Introduzione

Uno studio recente ha rilevato che un terzo della popolazione mondiale non riesce a vedere la nostra galassia, la Via Lattea, e la colpa è in gran parte delle luci delle città. Ogni notte, innumerevoli lampioni urbani illuminano solo parzialmente strade e marciapiedi; il resto della luce si riversa verso l’alto oltre l’orizzonte, illuminando i cieli e creando inquinamento luminoso.

Questo bagliore artificiale diventa ogni anno più intenso e i danni che provoca vanno ben oltre il semplice oscurare le stelle. L’abbagliamento eccessivo riduce la sicurezza stradale, l’illuminazione consuma energia inutilmente, i ritmi circadiani della fauna selvatica vengono alterati e l’eccessiva illuminazione notturna può influire sulla salute umana. Ecco perché è così importante che i lampioni siano progettati correttamente.

L'illuminazione stradale a LED moderna non si limita a garantire una luminosità sufficiente, ma punta anche a migliorare la distribuzione della luce e a ridurre le emissioni luminose superflue. Grazie a una progettazione ottica ottimizzata, ad angoli di installazione adeguati e a sistemi di controllo intelligenti, i lampioni a LED sono in grado di ridurre l'abbagliamento e l'inquinamento luminoso, garantendo al contempo un'illuminazione sicura ed efficiente.

Comprendere l'abbagliamento e l'inquinamento luminoso

Che cos’è l’abbagliamento e perché è pericoloso?

L'abbagliamento è uno dei problemi più comuni nei sistemi tradizionali di illuminazione stradale. Si verifica quando una luminosità eccessiva colpisce direttamente gli occhi delle persone o crea un forte contrasto tra le aree luminose e quelle buie. Una delle cause principali è che i lampioni a LED sono troppo luminosi oppure che il flusso luminoso è mal orientato.

Questo tipo di illuminazione può abbagliare direttamente gli automobilisti. Ciò può causare una temporanea perdita di visibilità quando i veicoli viaggiano ad alta velocità.

In molte soluzioni di illuminazione stradale di vecchia generazione, gli apparecchi sono solitamente privi di schermatura e installati con angolazioni errate. Ciò rende la distribuzione del flusso luminoso irregolare.

Se tali luci sono installate in prossimità di:

• Marciapiedi
• Intersezioni
• Aree pedonali

potrebbero creare zone troppo chiare o troppo scure.

Di conseguenza, chi cammina o guida in queste zone potrebbe trovarsi esposto a rischi per la sicurezza durante la notte.

L'inquinamento luminoso e il suo impatto

Un altro grave problema dei sistemi di illuminazione urbana è l'inquinamento luminoso. Quando la direzione della luce non è adeguatamente controllata o non vengono utilizzati apparecchi schermati, una quantità eccessiva di luce può disperdersi verso l'alto, nel cielo.

Ciò provoca un fenomeno di inquinamento luminoso, che rende il cielo notturno più luminoso e riduce la visibilità delle stelle, compromettendo al contempo l'ambiente notturno naturale.

Ovviamente, ciò comporta anche uno spreco inutile di energia. Anziché migliorare la sicurezza, queste soluzioni di illuminazione eccessiva aumentano il consumo di elettricità e hanno un impatto negativo sull’ambiente naturale e sulla fauna selvatica.

Principi per una buona progettazione dell'illuminazione stradale

La riduzione dell'abbagliamento e dell'inquinamento luminoso inizia con una corretta progettazione dell'illuminazione. Anziché limitarsi ad aumentare la luminosità, l'illuminazione stradale dovrebbe fornire la giusta quantità di luce nel posto giusto al momento giusto. I principi che seguono costituiscono le basi per una progettazione efficace e sostenibile dell'illuminazione stradale.

1. Installare l'illuminazione solo quando è effettivamente utile

Ogni fonte di luce deve avere una funzione chiara e pratica. Prima di installare o sostituire i lampioni, assicurati che l'illuminazione sia davvero necessaria ed evita, per quanto possibile, l'illuminazione superflua.

2. Illuminare solo le zone di destinazione, mantenendo la luce diretta verso il basso

I lampioni dovrebbero illuminare solo il manto stradale senza diffondere luce sulle abitazioni vicine, sulla vegetazione o sul cielo notturno. Una corretta orientazione della luce è fondamentale per ridurre l'abbagliamento e l'inquinamento luminoso.

3. Attenersi alla luminosità minima richiesta

L'illuminazione stradale dovrebbe rispettare le norme vigenti in materia, quali la norma EN 13201, evitando un'eccessiva luminosità che comporti uno spreco di energia e provochi un abbagliamento inutile.

4. Definire orari di funzionamento rigidi con controlli intelligenti

L'illuminazione esterna dovrebbe funzionare solo quando necessario. Temporizzatori, sensori e rilevatori di movimento contribuiscono a ridurre l'illuminazione superflua, garantendo al contempo la sicurezza.

5. Scegli temperature di colore più calde per ridurre la luce blu

L'illuminazione più calda a basso CCT contiene meno luce blu, contribuendo a ridurne l'impatto sia sulle persone che sulla fauna selvatica, pur garantendo una visibilità notturna confortevole.

Strategie di progettazione dell'illuminazione stradale per ridurre l'abbagliamento e l'inquinamento luminoso

I principi sopra indicati costituiscono le basi per un'illuminazione stradale più efficiente. Nei progetti concreti, la riduzione dell'abbagliamento e dell'inquinamento luminoso dipende dalla scelta degli apparecchi, dalla progettazione ottica, dai metodi di installazione e dai sistemi di controllo intelligenti dell'illuminazione. Le seguenti pratiche progettuali illustrano come questi principi possano essere applicati nei moderni sistemi di illuminazione stradale a LED.

1. Illuminazione direzionale a basso angolo

Non lasciare mai che la luce si proietti verso l'alto, oltre l'orizzonte, nel cielo notturno.

Scegliete modelli di lampade dotati di coprifari o visiere per impedire la dispersione della luce verso l'alto e all'indietro.

L'installazione delle lampade lungo il centro della carreggiata contribuisce a diffondere la luce in modo uniforme lateralmente.

Se il progetto ottico è inadeguato, l’inclinazione degli apparecchi di 0–15 gradi provocherà una dispersione della luce verso il cielo: questa configurazione va assolutamente evitata.

I lampioni ideali non emettono alcuna luce al di sopra del piano orizzontale a 90 gradi.

2. Concentrare tutta la luce sulle superfici bersaglio

Un sistema ottico ben progettato concentra la luce solo sulle aree che necessitano effettivamente di illuminazione, evitando che la luminosità si disperda nelle zone circostanti.

Il tasso di utilizzo della luce indica la quantità di luce che colpisce la superficie utile rispetto alla luce diffusa sprecata che causa inquinamento.

Si consiglia di mantenere il livello di utilizzo al di sopra di 75% per i lampioni standard.

Formula:

Utilizzo del flusso luminoso (U) = Flusso luminoso ricevuto dalle superfici bersaglio ÷ Flusso luminoso totale emesso dalla lampada

Ogni lampione dovrebbe essere progettato su misura in base alla sua specifica funzione di illuminazione.

3. Evita un’illuminazione troppo intensa

Per ogni tipo di strada esistono norme ufficiali in materia di illuminazione; pertanto, i progettisti dovrebbero individuare con precisione il livello di luminosità richiesto.

Utilizza un software di simulazione dell'illuminazione per scegliere il numero minimo di apparecchi e la potenza più bassa che consentano comunque di soddisfare il fabbisogno.

Evitare una luminosità eccessiva e superfici illuminate non necessarie.

La norma EN 13201 stabilisce chiari parametri di riferimento per l'illuminazione stradale; la luminosità effettiva dovrebbe attestarsi tra 100% e 120% del valore minimo richiesto.

Scegliete lampioni che non emettano una luminosità eccessiva.

4. Installare sistemi di controllo intelligente dell'illuminazione

Le luci LED da esterno sono ora dotate di funzioni di controllo flessibili, che consentono di regolare l'intensità luminosa in base alle diverse fasce orarie senza compromettere la visibilità.

I sensori, i programmi di regolazione dell'intensità luminosa preimpostati e i segnali wireless regolano l'intensità luminosa in base a:

• Affluenza pedonale
• Flusso di veicoli
• Tipi di ubicazione

tra cui:

• Marciapiedi
• Piazze
• Complessi residenziali
• Carreggiate

Di seguito sono elencate le modalità di controllo più comuni per l'illuminazione stradale:

Regolazione dell'intensità luminosa con timer

I programmi di regolazione dell'intensità luminosa tramite timer sono integrati direttamente nei driver LED.

Non sono necessari controller esterni aggiuntivi.

Le lampade riducono automaticamente la luminosità nelle ore notturne, contribuendo a limitare l'illuminazione notturna superflua.

Flusso luminoso costante (CLO)

La luminosità dei LED diminuisce naturalmente con il passare del tempo.

La tecnologia CLO compensa questo calo grazie al driver integrato e alle curve TM21.

L'alimentatore aumenta gradualmente la corrente per mantenere una luminosità costante.

Ciò impedisce ai produttori di indicare fin dall'inizio una potenza superiore al necessario.

Sensori di movimento

Le lampade funzionano a piena potenza solo quando passano persone o veicoli.

Quando non viene rilevato alcun movimento, si attenuano o si spengono completamente.

Ciò migliora:

• Efficienza energetica
• Controllo dell'inquinamento luminoso
• Riduzione dei costi operativi

I sensori di movimento sono particolarmente efficaci per:

• Strade poco trafficate
• Strade residenziali
• Aree di parcheggio

Controllo wireless

I moduli wireless Zigbee e LoRa sono ampiamente utilizzati per la gestione dell'illuminazione stradale.

I sistemi di illuminazione intelligenti wireless consentono di:

• Monitoraggio remoto
• Regolazione della luminosità
• Rilevamento dei guasti
• Gestione energetica

5. Ridurre l'illuminazione dai toni freddi

La luce bianca fredda (5000 K–6500 K) appare nitida e brillante, mentre la luce calda (2700 K–4000 K) contiene una quantità di luce blu molto inferiore, risultando più delicata per gli esseri umani e gli ecosistemi.

Le luci LED color ambra (1800–2000 K) mantengono l'emissione di luce blu al di sotto di 10%, con lievi variazioni a seconda del modello di chip LED.

Diversi paesi hanno introdotto limiti alle emissioni di luce blu:

• La Repubblica Ceca limita la radiazione al di sotto dei 500 nm a un valore inferiore a 10%
• Il Cile applica limiti ancora più severi

Scegliete lampioni con CCT regolabile per passare a tonalità più calde durante la notte.

Sintesi

L'inquinamento luminoso è un problema urgente che dobbiamo affrontare. Per questo motivo, il modo in cui scegliamo, installiamo e gestiamo l'illuminazione stradale riveste un'importanza fondamentale.

Ridurre l'abbagliamento e l'inquinamento luminoso non significa installare un numero minore di lampioni, bensì progettare sistemi di illuminazione stradale più efficaci. Grazie a una progettazione ottica adeguata, al controllo della direzione del fascio luminoso, alla scelta di livelli di luminosità appropriati, all'applicazione di sistemi di controllo intelligenti dell'illuminazione e alla selezione di temperature di colore adeguate, le città possono ridurre in modo significativo le emissioni luminose superflue, garantendo al contempo la sicurezza stradale.

Questi miglioramenti non solo riducono l'abbagliamento e l'inquinamento luminoso, ma consentono anche di diminuire il consumo energetico, ridurre i costi di gestione, migliorare il comfort visivo e favorire uno sviluppo urbano più sostenibile.

Con la continua evoluzione della tecnologia dell'illuminazione stradale a LED, i sistemi di illuminazione ben progettati possono garantire un migliore equilibrio tra sicurezza, efficienza e tutela dell'ambiente.