Apparecchi totalmente schermati (apparecchi full-cut-off)

  Per evitare quella parte di inquinamento luminoso prodotta dalla luce dispersa direttamente nel cielo dagli apparecchi stradali non c'è che una regola: adoperare apparecchi di illuminazione che una volta installati non emettano luce sopra un piano orizzontale passante per il centro della lampada. Questi apparecchi sono chiamati  apparecchi totalmente schermati. Essi sono anche chiamati fully shielded ( Tucson Code 1987) o full cut off (quest'ultimo termine non ha nulla a che vedere con la definizione di cut-off della Commission Internationale de l'Eclairage cui viene spesso confuso). È opinione dell'autore, che si possano considerare totalmente schermati anche quegli apparecchi di illuminazione che, una volta installati, emettono entro la metà superiore di una sfera centrata sulla lampada e divisa a metà da un piano parallelo all'orizzonte, meno dello 0.2% del flusso totale da essi emesso. Attualmente sono questi gli apparecchi da preferire in assoluto. Quello che disperde meno, tra quelli fatti testare dalla Oficina tecnica para la proteccion de la calidad del cielo dell'Instituto de Astrofisica de Canarias ha un emissione nella emisfera superiore pari allo $(0.00\pm0.03)$% dell'emissione totale.

Gli apparecchi di illuminazione che, pur non essendo totalmente schermati, una volta installati emettono entro la metà superiore di una sfera centrata sulla lampada e divisa a metà da un piano parallelo all'orizzonte, meno dello $\sim0.8$% del flusso totale da essi emesso, si possono comunque considerare fortemente schermati.

Figure 2.6: Curve fotometriche di un apparecchio stradale totalmente schermato con vetro di protezione piano espressamente costruito per installazione con ottica orizzontale anche quando montato su palo diritto a lato della strada. A destra è raffigurato l'apparecchio aperto per manutenzione. (Cortesia Cariboni Illuminazione - Fivep Robolight, Osnago (MI))

Figure 2.7: Distribuzione luminosa sul piano stradale (curve isolux) di alcune ottiche totalmente schermate di nuova generazione, fatte per essere montate orizzontali, ed esempi di impiego. Un ottica con un diagramma isolux come quello in alto a destra, ad esempio, permette di illuminare un ampia strada con installazione su palo diritto a lato strada, pur essendo installata perfettamente orizzontale. (Cortesia iGuzzini, Recanati)

Figure 2.8: Curve isolux di due ottiche totalmente schermate del tipo illustrato nella figura precedente. Lo spaccato mostra un apparecchio totalmente schermato con queste ottiche. A fianco un apparecchio di forma diversa. (Cortesia iGuzzini, Recanati)

Figure 2.9: Curve fotometriche di tre ottiche totalmente schermate di tipo batwing per illuminazione stradale o di grandi aree con montaggio rigorosamente orizzontale e loro aspetto. In alto, ottica a fascio asimmetrico ($2\times 70^{\circ}$ con prevalenza lato strada); al centro, ottica a fascio simmetrico ($2\times 70^{\circ}$); sotto, ottica a fascio quadrato ($4\times 70^{\circ}$). (Cortesia Advanced Lighting Technology - Ruud Lighting, Scandicci (FI))

Figure 2.10: Apparecchio stradale totalmente schermato ad ottica aperta (senza vetro di protezione) per installazione sospesa. (Cortesia Zerbetto, Padova)

Si ponga molta attenzione alla scelta degli apparecchi di illuminazione perché quasi tutte le ditte hanno contemporaneamente in catalogo ottimi apparecchi totalmente schermati, apparecchi mediamente schermati e apparecchi molto inquinanti. Uno stesso modello può essere fornito con ottiche molto diverse e con vari tipi di chiusura di protezione che possono produrre effetti opposti dal punto di vista dell'inquinamento luminoso. Inoltre può essere installato con differenti inclinazioni e con lampade di vario tipo e forma, montate in diverse posizioni. Si faccia attenzione che spesso le curve fotometriche degli apparecchi stradali sono misurate solo per $\gamma \leq 90^{\hbox{\rlap{\hbox{}}\raise 5.truept \hbox{{\small $\circ$}}}}$ e talvolta per $\gamma\sim 90^{\hbox{\rlap{\hbox{}}\raise 5.truept \hbox{{\small $\circ$}}}}$ le curve sono sbrigativamente fatte andare a zero anche se non è esattamente cosí. Inoltre le scale utilizzate sono inadatte a valutare l'intensità emessa verso l'alto che, per alcuni apparecchi, può essere piccola se confrontata all'intensità prodotta verso il basso pur dando luogo ad un inquinamento luminoso non trascurabile, come si vedrà nella sezione 2.2.3.

Perciò per valutare se un apparecchio è totalmente schermato  (o quanto è schermato) occorre esaminare le curve fotometriche espressamente tracciate per $90^{\hbox{\rlap{\hbox{}}\raise 5.truept \hbox{{\small $\circ$}}}}\leq \gamma \leq 180^{\hbox{\rlap{\hbox{}}\raise 5.truept \hbox{{\small $\circ$}}}}$ e per $0^{\circ}\le C \le 180^{\circ}$, che solo pochi fabbricanti a richiesta forniscono, oppure affidarsi ad un esame del sistema ottico: vetro di protezione piano e possibilità di installazione con inclinazione dell'ottica nulla (o molto piccola) rispetto al piano orizzontale. In genere, ma non sempre, con un inclinazione dell'ottica  uguale a zero, gli apparecchi stradali con vetro di protezione piano incassato risultano totalmente schermati, mentre con inclinazioni dell'ottica $\le 5^{\circ}$ risultano comunque fortemente schermati. Tuttavia si ricordi che solo l'analisi della fotometria della configurazione scelta consente una precisa valutazione, in quanto il risultato dipende anche da altri fattori quali la posizione della lampada all'interno del riflettore.

Per consentire un montaggio con inclinazione nulla e produrre un adeguata uniformità sulla strada, l'ottica di alcuni apparecchi potrebbe richiedere un installazione su pali a sbraccio che li avvicini al centro della strada. Il vetro di protezione potrebbe anche non esserci, tuttavia esso, oltre ad evitare che l'ottica si sporchi, filtra le radiazioni ultraviolette eventualmente emesse dalla lampada e che contaminano la banda astronomica ultravioletta.

Figure 2.11: Inclinazione dell'ottica di un apparecchio stradale rispetto il piano orizzontale.

Figure 2.12: Apparecchio di illuminazione stradale totamente schermato con ottica aperta per installazione con ottica orizzontale su palo diritto (cima palo). (Cortesia Soc. Autostrada Venezia-Padova; Gemmo Impianti, Vicenza; Mazda Illuminazione, Monza)

Figure 2.13: Apparecchi stradali che disperdono luce sopra il piano orizzontale: apparecchio con chiusura di protezione trasparente curva (sopra) e con diffusore o rifrattore prismatico (sotto). L'inclinazione dell'ottica aumenta il flusso emesso verso l'alto. Se il rifrattore è solo leggermente bombato il flusso sopra l'orizzonte è minore ma non assente. Per molti apparecchi i fabbricanti forniscono a richiesta la chiusura con vetro piano con cui sostituire le precedenti.

Figure 2.14: Gli apparecchi con rifrattore prismatico sono già di per se molto inquinanti, ma se vengono montati con inclinazioni come quelle della foto la dispersione di luce nel cielo diventa elevatissima.

 

L'inclinazione dell'ottica  di un apparecchio stradale rispetto al piano orizzontale, definita come in figura 2.11, è data dalla somma dell'inclinazione dello sbraccio rispetto al piano orizzontale con l'inclinazione dell'ottica rispetto l'apparecchio nella posizione standard meno l'inclinazione dell'attacco di montaggio del palo rispetto l'apparecchio nella posizione standard. Si faccia attenzione a non confondere questi quattro angoli diversi. nell'ambito della limitazione dell'inquinamento luminoso quando si parla di inclinazione ci si riferisce sempre a quella dell'ottica rispetto ad un piano orizzontale. La quantità di luce che un apparecchio stradale invia sopra l'orizzonte cresce al crescere dell'inclinazione dell'ottica. Essa dovrebbe essere sempre zero. per inclinazioni superiori a 5$^{\circ}$ l'inquinamento luminoso prodotto dall'apparecchio diventa notevole. Per fare un esempio di come giocano tra loro i quattro angoli precedenti, supponiamo che l'ottica di un apparecchio sia inclinata di 5$^{\circ}$rispetto l'apparecchio nella posizione standard e che l'attacco del palo sia fisso ed inclinato di 10$^{\circ}$ rispetto alla stessa posizione. Per installare l'ottica orizzontale occorre utilizzare un palo con un inclinazione dello sbraccio di 5$^{\circ}$.