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L’illuminazione a stato solido e l’Internet delle cose ricreano la luce diurna negli ambienti interni

Un’iniziativa finanziata dall’UE ha studiato l’uso della connettività wireless nei sistemi di illuminazione a stato solido emergenti. Grazie al cambiamento di paradigma determinato dall’Internet delle cose (IoT), tale tecnologia in rapida evoluzione dovrebbe sperimentare una crescita dinamica nei prossimi decenni.

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La luce diurna svolge un ruolo fondamentale per la salute, il benessere e la produttività dell’uomo. Tuttavia, tre quarti della popolazione europea vivono attualmente in città, con una rapida urbanizzazione e una maggiore densità di popolazione che porta a grattacieli che riducono l’accesso alla luce diurna. Il progetto ELLIOT, finanziato dall’UE, ha affrontato questa sfida sviluppando un ecosistema di dispositivi di illuminazione spettro-sintonizzabili interconnessi e standardizzati che riproducono la luce naturale del giorno, compresi i cambiamenti nel corso della giornata. «Questa è la prima tecnologia economica in grado di emulare qualsiasi spettro di luce; persino la luce del sole può essere perfettamente imitata negli spazi interni e privati​ della luce del giorno», afferma il dott. Josep Carreras, coordinatore del progetto e fondatore e CTO di Ledmotive Technologies.

Sviluppo di motori leggeri

I ricercatori hanno utilizzato diodi a emissione luminosa (LED) a banda stretta controllati in modo indipendente come base per la creazione di motori leggeri, l’equivalente LED di una lampada convenzionale, in grado di scolpire qualsiasi forma di luce. La tecnologia può registrare, elaborare e riprodurre qualsiasi impronta di spettro della luce in tempo reale, indipendentemente dal fatto che sia naturale, artificiale o realizzata su misura per una particolare applicazione. I motori leggeri possono anche essere programmati per influenzare positivamente la salute e la produttività in diverse situazioni. «Grazie ai nostri motori LED multicanale, è possibile imitare qualsiasi spettro di luce (ad esempio la luce del sole), mentre altre tecnologie basate su verde blu rosso coprono solo una parte limitata dello spettro», spiega Carreras. «Esso induce la sincronizzazione con i ritmi circadiani naturali dell’uomo per migliorare la prontezza, le prestazioni e l’umore, nonché le risposte ai cambiamenti stagionali». I ricercatori hanno pertanto progettato e costruito un modulo LED a multiple lunghezze d’onda a sette canali che abbraccia il dominio del visibile senza lacune nella distribuzione della potenza spettrale per fornire un’accuratezza spettrale senza precedenti e una riduzione sestuplicata dei costi rispetto ai prototipi precedenti. Hanno anche sviluppato una piattaforma intuitiva IoT che non solo controlla lo spettro della luce, ma funge anche da sito comunitario e fornisce strumenti per i progettisti dell’illuminazione e altri utenti finali.

Una vasta gamma di applicazioni

Il sistema di illuminazione è stato testato in diversi scenari, tra cui un esperimento-pilota condotta presso gli uffici di ARUP Consulting Engineers a Londra. Qui la luce diurna esterna veniva misurata ogni secondo con uno spettroradiometro, che misurava sia la lunghezza d’onda che l’ampiezza della luce emessa da una sorgente luminosa e la portava all’interno dell’ufficio in tempo reale. Uno spettrometro IoT, situato sul tetto dell’edificio, ha catturato la luce dall’esterno e l’ha immessa nel sistema di illuminazione Ledmotive via cloud, influenzando l’illuminazione direttamente all’interno dell’ufficio. Secondo Carreras: «I leggeri cambiamenti negli spettri esterni sono stati tradotti in cambiamenti leggeri e fluidi negli spettri interni dell’ufficio usando quella che si ritiene essere la prima installazione in ufficio al mondo, dove la diffusione della luce diurna esterna da una lettura dello spettrometro viene immessa in un’area interna». ELLIOT apre quindi la strada a una nuova era della luce digitale, consentendo una completa personalizzazione spettrale anche da parte di utenti non esperti per una vasta gamma di applicazioni di mercato, come l’illuminazione incentrata sull’uomo per migliorare la salute e la produttività, e l’illuminazione per l’orticoltura, la vendita al dettaglio e i musei, tra gli altri. «Si prevede che il progetto avrà un impatto significativo sul settore dell’illuminazione, fornendo un’autentica tecnologia di luce diurna», conclude Carreras.

Parole chiave

ELLIOT, illuminazione, luce diurna, spettro, Internet delle cose (IoT), motore leggero, spettrometro, spettroradiometro

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