ILLUMINAZIONE NEI LUOGHI DI LAVORO L’ illuminazione nei luoghi di lavoro rispetta veramente il Decreto Legislativo 626/94 ?

Illuminazione Nei Luoghi Di Lavoro Con questo studio sull’illuminazione nei luoghi di lavoro ci si propone di evidenziare quali sono i rischi e gli inconvenienti dovuti a una cattiva illuminazione. Dopo un lungo studio, teorico, verranno proposte delle possibili soluzioni per fare in modo da favorire il lavoratore nello svolgimento del suo lavoro.

Le Grandezze Della Luce Iniziamo ad esaminare le grandezze fondamentali della luce da conoscere che sono: Flusso luminoso Intensità luminosa Illuminamento Luminanza

Flusso Luminoso Simbolo: Φ Unità di misura: lumen [lm] Questa grandezza indica la quantità di energia luminosa emessa nell’unità di tempo (1 secondo) da una sorgente. Per energia luminosa si intende, per convenzione, quella emessa nell’intervallo da 380 a 780 nm. Simbolo: Φ Unità di misura: lumen [lm]

Intensità Luminosa Simbolo: I Unità di misura: candela [cd = lm / sr] Indica la quantità di flusso luminoso emessa da una sorgente all’interno dell’angolo solido unitario in una direzione data. Simbolo: I Unità di misura: candela [cd = lm / sr]

Illuminamento Simbolo: E Unità di misura: lux [lux = lm / m²] È il rapporto tra il flusso luminoso ricevuto da una superficie e l’area della superficie stessa. Simbolo: E Unità di misura: lux [lux = lm / m²]

Luminanza È il rapporto tra l’intensità luminosa emessa da una superficie in una data direzione e l’area apparente di tale superficie. Simbolo: L Unità di misura: candela/m² [cd / m²]

Illuminamento - Luminanza È importante avere ben chiara la differenza esistente tra Illuminamento e Luminanza. Se la prima grandezza indica la quantità di luce, emessa da una sorgente, che colpisce la superficie considerata, la seconda indica la sensazione di luminosità che riceviamo da questa superficie; ciò vuol dire che su due superfici, una bianca e l’altra nera, possiamo avere lo stesso valore di illuminamento, ad esempio 500 lux, ma la sensazione di luminosità ricevuta, e quindi la luminanza, sarà completamente differente, in quanto quelle due superfici riflettono la luce in modo diverso.

Temperatura Di Colore La temperatura di colore, espressa in Kelvin [K], è un parametro utilizzato per individuare e catalogare, in modo oggettivo, il colore della luce di una sorgente luminosa confrontata con la sorgente campione (corpo nero). Dire che una lampada ha una temperatura di colore pari a 3000 K, significa che il corpo nero, a questa temperatura, emette luce della stessa tonalità. Le sorgenti luminose sono suddivise in tre gruppi, a seconda della temperatura di colore: < 3300 K : Tonalità calda (Sigla W) da 3300 a 5300 K : Tonalità neutra (Sigla I) > 5300 K : Tonalità fredda (Sigla C)

Temperatura Di Colore Vediamo gli ordini di grandezza relativi alle sorgenti luminose naturali: Luna: 4100 K Sole a mezzogiorno (estate): 5300 - 5800 K Cielo coperto: 6400 – 6900 K Cielo sereno: 10000 – 25000 K

L’indice Di Resa Cromatica Questo fattore viene determinato confrontando la luce emessa da una lampada in esame con la luce di una sorgente campione (ad esempio la luce diurna o la luce emessa da una lampada ad incadescenza) avente la stessa temperatura di colore.

Sorgenti Luminose Artificiali: Tecnologia E Funzionamento Le lampade attualmente esistenti si dividono in tre gruppi principali, a seconda del principio utilizzato per produrre la luce: Incandescenza Scarica in gas Induzione La corrente elettrica nel primo caso rende incandescente un filamento metallico; nel secondo si ha un passaggio di corrente all'interno di un gas, nel terzo genera un campo elettromagnetico. Vediamo nella diapositiva che segue i vari tipi di lampade in commercio e le relative caratteristiche.

Tabella Lampade Lampade 230 33005000 40 Ra 75 7500 A luce Miscelata 1601000 7500 A luce Miscelata 3000 e 4000 Ra=80 55 e 85 60000 Induzione 2100 Ra=20 501000 10000 Vapori di sodio ad alta pressione Non Definibile Ra=0 18180 6000 a bassa pressione 30006500 60 Ra 95 502000 Vapori di Alogenuri 4000 40 Ra 50 8000 Vapori di mercurio 27006500 40 Ra 95 20150 558 612 32003300 Ra=100 752000 2000 Alogeni 125230 22003000 Ra100 151000 1000 Incandescenza Tensione Nominale [V] Temperatura di Colore [K] Resa cromatica Potenza [W] Vita Media [h] Lampade

Lampade A Incandescenza Il primo ad accendere una lampada ad incandescenza fu Edison nel 1879; essa aveva un filamento di cotone carbonizzato ricavato dal bambù e contenuto in un'ampolla sottovuoto; rimase accesa 45 ore. La parte più importante e nello stesso tempo il punto debole della lampada ad incandescenza è il filamento; infatti tali lampade emettono luce grazie all'incadescenza del filamento. Una lampada ad incandescenza è costituita da un filamento metallico all’interno di un bulbo in vetro dove è stato praticato il vuoto ed immesso un gas inerte, azoto, argo o cripto che impedisce al filamento di tungsteno di bruciare.

Lampade A Incandescenza Le lampade ad incandescenza sono realizzate in diversi formati, distinti per vari fattori fra i quali rientrano la potenza e le caratteristiche fotometriche, oltre che per le diverse esigenze d’impiego. Distinguiamo i seguenti tipi: con bulbo trasparente con bulbo diffondente con riflettore incorporato per impieghi speciali per irradiazione

Lampade Ad Incandescenza Ordinarie Vari Tipi di lampade ad incandescenza ordinarie (Fotografie gentilmente concesse da OSRAM)

Lampade Ad Incandescenza Speciali Vari Tipi di lampade ad incandescenza speciali (Foto gentilmente concessa da OSRAM)

Le Lampade Ad Incandescenza Con Alogeni Si tratta di lampade ad incadescenza (con filamento di tungsteno), nelle cui ampolle viene inserito una certa quantità di alogeno (cloro, bromo, iodio, fluoro). Le funzioni dell'alogeno sono essenzialmente due: Ripulisce l’ampolla dalle molecole di tungsteno che, evaporate, si sono depositate su di essa Rideposita tali molecole sul filamento, ricostruendone l'integrità

Le Lampade Ad Incandescenza Con Alogeni Le lampade ad alogeni hanno migliori caratteristiche prestazionali rispetto alle tradizionali lampade ad incandescenza: l’efficienza giunge sino a 25 lm/W la durata passa da 1000 a 2000 ore la temperatura di colore è più elevata, da 3200 a 3300 K a seconda dei tipi e si traduce in una luce più bianca e brillante

Lampade Alogene A Tensione Di Rete Vari Tipi di lampade alogene a tensione di rete (Foto gentilmente concessa da OSRAM)

Lampade Alogene A Bassa Tensione Vari Tipi di lampade alogene a bassa tensione (Foto gentilmente concessa da OSRAM)

Le Lampade A Scarica Con “lampade a scarica” si intendono quelle lampade nelle quali si ha un passaggio di corrente all'interno di un gas. Una lampada a scarica è costituita da un tubo di materiale trasparente di elevata resistenza termica e meccanica, alle estremità del quale sono saldati due elementi metallici, detti “elettrodi”, a cui fanno capo i conduttori di alimentazione.

Le Lampade A Scarica Per scopi di illuminazione generale esistono i seguenti tipi di lampade a scarica: a vapori di mercurio a bassa pressione (fluorescenti) a vapori di mercurio ad alta pressione a vapori di alogenuri a luce miscelata a vapori di sodio a bassa pressione vapori di sodio ad alta pressione lampade allo xeno lampade ad induzione

Le Lampade Fluorescenti Le lampade fluorescenti sono lampade a vapori di mercurio a bassa pressione; la scarica avviene in un tubo di vetro rivestito all’interno con polveri fluorescenti. L’emissione di luce avviene soprattutto per trasformazione della radiazione ultravioletta, emessa dalla scarica, in vapori di mercurio in radiazioni visibili per mezzo delle polveri fluorescenti.

Le Lampade Fluorescenti Attualmente in commercio vi sono lampade di dimensioni variabili e addirittura sono state create lampade fluorescenti con normali attacchi a vite. Le lampade fluorescenti sono usate per luoghi domestici, per locali commerciali, per scuole, in locali con movimento di pubblico e trovano posto anche nell’ industria. Esse sono caratterizzate da una efficienza luminosa maggiore rispetto alle comuni lampade a incandescenza, con una buona resa del colore e una durata di circa 8000 ore.

Vari Tipi Di Lampade Fluorescenti (Foto gentilmente concessa da OSRAM))

Le Lampade A Vapori Di Mercurio Ad Alta Pressione La scarica ha luogo in un piccolo tubo di quarzo protetto da un bulbo di vetro duro a base di Boro-Silicato. La radiazione prodotta dalla scarica in vapori di mercurio ad alta pressione è contenuta per la maggior parte nel campo del visibile. Le radiazioni, in gran parte ultraviolette, vengono trasformate in radiazioni visibili mediante la polveratura che ricopre internamente l'ampolla di vetro in cui è contenuto il tubo.

Le Lampade A Vapori Di Mercurio Ad Alta Pressione Tali lampade hanno una vita media uguale a quella delle lampade fluorescenti ma un’efficienza minore e una resa del colore inferiore. Tuttavia la potenza massima è superiore e per tale motivo si incontrano nella illuminazione di strade, impianti industriali, fiere, mostre e locali con movimento di pubblico.

Le Lampade A Vapori Di Alogenuri Le lampade a vapori di alogenuri sono nate dal tentativo di migliorare la resa dei colori e l’efficienza luminosa delle lampade a vapori di mercurio. Fondamentalmente la costruzione è analoga. Il tubo di scarica (di quarzo) contiene, però, oltre al mercurio e all’argo, che serve da gas di innesco degli ioduri di sodio, di tallio e di indio e nel caso di lampade con particolare resa cromatica, di disprosio, di olmio, di cesio.

Le Lampade A Vapori Di Alogenuri Le lampade a vapori di alogenuri hanno un’efficienza luminosa decisamente superiore a tutte le lampade incontrate sino ad ora; sono lampade molto interessanti sia dal punto di vista delle potenze in gioco che per la resa del colore. Infatti si è giunti sino a Ra= 95 e per tali motivi trovano largo uso nelle riprese cinematografiche e televisive, per l’illuminazione di capannoni industriali, padiglioni fieristici nonchè monumenti e impianti sportivi.

Lampade A Vapori Di Alogenuri (Foto gentilmente concessa da OSRAM)

Le Lampade A Vapori Di Sodio Ad Alta Pressione L'arco elettrico innescato fra due elettrodi posti all'estremità di un tubo di allumina sinterizzata, contenente dell'amalgama di sodio (lega di sodio e mercurio) e del gas (xenon o argon), provoca l'emissione di radiazioni luminose. Le lampade al sodio ad alta pressione si possono dividere in tre grandi categorie a seconda della pressione di funzionamento: Lampade al sodio di tipo “standard” Lampade al sodio a resa del colore migliorata Lampade al sodio a “luce bianca”

Le Lampade A Vapori Di Sodio Ad Alta Pressione Questi tipi di lampade sono usate per le illuminazioni pubbliche o di grandi aree oppure per gallerie e svincoli stradali, esse presentano un’ efficienza luminosa elevata con una durata media di circa 10000 ore si presentano in forme e dimensioni molto ridotte e con costi altrettanto bassi. La resa cromatica vale Ra= 20 e hanno potenze più elevate delle lampade a vapori di sodio a bassa pressione che illustreremo nelle diapositive che seguono.

Le Lampade A Vapori Di Sodio A Bassa Pressione Queste tipi di lampade funzionano sul principio della scarica elettrica. La lampada si presenta divisa in 2 parti la prima parte è composta da un tubo contenente una miscela di gas e del sodio che senza l’effetto di scariche elettriche permane nel suo stato solido, la seconda parte (quella più esterna) è composta da un bulbo di vetro che protegge il tubo in genere di quarzo e riduce la quantità di calore dissipata durante il processo di accensione dividendo il tubo dall’esterno tramite uno spazio vuoto. Sotto l’ effetto di una scarica il sodio fino ad ora allo stato solido passa allo stato gassoso emettendo una luce di colore giallo oro dovuta al fatto che gli elettroni liberati dagli elettrodi vanno a urtare gli atomi di sodio.

Le Lampade A Vapori Di Sodio A Bassa Pressione Questi tipi di lampade sono usate per le illuminazioni pubbliche o di grandi aree oppure per gallerie e svincoli stradali, esse presentano una efficienza luminosa elevata con una durata media di circa 10000 ore si presentano in forme e dimensioni molto ridotte e con costi altrettanto bassi. Lo svantaggio più forte è di avere una resa cromatica Ra= 0 . In pratica sia per queste lampade che per le precedenti a vapori di sodio a b.p. l’utilizzo è in tutte quelle zone dove la Ra non è importante.

I Sistemi Ad Induzione I sistemi di illuminazione ad induzione utilizzano una tecnologia rivoluzionaria che si pone all'avanguardia nel mondo dell'illuminazione. Senza addentranci sul principio di funzionamento le lampade a induzione sono caratterizzate da una durata eccezionale di circa 60.000 ore di funzionamento e sono in pratica prive di manutenzione. Questo è il requisito più importante e di conseguenza trovano applicazione nella illuminazione di strade e gallerie.

Apparecchi Di Illuminazione Gli apparecchi d’illuminazione per applicazione in interno devono assolvere essenzialmente le funzioni seguenti: Fornire un’adeguata protezione alle sorgenti luminose Adattarsi alle diverse condizioni di impiego Bloccare l’eventuale radiazione ultravioletta

Apparecchi Di Illuminazione A seconda del genere di distribuzione del flusso luminoso cui danno luogo, gli apparecchi di illuminazione vengono classificati nelle categorie seguenti: Diffusori Riflettori Rifrattori Schermi

Diffusori In vetro smerigliato o opalino In materiale termoplastico Servono per diffondere in modo uniforme o quasi uniforme la luce emessa dalle lampade. Sono normalmente realizzati: In vetro smerigliato o opalino In materiale termoplastico

Riflettori Servono per orientare secondo direzioni ben determinate la luce emessa dalla sorgente luminosa. Tali superfici sono generalmente di alluminio brillantato o di lamiera di ferro smaltata bianca.

Rifrattori Sono costituiti da involucri di materiale trasparente che, in base alla legge della rifrazione, hanno la prerogativa di modificare notevolmente la direzionalità dei raggi luminosi emessi dalle sorgenti in essi alloggiate.

Schermi La schermatura è una tecnica molto usata per controllare o convogliare la luce emessa da un appareccchio di illuminazione o per nascondere le lampade alla vista.

L’ Illuminazione L’ illuminazione va a intaccare il lavoratore non solo da un punto di vista fisico ma anche psicologico in quanto una scorretta illuminazione può provocare il calo del valore medio lavorativo. Una corretta illuminazione ricopre tutta la vita sociale di una nazione in tutti i contesti siano essi produttivi o meno.

L’ Illuminazione Una illuminazione buona è la base per un lavoratore per far bene il proprio lavoro; esistono diversi campi in cui l’illuminazione è fondamentale, tra i più importanti ricordiamo quello più vicino a noi “La scuola”.

L’ Illuminazione Nelle Scuole Ciò che veramente più sconvolge è il fatto che la imperfetta illuminazione vada ad agire in campo psicologico anche nel rendimento dell’alunno. Casi di illuminazione non corretti sono frequenti. I problemi che, in alcune scuole, si incontrano più spesso sono : Condizioni di illuminazione inadeguate Le lampade non sono adatte sia come resa cromatica che come temperatura di colore Apparecchi di illuminazione inadeguati o obsoleti

Illuminazione Nelle Scuole La progettazione della distribuzione della luce sia naturale che artificiale nelle aule scolastiche deve essere attuata con la massima attenzione dato che: Più del 90% di tutte le sensazioni degli allievi sono mediate dagli occhi Condizioni di visibilità insufficiente causano sforzi visivi che, aggiunti a quelli intellettuali, possono comportare un più intenso affaticamento generale degli allievi con conseguente minor rendimento Se gli allievi non sono in condizioni di “vedere bene” sono costretti ad assumere posizioni più vicine ai banchi con incurvamento della schiena e se protratte nel tempo possono dare origine a fenomeni di scoliosi

L’ Illuminazione Nelle Realtà Produttive Anche qui non sempre le condizioni di illuminazione sono ottimali; ci è sembrato invece che nell’ambito del commercio l’illuminazione sia per forza di cose molto più curata. Occorre sviluppare una cultura illuminotecnica in accordo e parte integrante della sicurezza che al momento in Italia è solo in stato embrionale.

Un Esempio Di Corretta Illuminazione La sala Professori dell’IPSIA” S. Bartoli” di Montella Un esempio di corretta illuminazione

Apparecchi Di Illuminazione Un esempio di moderni apparecchi di illuminazione equipaggiati con lampade fluorescenti ideali per il risparmio energetico

Non è raro incontrare situazioni Situazioni Da Evitare Non è raro incontrare situazioni di questo tipo

Situazioni Da Evitare Si noti la lampadina senza alcun apparecchio di illuminazione; inoltre in tale struttura manca completamente l’illuminazione di emergenza prevista dalla legge 46/90

Quali Rimedi Adottare ? Il problema più grande della questione illuminazione è il fatto che spesso condizioni di alto rischio siano sottovalutate oppure addirittura ignorate. L’illuminazione, soprattutto nei contesti di studio e di lavoro, è fondamentale per eseguire un lavoro nel migliore dei modi . Le risposte non sono semplici e non sono di immediata soluzione.

Illuminazione Nelle Scuole Nelle diapositive che seguono “tentiamo” di affrontare il problema illuminazione per le scuole. Come capire se le scuole sono bene illuminate? Quali lampade adottare? Quali apparecchi?

Illuminazione Nelle Scuole I parametri da portare in conto per un buon progetto illuminotecnico devono portare in conto vari fattori: Illuminamento ottimale Uniformità d’illuminamento Scelta delle lampade (in genere fluorescenti) Scelta degli apparecchi di illuminazione a seconda che vi siano o meno videoterminali Equilibrio delle luminanze Prevenzione dell’abbagliamento Progettazione computerizzata Illuminazione differenziata a seconda degli ambienti come prescritto dalla norma UNI 10380 Variante A1, e rispetto delle disposizioni legislative e circolari ministeriali (vedi diapositive che seguono)

Norma UNI 10380 Variante A1

Disposizioni Legislative E Circolari Ministeriali D.P.R. 547 del 27/4/55 - Norme per la prevenzione degli infortuni sul lavoro. Legge 186 del 1/3/68 - Disposizioni concernenti la produzione di materiali, apparecchiature, macchinari, installazioni e impianti elettrici ed elettronici. Legge 791 del 18/10/77 - Attuazione della direttiva CEE N°73/23 relativa alle garanzie di sicurezza che deve possedere il materiale elettrico, utilizzato in certi limiti di tensione. Legge 46 del 5/3/90 - Norme per la sicurezza degli impianti. D.Lgs. 626 del 19/09/1994 - Attuazioni delle direttive CEE riguardanti il miglioramento della sicurezza e della salute dei lavoratori sul luogo di lavoro. D.Lgs. 242 del 19/03/1996 - Modifiche al D.Lgs. 626/94. Norma UNI 10380 Variante A1.

Conclusione Sperando di poter collaborare in futuro con altre iniziative di questo genere desideriamo ringraziare l'INAIL ed il MIUR che ci hanno permesso di approfondire alcune delle tematiche più interessanti da un punto di vista sociale e tese a discorsi futuri per quella che è la professione del tecnico elettronico. In particolare un sentito ringraziamento va al Perito Industriale Carmine La Mura responsabile per l’agenzia OSRAM di Napoli che ci ha fornito sia materiale visivo che didattico.

Bibliografia ENEL CESI - Guida tecnica per l'illuminazione di interni Quaderno AIDI – Corso base di illuminotecnica per interni Quaderno AIDI – Corso base di illuminotecnica per esterni Quaderno AIDI - Raccomandazioni per l'illuminazione delle scuole Rivista “LUCE” - Ed. Tecniche Nuove Manuale di illuminotecnica - Ed. Tecniche Nuove Manuale di elettrotecnica - Ed. Cremonese Materiale fornito da OSRAM Norma UNI 10380 e Variante A1 Ricerche su internet

REALIZZAZIONE A CURA DI : Carbone Nicola Cianciulli Danilo Marano Mariano Classe III Sez. D - IPSIA “S.Bartoli” Via Verteglia – Montella (Avellino) Indirizzo “Operatore Elettronico” Anno Scolastico 2004-2005 Tutor Prof. Ing. Antonio D’Ecclesia