Sistemi per la diffusione della luce per trasparenza e per riflessione: indici di performances relativi al livello di diffusione ed all’abbattimento della componente uv

Il presente articolo riporta i risultati di una ricerca, la cui prima fase è stata presentata in un precedente convegno CIE nel 2002. Oggetto della ricerca è lo studio dei materiali comunemente impiegati per la diffusione della luce, in particolare in applicazioni commerciali ed espositive. In entrambi i casi risulta fondamentale il ruolo che tali materiali hanno nell’abbattimento della componente della luce più dannosa per i materiali, ovvero la potenza emessa nel campo degli ultravioletti. Nel precedente lavoro la ricerca era limitata a diversi tipi di vetro ed a lamiere di metallo microforate; le variabili erano il tipo di trattamento del vetro, la dimensione dei fori e la percentuale di foratura delle lamiere. Nel presente lavoro la ricerca verrà estesa ai materiali plastici ed alle pellicole da applicate su superfici vetrate, per quanto riguarda la diffusione per trasparenza. La diffusione della luce può avvenire anche per riflessione su schermi opachi a comportamento lambertiano: vari materiali, quali il legno, l’intonaco ed alcuni metalli verranno testati in relazione alla capacità di riflessione selettiva sulle diverse lunghezze d’onda della radiazione incidente. In tutti i casi, i materiali impiegati saranno misurati in relazione alle loro prestazioni, in termini di distribuzione della luminanza sulla superficie, rendimento energetico legato al coefficiente di trasmissione e riflessione, abbattimento di UV ed IR, stabilità delle caratteristiche spettrali della radiazione riflessa. Sinteticamente, lo studio è finalizzato all’individuazione di materiali che garantiscano un’alta efficienza nella trasmissione del flusso luminoso, accompagnata da un forte abbattimento di UV e da una stabilità spettrale nel campo del visibile. La distribuzione di luminanza sulla superficie verrà studiata in quanto rappresentativa dell’efficienza del sistema di diffusione del flusso luminoso ed in particolare del livello di controllo che si ottiene sul fenomeno dell’abbagliamento. L’illuminamento medio su una superficie campione a valle dello schermo verrà studiata come parametro di misura dell’efficienza energetica del sistema. Il contenuto di UV per unità di flusso luminoso trasmesso, infine, verrà monitorato come parametro connesso alla conservazione dei materiali. Il rapporto tra l’illuminamento su una superficie in presenza ed assenza degli schermi non rappresenta un reale rendimento energetico, perché non riguarda la totalità del flusso luminoso emesso dall’apparecchio, tuttavia rappresenta il flusso che raggiunge l’oggetto da illuminare, rappresentato dalla superficie campione e quindi possiamo definirlo “flusso utile” ed usarlo come parametro campione. Gli UV misurati sono caratterizzati da una lunghezza d’onda compresa tra 0,315 e 0,400 m, espressa in microwatt per lumen, che costituisce un buon indicatore sulla selettività del comportamento dello schermo, nel campo visibile ed UV. Una particolare attenzione verrà dedicate ad alcune variabili, quali la distanza tra la sorgente e lo schermo, l’angolo di incidenza della luce sullo schermo, l’apertura del fascio luminosa. L’apparato di misura è costituito da una camera oscura, un set di apparecchi a fascio largo e stretto equipaggiati con lampade fluorescenti, ad alogeni ed a ioduri metallici, un supporto mobile che consenta la rotazione nello spazio degli apparecchi di illuminazione, un supporto mobile per l’installazione degli schermi diffusori, che consenta di variare la distanza sorgente-diffusore tra 0 e 80 cm, un set di materiali diffondenti trasparenti, un set di materiali diffondenti opachi. I diffusori hanno dimensioni variabili da 1 x 1 m a 2 x 2 m, a seconda del fascio dell’apparecchio impiegato nel test, per evitare l’effetto dei bordi. Il coefficiente di assorbimento delle pareti della stanza è in realtà minore di 1, pertanto parte dell’energia che investe la superficie di misura non proviene dal diffusore ma da riflessioni multiple che avvengono al di fuori di esso. Alcune misure campione sono state ripetute in campo aperto in una notte nuvolosa in assenza di stelle e luna ed i risultati sono stati confrontati con quelli misurati nell’ambiente di prova: è stato riscontrato un errore massimo dovuto alle riflessioni pari al 6%. La superficie campione è centrata sull’asse dell’apparecchio e ad esso perpendicolare: la maglia di misura è 200 * 200 mm, per un totale di 81 punti di misura; nelle ottiche a simmetria cilindrica, i punti di misura si riducono a 25. La strumentazione impiegata sarà costituita da strumenti da campo, in particolare un luxmetro, un luminanzometro a puntamento, un UVmetro. Il report di misura sarà composto di due parti: il primo dedicato alle misure di illuminamento, il secondo alle misure di UV: in ogni parte 2 tabelle riportano le misure con e senza lo schermo diffusore ed un dato di sintesi costituito dalla differenza percentuale tra i 2 casi. Gli stessi risultati saranno presentati anche in grafici contenenti diverse curve che indicano la variabilità dei risultati rispetto all’angolo di incidenza ed alla distanza sorgente-schermo. Il lavoro si concluderà con un quadro sintetico di confronto tra i vari materiali ed i relativi indici di prestazione precedentemente definiti, che costituirà uno strumento di lavoro per tutti coloro siano interessati all’utilizzo di schermi di diffusione in ambito commerciale ed espositivo. In particolare, in relazione ai temi della conservazione, si potrebbe arrivare a proporre dei parametri correttivi dei valori massimi di esposizione previsti dalla Norma UNI 10829 “Condizioni ambientali di conservazione. Misurazione ed analisi”, variabili a seconda del tipo di sorgente ed al tipo di schermo impiegato. Tali coefficienti interesseranno 2 variabili: il valore istantaneo di illuminamento E e la massima dose annuale di luce LOmax. e potrebbero ottimizzare le condizioni di visione delle opere a parità di rischio di degrado.