convessità delle singole parti delle superfici della lente, la luce che incide in raggi paralleli viene dispersa con maggiore o minore ampiezza. Il risultato è un sistema di lenti che, pur avendo la stessa geometria e le stesse dimensioni, si distinguono tra loro per i diversi angoli di distribuzione – da narrow spot a wide flood. Gli sferoliti asimmetrici consentono inoltre di ottenere delle distribuzioni di luce ovali o un’illuminazione uniforme delle pareti. Tutte le caratteristiche hanno in comune una luce della massima qualità: le distribuzioni di luce sono particolarmente uniformi, senza rifrazioni e presentano un contorno preciso, leggermente sfumato.

La semplice sostituzione delle lenti, senza necessità di utilizzare alcun attrezzo aggiuntivo, consente anche nelle piccole variazioni degli allestimenti un rapido adeguamento della distribuzione della luce, ad esempio passando dall’illuminazione d’accento all’illuminazione diffusa della parete. Un sistema con angoli di distribuzione variabili valido per tutte le famiglie di faretti facilita inoltre l’orientamento nella selezione delle lenti adatte per illuminazione d’accento, quella diffusa o per illuminazione uniforme delle pareti.

Porre accenti differenziati: da narrow spot a flood

Per l’accentuazione di piccoli oggetti con elevati illuminamenti o per grandi distanze tra l’apparecchio e l’oggetto è adatta una distribuzione della luce narrow spot con un angolo di irradiazione < 10°. Raccogliendo la luce in fasci stretti si ottiene un’illuminazione molto intensa con potenze contenute. Ad esempio per i faretti a LED con caratteristica narrow spot sono sufficienti già 4W per generare un illuminamento di 1000lx da una distanza di 4m. Un vantaggio delle distribuzioni di luce strette sta nell’elevato comfort visivo, perché di norma non si ha alcun abbagliamento diretto dell’utente. Per gli oggetti più grandi si dispone della distribuzione della luce spot con un angolo di irradiazione di 10°-20° oppure della distribuzione flood con un angolo di irradiazione di 25°-35°.

Fasci di luce ampi: da wide flood a oval flood

Per presentare grandi oggetti e grandi opere d’arte nel contesto in cui si trovano si dispone di distribuzioni della luce più ampie. Tra queste rientra la distribuzione wide flood con un angolo di irradiazione > 45° e la distribuzione extra wide flood > 80°. Con gli ampi fasci di luce si possono mantenere elevate interdistanze tra gli apparecchi, riducendo in tal modo anche i costi di investimento. Come svantaggio si ha però l’abbagliamento diretto, che è maggiore rispetto alle distribuzioni della luce più strette.
Oltre ai washer rotosimmetrici, una particolarità per l’illuminazione diffusa delle opere d’arte di grandi dimensioni è rappresentata dai washer con simmetria assiale, che generano un cono di luce ovale. Essi consentono di illuminare in modo efficiente gli oggetti dalle forme allungate, in orizzontale o in verticale. Invece di utilizzare due o tre faretti con una distribuzione della luce stretta, basta un unico washer dotato della caratteristica oval flood. Dall’altro lato, per gli oggetti piccoli come le colonne, con i coni di luce ovali si può concentrare l’illuminamento sull’oggetto, evitando un’illuminazione fastidiosa di tutta l’area attorno all’oggetto stesso, come accadrebbe con una distribuzione della luce wide flood o extra wide flood. Per poter ruotare l’orientamento della distribuzione di luce oval flood si consigliano gli apparecchi con la testa dell’apparecchio rotonda e non quadrata, perché nel caso della lente quadrata è possibile cambiare la direzione del cono ovale solo di 90°.

Valorizzare l’arte sulle pareti: wallwash

Per la presentazione delle opere sulle pareti, senza accentuarle singolarmente ma illuminandole in un tutt’uno con l’architettura, si dispone dell’illuminazione diffusa ed uniforme delle pareti. Con la lente Spherolit wallwash le esposizioni sfruttano una distribuzione della luminosità uniforme e molto armoniosa, sia nel senso verticale che in quello orizzontale. La microstruttura delle lenti per le distribuzioni della luce asimmetriche presenta una forma molto complessa, che è stata ottimizzata dagli esperti della luce con delle simulazioni computerizzate.

Inoltre con la trasmissione della luce tramite le lenti si ha una maggiore efficienza rispetto alla riflessione dei riflettori: un maggiore rendimento che si traduce in un maggiore flusso luminoso degli apparecchi. Per questo i wallwasher a LED con lente Spherolit offrono un livello di rendimento dei sistemi di illuminazione (LOR) doppio rispetto ai vecchi wallwasher con lente per lampade convenzionali dotati di riflettori. In definitiva, nella prassi museale, per garantire una gestione economica è decisiva la quantità di luce che arriva sull’oggetto con un dispendio energetico minimo. Oltre all’illuminotecnica, anche il sistema di controllo degli apparecchi offre un prezioso potenziale per l’ottimizzazione dei costi di gestione.

La flessibilità del controllo per le esposizioni

Nei concept progettuali per le esposizioni spesso viene espresso il desiderio di poter dimmerare i singoli faretti o anche l’intero impianto. Questo desiderio si basa spesso sui tre seguenti aspetti:

1. Per creare la scenografia desiderata si vuole che siano dimmerabili sia i singoli faretti per l’illuminazione di singole opere, sia l’intero impianto
2. Per la conservazione delle opere si devono poter regolare individualmente gli illuminamenti sulle singole opere
3. Per questioni energetiche si deve poter adeguare il livello di luminosità con dei sensori di luce diurna e di presenza.

Per i faretti si è rivelato molto comodo l’impiego di un potenziometro per impostare il livello di illuminazione in modo individuale e preciso. Così sono possibili delle regolazioni precise del livello di luminosità anche senza dei sistemi di comando complessi. La dimmerazione dell’intero impianto richiede invece dei dimmer esterni sulla fase. In ambito espositivo le installazioni più diffuse, che prevedono il solo potenziometro o in alternativa la dimmerazione sulla fase, hanno sempre presentato dei limiti.

ERCO ha quindi sviluppato una nuova componentistica che consente una combinazione dei due tipi di dimmerazione, con il potenziometro e sulla fase. In tal modo si possono impostare dapprima gli illuminamenti per ciascuna opera d’arte e quindi dimmerare l’intera esposizione a fini scenografici o energetici. Questa tecnologia offre inoltre un elevato livello di sicurezza per la conservazione delle opere. Con il potenziometro il responsabile della conservazione può impostare l’illuminamento massimo di un faretto per la singola opera d’arte. Quando, in un secondo momento, altri dipendenti del museo regolano la dimmerazione sulla fase impostando anche temporaneamente il livello massimo dell’illuminazione, l’illuminamento di quella data opera non supera i valori predefiniti del potenziometro.

Conclusioni

- Le diverse distribuzioni della luce consentono di adeguare la luce alle dimensioni dell’ambiente ed alle dimensioni ed alle forme degli oggetti in esposizione.
- Le distribuzioni strette della luce concentrano il flusso luminoso con elevati illuminamenti e minimizzano l’abbagliamento diretto nei musei.
- Le lenti intercambiabili, sostituibili senza attrezzi, facilitano il lavoro di allestimento delle esposizioni.
- Nei faretti l’uso della proiezione al posto della riflessione offre un elevato livello di rendimento dei sistemi di illuminazione e riduce i costi energetici.
- La dimmerazione combinata mediante potenziometro e dimmer esterno offre la flessibilità necessaria per l’allestimento dell’esposizione tenendo conto degli aspetti di conservazione delle opere e delle esigenze energetiche.