Articoli | 05 Ottobre 2017 | Autore: Paolo Longhi

Vederci chiaro: uno sguardo al futuro

Dalle prime lampade a filamento, alle moderne luci allo Xeno. L'illuminazione in ambito automotive è stata protagonista di una evoluzione appassionante e ricca di novità. Ecco dove siamo arrivati.

Probabilmente ce le ricordiamo tutti. Stiamo pensando alle vecchie lampade a incandescenza con filamento metallico e alle più innovative alogene che vennero subito dopo. Beh, oggi i proiettori anteriori e i fari posteriori dei veicoli moderni sono veramente al top della tecnologia e i sistemi utilizzati sono quelli a scarica di gas, a scarica al neon e a Led. Questi ultimi sono diventati un must per imprimere al frontale della vettura e al suo posteriore il marchio di fabbrica. Ma c’è anche qualcosa di più avanzato.  
 

Cos'è la luce?

La luce è una delle tante radiazioni elettromagnetiche che ci circondano. La luce visibile è quella compresa all'interno di un range di lunghezze d'onda che varia dai 380 nm dell'azzurro ai 750 nm della luce rossa (dove con “nm” viene indicata l'unità di misura "nanometri" che, per avere un'idea dell'ordine di grandezza, si tratta di un miliardesimo di metro).
Una corretta illuminazione della sede stradale diventa di fondamentale importanza se si pensa che l'occhio umano, paragonabile in tutto e per tutto a un sensore, è in grado di percepire e analizzare solo una piccola parte della radiazione elettromagnetica. A tutto ciò dobbiamo aggiungere il differente comportamento dell'occhio a seconda che l'ambiente sia chiaro o scuro. In altre parole, la sensibilità dell'occhio umano in termini di riconoscimento dei colori, cambia moltissimo tra il giorno e la notte. Questo è il motivo per cui di notte, l'utilizzo di una luce più bianca può fare veramente la differenza.
 

I parametri di un fascio luminoso

Sin dall'inizio della loro evoluzione, i sistemi di illuminazione che equipaggiano i veicoli sono sempre stati pensati per accomodare il più possibile le esigenze dell'occhio umano, in termini di sensibilità.
Le attuali evoluzioni, che a breve vedremo, si sono preoccupate anche di compensare le debolezze del nostro sensore, l'occhio per l'appunto, in determinate condizioni di guida che possiamo definire critiche.
Parlando di un fascio luminoso abbiamo a che fare sostanzialmente con tre principali caratteristiche: la larghezza del fascio, "Width", che corrisponde all'area massima, nell'intorno del campo visivo del guidatore; l'area di "Comfort", che corrisponde alla zona principale di osservazione da parte del conducente; l'area definita di "Range", che indica la porzione più lontana che il fascio riesce a raggiungere.
Tanto per essere più pratici, possiamo pensare che un fascio anabbagliante copra una larghezza tra i 20 e i 30 metri, abbia una zona di comfort tra i 30 m e i 60 m e un range di oltre 60 m. Il fascio abbagliante si preoccupa di coprire una zona di comfort compresa tra i 50 m e i 150 m e una di range che va oltre i 150 m. Questo in linea di massima. Ciò è anche il motivo per cui con il fascio abbagliante deve rimanere acceso anche quello anabbagliante.
 

L'evoluzione delle luci

Possiamo pensare di suddividere la storia evolutiva dei sistemi di illuminazione per veicoli, in tre generazioni: quella delle lampade alogene (lampade a incandescenza), quella delle lampade allo Xeno (a scarica di gas) e quelle a Led.
La grande differenza tra questi tipi di illuminazione non è solo nel tipo di luce, ma anche nella forma del fascio prodotto. Senza entrare nel merito tecnico del funzionamento delle singole lampade, vediamo alcune applicazioni attuali che rappresentano la massima evoluzione nel campo dell'illuminazione automobilistica.
Il 2012 può essere considerato l'anno zero per il passaggio definitivo, almeno su alcune gamme di veicoli, alle luci a Led abbaglianti e anabbaglianti.
Le luci a Led rappresentano una delle massime espressioni della tecnologia moderna. Un esempio abbastanza recente sono i fari Fullled® di Valeo montati su alcune Ford Mondeo di questi ultimi anni. Si tratta di un sistema che utilizza la tecnologia Led sia per il fascio abbagliante, sia per quello anabbagliante. Grazie alla bassa emissione di energia termica, questi proiettori possono essere realizzati con lenti in materiale plastico, aspetto importante per diminuire la massa complessiva del veicolo e dare quindi un contributo anche alla fuel-economy e quindi alle emissioni.
Nel 1993 fu varato un progetto europeo, denominato Eureka, per l'implementazione dei sistemi AFS (Adaptive Front light Systems), che avrebbero dovuto migliorare la sicurezza di marcia, grazie anche ai fasci di luce mobili.
Anche per questo caso, vale un'applicazione Valeo che rappresenta il primo esempio mondiale di impiego di un sistema FBL (Fixed Bending Light), nella fattispecie su Porsche Cayenne. La tecnologia si basa su un concetto già noto, ossia quello di ruotare il fascio luminoso durante la percorrenza di traiettorie curve, utilizzando una superficie riflettente che viene attivata quando il volante ruota o, in taluni casi, quando viene acceso l'indicatore di direzione.
Il secondo tipo di fascio orientabile è quello delle Dynamic Bending Light (DBL) che sfrutta un modulo orientabile che è in grado di indirizzare il fascio luminoso in funzione dell'angolo di rotazione del volante.
A tal proposito, può essere interessante ricordare che Opel, già nell'ormai lontano 2002, iniziò ad impiegare il sistema AFL (Adaptive Forward Lights) sulla Signum, ma, a dimostrazione di quanto questo costruttore fosse avanti, solo due anni dopo, il sistema AFL fu esteso all'intera gamma. L'AFL-1, questa era il nome utilizzato da Opel, prevedeva le luci a doppio Xeno per le auto di gamma alta e le doppie alogene per quelle di gamma più bassa. In entrambi i casi si trattava di luci adattive. Successivamente, venne introdotto il sistema AFL+, che aggiungeva altre funzioni, tra cui l'abbassamento del fascio luminoso in occasione di incrocio con altri veicoli o in funzione della pendenza della sede stradale. In questo processo di evoluzione senza precedenti, Opel introdusse le luci diurne a Led sul top di gamma, l'Insignia. Ma non solo.
L'ulteriore passo vide l'introduzione dell'autonomia nell'inserimento e nel conseguente disinserimento del fascio abbagliante, un'altra tecnologia che oggi troviamo su vetture anche di segmento C (si pensi alla Ford Focus).
Abbiamo portato l'esempio di Opel perché è veramente rappresentativo di quanto i sistemi di illuminazione dei veicoli abbiano subito grandi cambiamenti. Fu sempre Opel, tra l'altro, a introdurre un'evoluzione ancora più estrema del concetto di regolazione del fascio luminoso. Con l'introduzione della tecnologia Led, infatti, Opel realizzò dei proiettori che, invece di passare dal fascio abbagliante a quello anabbagliante, per non disturbare i veicoli incrocianti, erano in grado di oscurare solo quella porzione di fascio abbagliante che avrebbe rappresentato un elemento di disturbo per gli altri automobilisti. Il sistema venne interfacciato con l'Opel Eye, una telecamera frontale in grado di riconoscere la situazione di traffico.
 

Una breve nota sui materiali per luci a Led

Uno dei materiali prediletti, allo stato attuale, per la produzione di lenti e riflettori per luci a Led è senz'altro il policarbonato, come per esempio il Makrolon® di Covestro.
Tra le caratteristiche più interessanti dei policarbonati impiegati in queste applicazioni, troviamo l'elevata capacità di trasmettere la luce lungo un ampio range di lunghezze d'onda, l'eccellente resistenza al calore, anche sul lungo periodo, l'elevata resistenza meccanica e anche un buon contributo in termini di effetto ritardante in caso di incendio.
 

Le luci laser e l'esempio di BMW

Dopo le alogene ci sono state le lampade allo Xenon e, dopo ancora, quelle a Led. Queste ultime non rappresentano però l'ultimissima evoluzione che rimane invece appannaggio dei proiettori a laser.
In questo genere di luci, i raggi luminosi prodotti sono concentrati per formare un fascio a elevata intensità, con una luce molto più intensa di quella prodotta dalle lampade allo Xenon o dai Led. Basti pensare che, secondo recenti indicazioni di BMW, un fascio laser può arrivare fino ad oltre 600 metri.
Un altro enorme vantaggio delle luci laser è la possibilità di realizzare componenti di dimensioni ridotte, perché il singolo raggio di luce è molto più piccolo (siamo nell'ordine del millimetro quadrato). Se prendete come esempio il proiettore di una BMW i8, scoprirete un riflettore con diametro pari a 30 mm, che risulta essere circa la metà di quello utilizzato per un'equivalente luce allo xeno.
 

Il futuro dell'illuminazione nel settore automotive

L'argomento è al momento abbastanza scontato: le luci a Led per le vetture di segmento medio/basso e quelle laser per le auto di segmento premium. Troveremo sempre meno auto con dotazioni tradizionali, quindi sempre più costruttori che abbandoneranno le lampade alogene per quelle a Led.
Tra le aziende impegnate nel settore dell'illuminazione troviamo Philips, Valeo, di cui abbiamo detto qualcosa poco sopra, e Osram. E sebbene il discorso fin qui fatto abbia preso in considerazioni tre tipologie principali in tema di lampade (Xeno, Led e Laser), in realtà andrebbe citata un'ulteriore tecnologia, ovvero quella delle lampade Oled (Organic Light Emitting Diode).
La differenza sostanziale tra Led e Oled è il tipo di sorgente luminosa: nel primo caso ci troviamo di fronte a luce puntiforme, nel secondo caso stiamo parlando di sorgenti uniformi. Gli Oled, o Led Organici, rappresentano sicuramente un'ulteriore tappa dell'intera evoluzione in fatto di luci in ambito automobilistico.
Il loro grande vantaggio, come parzialmente anticipato, è la capacità di offrire una distribuzione omogenea del fascio luminoso. Per questo motivo possono essere utilizzati per gli indicatori di direzione, per le luci posteriori e per l'illuminazione interna dell'abitacolo.
Tra le case che hanno integrato l'uso di luci Oled segnaliamo sicuramente Audi e BMW. Anche in questo caso si capisce bene come l'impiego degli Oled sia adottato principalmente dai marchi premium.
In conclusione, dobbiamo ricordare che, comunque, anche nel caso di auto e marchi meno blasonati, l'evoluzione è stata incredibile, a tutto favore della sicurezza attiva e di un maggior comfort di guida.
 

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Tags: lampadine illuminazione

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