Lampade Subacquee
Qual è la lampada migliore? Bella domanda..! Secondo me la risposta non esiste, dipende dall’uso che ne andrò a fare. Mi servirà: Per le notturne? Per esplorare le tane? Come illuminatore per la macchina fotografica? Per la videoripresa?... Non dico che non esistano delle vie di mezzo che si adattano a scopi diversi, ma senz’altro non esiste il modello che si adatta perfettamente a tutti questi scopi! Quindi la scelta va fatta in base all’obbiettivo posto.
Iniziamo con l’analisi delle principali caratteristiche.
Fonte di luce
La fonte illuminante è costituita da una o più lampadine che nella subacquea sono principalmente di 3 tipi:
- Alogena
- Hid (High Intensity Discharge)
- Led (light emitting diode)
Alogene
Sono particolari lampadine ad incandescenza in cui il filamento di tungsteno è portato a temperature più alte rispetto ad una normale lampadina, emettendo quindi più luce.
Il nome Alogene deriva dal ciclo alogeno che le caratterizza. In pratica le lampadine funzionano perché con il riscaldamento il filamento emette degli atomi che generano la luce. Questa emissione porta ad un assottigliamento del filamento stesso e quindi al suo consumo. In queste lampade il processo di esaurimento è contrastato dal ciclo alogeno dei gas contenuti nel bulbo che catturano gli atomi di tungsteno convertendoli in alogenuri che ricadendo sul filamento lo rigenerano in un ciclo teoricamente infinito.
La loro principale caratteristica è la luce calda (temperatura colore al di sotto dei 4000 °K), quindi sono ottime per esaltare (richiamandoli) i rossi e i gialli ma hanno la brutta caratteristica di esigere grandi scorte di energia. Questo è molto penalizzante sia in termini di peso che di autonomia, motivi per cui il loro uso sta scemando notevolmente, tranne nei settori della videoripresa in cui viene apprezzato il calore della luce emessa.
In contrasto a questi difetti vi è un pregio non da poco, i costi! Infatti sono facilmente reperibili e a costi abbastanza bassi. Solitamente sono alimentate da batterie al piombo.
Nella subacquea si trovano lampade dai 20 ai 100 watt con anche la possibilità di regolarne la potenza in acqua. Caratteristica che permette di aumentarne il rendimento in termini di durata.
Il più grande svantaggio, come già detto è il loro basso rendimento. il rendimento di una sorgente luminosa è dato dal rapporto tra la potenza luminosa emessa, espressa in lumen ad esempio e l'energia impiegata per ottenerla, espressa in Watt.
Vantaggi:Discreta durata Ottimo indice di resa cromatica Regolazione possibile Luce bianca brillante Minor costo iniziale |
Svantaggi:Elevato sviluppo di calore Rendimento basso
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Hid
In queste lampadine il filamento metallico è sostituito da una capsula contenente un gas che viene fatto attraversare da una scarica elettrica, tipo arco voltaico, regolata da un ballast. In pratica sono le luci allo xeno delle nostre auto.
La presenza di schede elettroniche le rende molto intolleranti all’umidità, quindi anche una minima quantità di condensa le può danneggiare irreparabilmente.
Producono una luce bianca (temperatura colore superiore ai 6000 °K) e molto penetrante con un assorbimento energetico molto ridotto. Questo le rende adatte anche alle immersioni diurne o in condizioni di scarsa visibilità ma meno indicate per la videoripresa. La loro massima efficienza si ottiene dopo 30/40 secondi dall’accensione.
VantaggiElevata efficienza Lunga durata Buon controllo ottico Basso decadimento del flusso |
Svantaggi:Elevato costo iniziale Necessita elettronica di controllo Sensibilissime all’umidità
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Led
Sono diodi ad emissione di luce, cioè un dispositivo semiconduttore (costituito da nitruro di gallio GaN o polimeri) che quando viene attraversato da un fascio di elettroni ne riduce alcuni ad uno stato energetico (n) inferiore, condizione che libera energia (fotoni) sotto forma di luce.
Offrono numerosi vantaggi fra cui l’alta affidabilità (vita media superiore alle 50 000 ore di utilizzo). La luce emessa può superare i 5000 °K e oggi ha raggiunto un’ampia gamma di temperature rendendo questa tecnologia utilizzabile per qualsiasi scopo.
Nella tabella seguente sono riportati alcuni chiarimenti sul funzionamento dei LED.
Domanda |
Risposta |
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1 |
I LED non generano calore |
I LED generano calore, ma lo trattengono al loro interno, quindi è necessario che i cavi o l’involucro possano dissiparlo. Se non è progettato correttamente, il LED avrà una durata molto breve. |
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2 |
I LED non producono luce sufficiente per applicazioni di illuminazione generale |
I LED ad alta potenza emettono luce sufficiente per molte applicazioni di illuminazione speciali e generali. |
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3 |
La luce bianca dei LED non ha una qualità sufficiente a sostituire le lampade a incandescenza |
La maggior parte dei LED bianchi emette una luce con una temperatura di colore di 5500K. Pochissimi sono in grado di offrire una temperatura di colore che riproduce quella delle lampade a incandescenza. |
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4 |
Il CRI dei LED non è sufficiente per applicazioni di illuminazione |
In genere i LED bianchi hanno un indice di resa del colore di 60-70, sia a 3200K che a 5500K. |
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5 |
I LED ad alta potenza sono costosi |
Considerando il rapporto lumen/$ i LED ad alta potenza possono rivelarsi i più convenienti tra quelli disponibili sul mercato. |
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6 |
I LED hanno una efficienza energetica migliore di qualsiasi altra sorgente luminosa |
I LED bianchi sono circa due volte più efficienti delle lampade a incandescenza. Data la sua natura direzionale, la luce emessa da un LED si controlla più facilmente, consentendo una illuminazione generale di efficienza superiore. |
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7 |
La discontinuità cromatica del LED bianco è troppo grande per poterne fare uso nelle applicazioni di illuminazione in generale. |
Date le caratteristiche di realizzazione del LED bianco è possibile produrre una gamma di colori. Durante la progettazione e la produzione illuminotecnica occorre prestare attenzione a gestire la distribuzione cromatica per produrre una soluzione di qualità. |
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8 |
È troppo complesso realizzare una soluzione di illuminazione LED |
Analogamente ad altre tecnologie di illuminazione, quali le lampade fluorescenti e quelle a luminescenza ad alta intensità (HID), i LED richiedono circuiti di azionamento ed elementi ottici e termici adatti per poter offrire tutti i loro vantaggi. |
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9 |
Tutti i LED hanno una durata di 100.000 ore |
È stato dimostrato che alcuni LED, in funzione del colore e della marca, mantengono la quantità di luce utilizzabile o significativa—circa il 70% della luce emessa in origine— per 6.000 ore o meno. |
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10 |
I complementi adatti all’impiego con i LED, come componenti ottici o termici e i driver elettronici non sono disponibili in misura sufficiente |
Attualmente esistono centinaia di produttori che offrono componenti per sistemi LED. |
VantaggiLunga durata Costo iniziale medio Costo delle batterie molto basso Ottimo rendimento |
Svantaggi:Luce non molto penetrante soprattutto di giorno Luce molto fredda Illuminamento non costante per tutta la durata delle pile |
Fonte energetica
La riserva energetica è fornita da batterie che possono essere di vari tipi con caratteristiche diverse. Visto che è un argomento che ho già trattato ampiamente vi riporterò solo il link all’articolo esistente:
Tipologie corpo
Ne esistono di tutte le forme e dimensioni ma principalmente si dividono in 2 categorie:
- Compatte
- Speleo
Nelle prime, come suggerisce il nome, il corpo è tutt’uno con la testa illuminante. Questo comporta un contenimento degli ingombri ma anche un maggior peso da brandeggiare. Nel campo delle luci di emergenza o secondarie è la tipologia dominante.
Le seconde sono caratterizzate dalla separazione del canister porta batterie dalla testa illuminante. Le due parti sono collegate da un cavo elettrico solitamente a spirale. Questa caratteristica costruttiva permette di maneggiare un peso minore, vista la possibilità di fissare i pesanti bacchi batteria al gruppo ARA o alla cintura del GAV. Questa è anche la forma tipica dei faretti per videoripresa o dei flash per la fotografia. Il nome è dato dall’uso per il quale sono state inventate. I primi esploratori si sono subito resi conto della necessita di avere le mani libere e questa configurazione permetteva il fissaggio delle fonti illuminanti ai caschetti o alle fasce polsiere.
In ogni caso un’importante caratteristica da valutare prima dell’acquisto è la robustezza del corpo. Le lampade subacquee sono spesso trasportate nei bagagli in aereo e questi è noto che non siano trattati con il velluto, in più quando sono appese all’attrezzatura subiscono spesso molti colpi e sollecitazioni.
Primarie e secondarie
Ogni equipaggiamento che si rispetti prevede una luce primaria ed una secondaria o di emergenza. La prima dovrebbe essere potente con una autonomia almeno pari al tempo di fondo previsto. La seconda magari meno performante ma con autonomia doppia al tempo di fondo previsto. Altra caratteristica essenziale che sia abbastanza forte da illuminare correttamente la nostra strumentazione e piccola per essere comodamente custodita in una tasca del GAV.
Ricordiamo che la lampada è anche un mezzo di comunicazione e la si può usare per chiedere aiuto. Quindi anche la secondaria deve essere abbastanza potente da essere avvistata da un sub nelle nostre vicinanze.
La Luce
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Termine italiano |
Termine inglese |
Descrizione |
Unità |
Simbolo |
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Quantità di luce |
quantità di energia emessa, ricevuta o trasportata per irraggiamento |
lumen secondo |
lm s |
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Flusso luminoso |
Luminous flux |
quantità di energia luminosa emessa da una sorgente nell'unità di tempo |
lumen |
lm (= cd sr) |
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Illuminamento |
Illuminance |
flusso luminoso incidente per unità di superficie |
lux |
lx (= lm/m2) |
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Intensità luminosa |
Luminous intensity |
flusso luminoso emesso per angolo solido unitario |
candela |
cd |
Come si può notare i lumens sono collegati alla potenza della lampadina (Watt) ma l’illuminamento (Lux) è dato da lm/m^2 e per questo torce con parabole diverse daranno illuminamenti diversi a parità di potenza: quindi una lampadina da 100 W con una parabola di 8° avrà un fascio molto più compatto e luminoso e penetrante rispetto ad una con una parabola di 100° che illuminerà però una zona molto più ampia, fig. 1.
Che cos’è la temperatura di colore?
La temperatura di colore di una sorgente luminosa è una misura numerica della sua resa cromatica. Si basa sul principio che un qualunque oggetto, se riscaldato a una certa temperatura, emette luce di colore variabile in funzione della temperatura. Il sistema di riferimento si basa sulle variazioni di colore di un 'corpo nero radiante' ideale, riscaldato e portato da una condizione di nero, freddo, a quello di bianco incandescente. Man mano che aumenta la temperatura, il corpo dal nero iniziale passa al rosso, all'arancio, al giallo, al bianco, al bianco/blu. La temperatura di colore di una sorgente luminosa è quindi la temperatura, espressa in gradi kelvin (K), alla quale il colore della luce emessa dal corpo corrisponderà esattamente a quello della sorgente luminosa. Ogni sorgente luminosa, in particolare il sole, non emette luce di un solo colore ma la emette in modo più o meno distribuito lungo tutto lo spettro. Quindi la “somiglianza” da noi percepita rispetto alla luce solare non dipende solo dalla temperatura di colore di una sorgente luminosa ma anche dallo spettro che essa emette.
Cosa vuol dire che una certa lampada a LED o HID equivale, ad esempio, ad un'alogena da 50 Watt?
In pratica nulla o quasi nel senso che i Watt rappresentano il consumo di energia e siccome ogni fonte di luce ha un rendimento diverso, uno spettro diverso, una temperatura di luce differente, ed ogni lampada ha una parabola con un angolo di emissione differente, paragonarle sulla base dei watt non ha molto significato. E’ un po’ come dire che sembra emettere altrettanta luce di una lampada alogena da 50W, ma è più un opinione, una sensazione visiva personale, che un dato oggettivo. Per paragonare la quantità di luce emessa da una lampada occorre ragionare sui lumen ovvero sulla misura assoluta della luce erogata e non sull'energia assorbita.
Come si misura la luce?
L’unità di misura è la “candela”, indicata dalla sigla cd, che rappresenta il flusso luminoso emesso per angolo solido unitario, ma in genere si trova indicata un’altra grandezza, il “lumen”, lm, che è un’altra misura del flusso luminoso. Al di là delle definizioni e dei rapporti tra queste due grandezze, si può dire in sostanza che due sorgenti di luce che emettono gli stessi lumen possono dirsi ugualmente potenti. Ciò non significa che il fascio di luce di due lampade con gli stessi lumen siano uguali perché poi intervengono altri fattori: l’accuratezza della progettazione e costruzione della parabola, l’angolo e l’ampiezza della parabola, la temperatura di colore della luce.
Anche il lux è una misura della luce ma invece che misurare la luce emessa in un certo angolo, come il lumen, misura l’illuminamento di una superficie ovvero 1 lux equivale ad 1 lumen al metro quadro. E’ chiaro che a parità di lumen emessi e di distanza da una superficie, diciamo ad esempio un metro, una lampada dotata di una parabola con un fascio più ampio produce meno lux di una lampada con un fascio concentrato pur avendo la stessa potenza luminosa. Quindi se non si dichiara l’angolo del fascio luminoso e la distanza di illuminazione a cui viene eseguita la rilevazione, anche il lux ha un significato molto relativo nel valutare la potenza di una torcia subacquea. Può comunque essere utile come riferimento sapere che la luce della luna piena arriva al massimo ad 1 lux, il sole all’alba o al tramonto raggiunge i 400 lux, in un giorno coperto da nubi raggiunge i 1.000 lux e, in una giornata tersa, può raggiungere un illuminazione al suolo dai 32.000 ai 130.000 lux.
Ma allora come occorre regolarsi per capire quanta luce fa una lampada? Se sono indicati i lumen emessi, come abbiamo detto, questo valore rappresenta un ottimo indice confrontabile. Altrimenti, se troviamo indicati i lux, possiamo basarci su questi ma solo se l’ampiezza del fascio di luce delle due lampade a confronto è uguale. Infine, ma solo se siamo nell’ambito della stessa tecnologia, ovvero nello stesso tipo di fonte luminosa, possiamo usare i watt.
Riprese o fotografie digitali subacquee
E’ vero che maggiore è la temperatura di colore e migliori risulteranno le riprese?
No, lampade con elevate temperature di colore hanno una componente cromatica che tende al blu. Nonostante i sistemi di bilanciamento automatico del bianco, per riprese digitali è opportuno avvicinarsi il più possibile alla allo spettro solare, ovvero ad una luce bianca dotata di tutte le componenti cromatiche. Con le tecnologie attuali il tipo di luce che più si avvicina a tali caratteristiche e con potenze sufficienti è la lampada alogena o le LED "calde".
Manutenzione
La manutenzione delle nostre torce è essenziale per la loro durata! I sistemi illuminanti sono stati tutti progettati e realizzati per rendere minimo il rischio di guasto e escludere eventi di corrosione impiegando materiali e trattamenti superficiali particolari, tuttavia un’appropriata manutenzione ne può aumentare la vita.
Dopo ogni immersione in mare risciacquare sempre le parti esterne dell’illuminatore con acqua dolce corrente, meglio se leggermente tiepida. Questa operazione consente di eliminare del tutto gli eventuali residui di sale accumulatisi sulla superficie del prodotto. Prima di rimuovere il tappo di ricarica o di aprire l’illuminatore, asciugarlo accuratamente per evitare che vi possa entrare dell’acqua. Dopo l’utilizzo ricaricare sempre il pacco batterie, le batterie ricaricabili non devono mai essere lasciate scaricare completamente, ciò potrebbe compromettere seriamente le specifiche del prodotto e la vita delle batterie (per scarica completa qui si intende oltre il limite di protezione dato dall’elettronica interna, ciò potrebbe avvenire solo se la torcia, una volta scarica, fosse lasciata inattiva con la sola carica residua. Per effetto dell’auto scarica questa carica residua si ridurrebbe nel tempo ulteriormente sino alla reale completa scarica).
Dopo la fase di ricarica lasciare raffreddare completamente l’illuminatore prima di riporlo. Prima di rimettere il tappo di ricarica o richiudere l’illuminatore verificare l’integrità delle guarnizioni o-ring. Se risultassero particolarmente secche, lubrificarle con un velo di grasso di vaselina. Controllare sempre che la sede di tenuta sul corpo dell’illuminatore sia pulita. Non toccare mai il bulbo illuminante con le dita, usare sempre un panno asciutto o un pezzo di carta pulita. Nel caso accidentale che ciò avvenisse, pulire la superficie del bulbo con alcool poi asciugare completamente prima di collegarlo nuovamente.
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