Einstein è in ogni lampada a LED: come ha rivoluzionato i nostri concetti di illuminazione

Se oggi utilizzi una lampada a LED nella tua casa, stai approfittando di una scoperta fisica che Albert Einstein fece oltre 100 anni fa. Nel 1916 il pioniere che si occupò della curvatura dello spazio e della relatività fornì la spiegazione fisica della più moderna illuminotecnica del nostro tempo. 

Sfortunatamente, la sua scoperta non gli è mai stata presentata. Ma già all'inizio del XX secolo possedeva la conoscenza che dagli anni 2000 ha rivoluzionato il nostro settore dell'illuminazione: il LED, il diodo emettitore di luce che oggi è installato in quasi tutte le lampade. Questo articolo esamina le scoperte rivoluzionarie di Albert Einstein e la loro rilevanza oggi.

 

Revisione storica

Qual è la connessione tra Albert Einstein e il LED? La risposta è affascinante e conduce direttamente al nocciolo della tecnologia LED: Albert Einstein ha scoperto le basi teoriche del funzionamento dei LED.

Nel 1916, Einstein pubblicò un articolo innovativo intitolato “Sulla teoria quantistica della radiazione”. Nella sua opera descrisse tre interazioni fondamentali tra luce e materia: assorbimento, emissione spontanea ed emissione stimolata. La terza opzione – l’emissione stimolata – era sconosciuta all’epoca, sia teoricamente che praticamente. Fino a questo momento non erano state fatte osservazioni sperimentali su questo argomento.

Immagina questo: un atomo si trova in uno stato eccitato associato a un'unità di energia aumentata. In circostanze normali, questa energia verrebbe emessa sotto forma di luce dopo un certo periodo di tempo e poi restituita al suo stato originale. Se un fotone con esattamente la stessa energia colpisce un atomo in un certo momento, ciò ha una conseguenza notevole:

L'atomo viene "stimolato" dal fotone incidente a rilasciare immediatamente la sua energia ed emette un secondo fotone. È sorprendente che il fotone appena creato abbia la stessa energia, colore, fase e direzione del movimento del fotone originale. Il numero di fotoni è raddoppiato. 

Nel 1928, 12 anni dopo la pubblicazione della teoria di Einstein, Rudolf Ladenburg ottenne la prima dimostrazione sperimentale di questo fenomeno.

 

Dalla teoria alla pratica dei LED

Il processo in questione viene eseguito nelle attuali lampade a LED esattamente a questa frequenza, milioni di volte al secondo. Nel materiale semiconduttore di un LED (tipicamente nitruro di gallio o materiali simili), gli elettroni vengono eccitati (mediante tensione elettrica). Gli elettroni eccitati si trovano in uno stato energetico più elevato. Quando poi le particelle tornano a ricombinarsi, si crea la luce – attraverso l'emissione descritta da Einstein.

I primi diodi luminosi basati su questo principio furono introdotti sul mercato negli anni '70. Tuttavia, non venivano utilizzati per uso domestico, ma come luci di segnalazione nei dispositivi elettronici. Il colore rosso era molto debole e i suoi possibili usi erano limitati. Tuttavia, va notato che la tecnologia si è evoluta rapidamente. 

Nel 2007 è stata lanciata sul mercato la prima lampada LED bianca con filettatura Edison standard (E27). Questi retrofit inizialmente avevano una bassa luminosità ed emettevano una luce bluastra-fredda indesiderata, che aveva un impatto negativo sull'accettazione da parte dei consumatori. Si è verificato un rapido miglioramento tecnologico. Già nel 2010 i LED erano disponibili in diverse temperature di colore. La luminosità è aumentata, i prezzi sono diminuiti e dal 2015 circa la lampada a LED è diventata una vera alternativa per ogni casa.

La rivoluzione dei LED ha cambiato radicalmente le nostre case. Chi illumina ancora gli ambienti con le lampadine classiche non solo perde denaro, ma perde anche l’opportunità di utilizzare un’illuminotecnica intelligente. Negli ultimi anni i LED si sono evoluti da tecnologia esotica a vera e propria tendenza.

 

Le diverse lampade a LED

I LED sono disponibili in molte versioni e possono sostituire facilmente le vecchie lampadine:

• Lampadine E27 sono i classici portalampade - per tutti i comuni portalampade.
• Lampadine E14 sono le versioni più piccole, spesso utilizzate nei lampadari.
• Spot GU10 sono ideali per sostituire i faretti alogeni: possono essere inseriti direttamente.
• Lampade a stelo o tubo sostituire i tubi fluorescenti. Non sfarfallano, non contengono mercurio e sono immediatamente luminosi.
• Strisce LED sono sorgenti luminose flessibili per idee di illuminazione creative. Possono essere installati sotto scaffali, su gradini o come illuminazione indiretta a parete.
• LED intelligenti con connessione WiFi consente il controllo remoto tramite smartphone, la dimmerabilità e persino il cambio colore. Perfetto per le moderne case intelligenti.

 

Lampadine LED e loro vantaggi

Dagli anni 2010, la produzione e la vendita di lampade a incandescenza e alogene sono state vietate dalla legge. Ciò è dovuto alla durata limitata della lampadina, che in genere è di circa 1.000 ore di utilizzo. Una lampada alogena offre una durata fino a 4.000 ore. Un LED invece? Da 25.000 a 50.000 ore. I LED di alta qualità hanno una durata fino a 100.000 ore.

La durata è influenzata in modo significativo da due fattori: calore e cicli di commutazione. La durata di vita di un LED dipende dalla sua temperatura. Per questo motivo le lampade LED di alta qualità sono solitamente dotate di dissipatori di calore in alluminio. Si prega di notare che spegnimenti e accensioni frequenti possono ridurne la durata. Tuttavia, questo effetto è meno pronunciato con i moderni LED che con le lampade a risparmio energetico.

Nota: a differenza delle lampadine a incandescenza, che possono bruciarsi improvvisamente, i LED sono affidabili e di lunga durata. Invece, si scuriscono nel tempo, un processo noto in termini tecnici come “degradazione”. La durata nominale standard è solitamente indicata come L80. Si riferisce al punto in cui il LED raggiunge ancora l'80% della sua luminosità originale. Ciò significa che la lampada a LED difficilmente diventa più scura nel corso degli anni e puoi continuare a usarla per molto tempo.

 

Temperatura colore: la luce giusta per ogni stanza

Uno dei vantaggi della tecnologia LED è la sua notevole flessibilità in termini di colore della luce. Il colore della luce si misura in Kelvin (K). Un numero Kelvin basso rappresenta una luce più calda (più rossa), mentre un numero Kelvin alto rappresenta una luce più fredda (più blu).

La luce bianca calda con una temperatura di colore fino a 3.300 Kelvin crea un'atmosfera accogliente e giallastra che ricorda le classiche lampade a incandescenza. È ideale per camere da letto, soggiorni e ovunque tu voglia rilassarti. La luce bianca calda ha un effetto calmante e invitante.

Il bianco neutro (da 3.300 a 5.300 Kelvin) ha un effetto gradevole e neutro senza stancare né irritare. È ideale per l'uso in cucine, bagni, studi e corridoi. La luce del giorno bianca o bianca fredda (oltre 5.300 Kelvin) è simile alla luce del giorno naturale. Ha un effetto attivante, favorisce la concentrazione e la vigilanza. È ideale per l'uso in aree di lavoro, garage o studi. 

 

Luminosità: lumen anziché watt

Uno degli aspetti che può creare confusione nell’acquisto delle luci a LED è il significato della tradizionale potenza nominale. Un LED da 8 watt può avere una luminanza paragonabile a una lampadina a incandescenza da 60 watt. Perché? Grazie alla maggiore efficienza energetica dei LED. Rispetto alle fonti di calore hanno un consumo energetico inferiore.

Per specificare correttamente la luminosità è necessario utilizzare il flusso luminoso, misurato in lumen (lm). Il valore dei lumen indica la luminosità di una lampada. Di seguito troverete alcune indicazioni pratiche:

L'intensità della luce di 400 lumen corrisponde ad uno Lampadina da 40 watt.
L'intensità della luce di 600 lumen corrisponde all'incirca a uno Lampadina da 60 watt.
800 lumen corrispondono approssimativamente alla luminosità di uno Lampadina da 75 watt.
Un'intensità luminosa superiore 1.000 lumen è con quello convenzionale Lampadina da 100 watt paragonabile.

Per l'uso quotidiano nella camera da letto si consiglia un livello di illuminazione compreso tra 400 e 600 lumen. Per il soggiorno si consiglia un'intensità luminosa compresa tra 600 e 800 lumen. In cucina e alla scrivania l'intensità luminosa è compresa tra 800 e 1.200 lumen. I requisiti esatti dipenderanno dalle dimensioni della stanza e dalle tue preferenze personali, con queste linee guida che costituiscono un buon punto di partenza.

Il confronto dei costi: quanti soldi risparmi davvero?

Diamo un'occhiata a un esempio concreto. Sostituisci una tradizionale lampadina a incandescenza da 60 watt con una lampadina LED da 8 watt che produce una luminosità paragonabile. Con un prezzo dell'elettricità di 34 centesimi al kilowattora si risparmiano circa 18 euro all'anno per lampada, che possono facilmente arrivare a 300-400 euro all'anno per famiglia. Lo stesso vale per le lampade alogene.

Sebbene inizialmente le lampade a LED fossero più costose, ora i prezzi sono diminuiti notevolmente a causa dei minori costi di produzione. Il prezzo per una lampada LED di alta qualità oggi è compreso tra 2 e 10 euro (a seconda del tipo e del produttore). Grazie al risparmio energetico ottenuto e alla durata straordinariamente lunga, i costi vengono solitamente ammortizzati entro uno o tre anni.

 

LED per il dimmer

Le lampade LED dimmerabili offrono un controllo perfetto sul design della stanza. Con questa soluzione puoi progettare l'atmosfera come desideri: scegli una luce intensa per il lavoro che favorisce la concentrazione e una luce calda e piacevole per il relax. In questo modo una camera da letto utilizzata alla massima luminosità non potrà più essere percepita come scomoda. Con i LED a regolazione continua puoi creare un comfort mirato. Un'illuminazione accogliente non ha solo un impatto positivo sul tuo benessere, ma anche sulla tua salute. La luce attenuata favorisce la produzione di melatonina e contribuisce a un sonno migliore.

I LED dimmerabili ti consentono di risparmiare energia elettrica, prolungare la durata della tua vita attraverso un uso intelligente e creare l'atmosfera perfetta per ogni momento.

 

I LED contengono sostanze tossiche?

Le lampade a LED, a differenza delle lampade a risparmio energetico, contengono lampade a risparmio energetico nessuno Mercurio. Questo è un vero vantaggio per la sicurezza e la salute della casa.

Le lampade a LED possono contenere piccole quantità di sostanze come metalli pesanti (piombo, arsenico, cadmio). Inoltre si trovano anche terre rare, composti del fosforo e materiali non biodegradabili come plastica e resina epossidica. 

Gli importi sono generalmente estremamente ridotti. In una normale situazione di utilizzo i LED non emettono nessuna di queste sostanze. Per le famiglie normali, non vi è alcun rischio immediato per la salute derivante dall'uso delle lampade a LED durante il funzionamento. Puoi usarli in soggiorni, camere da letto o bagni senza esitazione.

 

Il corretto smaltimento

Si prega di notare che i LED non devono essere smaltiti con i rifiuti domestici. Secondo le normative vigenti in Germania, i vecchi LED sono soggetti all'obbligo di smaltimento dei rifiuti elettronici (ElektroG). 

Si prega di portare le batterie usate ai centri di riciclaggio, ai punti di raccolta o ai rivenditori. Nel processo di produzione vengono recuperati materiali pregiati come alluminio e rame.

 

Conclusione

Le lampadine a LED offrono numerosi vantaggi, tra cui la possibilità di risparmiare sui costi, una lunga durata, temperature di colore flessibili e un'alternativa più rispettosa dell'ambiente rispetto ad altre tecnologie di illuminazione. Investire nell’illuminazione a LED è una delle migliori misure di risparmio energetico che puoi realizzare nella tua casa.

Dal punto di vista economico, ecologico e pratico il cambio è decisamente consigliabile. Indipendentemente dal fatto che si utilizzino lampade a incandescenza o alogene, il passaggio alle luci a LED si ammortizza molto rapidamente. Approfitta dell'opportunità di illuminare in modo ottimale ogni stanza della tua casa riducendo la bolletta elettrica.