Risparmio energetico?

Innanzitutto: buon 2007, e spero che abbiate passato tutti delle buone festività con le persone a voi più care! 😀 In secondo luogo: Era tanto che non scrivevo un post di carattere scientifico, ed oggi lo faccio. Facciamo un break dalla politica…

E guarda un po’, non parlo neppure di Matematica. Oggi, infatti, mi si è fulminata una lampadina. Non una qualsiasi, ma una di quelle cosiddette “a risparmio energetico”, cioè una lampada compatta a fluorescenza, di quelle che spesso (ed erroneamente) vengono dette “lampadine al neon”. Una comune lampada fluorescente per uso domestico A differenza delle comuni lampadine ad incandescenza, che emettono luce per effetto del surriscaldamento del filamento di tungsteno all’interno del bulbo (con conseguente efficienza energetica inferiore al 10%), le lampade fluorescenti – sia di tipo a tubo che compatto come quella mostrata in figura – emettono luce grazie all’arco voltaico che si forma all’interno del tubo e che emette radiazione ultravioletta, che viene a sua volta assorbita dal materiale biancastro fluorescente presente sulle pareti del tubo e riemessa sotto forma di radiazione luminosa. L’efficienza energetica di queste lampade è nettamente superiore di quelle comuni lampade ad incandescenza. Superiore è anche la vita media di queste lampade, anche cinque volte di più. Il problema è che lo sono anche i costi di produzione, e se pensate che la lampadina che mi si è fulminata aveva sì e no due anni di vita ecco che la riflessione è d’obbligo.

Il consiglio che viene generalmente fornito è quello di abbandonare l’uso delle lampade ad incandescenza a favore di quelle a fluorescenza. Normalmente questo può essere ben accettato, ma bisogna pensare anche a quei casi in cui le lampade a fluorescenza non sono vantaggiose. Vediamo perché.

Innanzitutto, esaminando una lampada ad incandescenza la prima cosa che salta all’occhio è l’estrema semplicità costruttiva: un filamento di tungsteno da neanche un grammo, un po’ di argon, un bulbo di vetro ed uno zoccolo di alluminio: fine. Non credo che produrre un tale oggetto costi più di 10 centesimi (leggermente diverso è il discorso delle lampade alogene, ma per ora tralascio). Le lampade a fluorescenza tradizionali, invece, consistono nel tubo, in uno starter (il cui scopo è consentire la formazione dell’arco voltaico) ed un reattore capace di fornire la tensione elettrica costante necessaria per il funzionamento (ricordo che l’Enel ci fornisce una tensione alternata a 50 Hz).

Il tubo, di vetro, agli estremi ha due elettrodi tra i quali si forma l’arco elettrico, che eccita gli elettroni del gas ionizzato all’interno e li fa emettere radiazione ultravioletta. Il gas in questione è argon o neon (da cui l’equivoco di cui sopra) miscelato a vapori di mercurio, veri responsabili della radiazione ultravioletta. Il tubo, come detto, è rivestito internamente da materiale fluorescente, variando il quale si ottiene una diversa colorazione della luce emessa. Lo starter, invece, è un banale interruttore automatico che si apre e chiude con il calore: spesso capita che si rompa, anche con un piccola esplosione. Il reattore, invece, è un’induttanza che raramente si rompe, ma capita ed è una seccatura da sostitutuire (non è difficile, ma una persona a secco di conoscenze elettriche potrebbe non essere in grado di farlo). Come potete intuire, il costo di tutto questo accrocchio è decisamente più elevato. Leggermente diverso è il discorso delle lampadine fluorescenti compatte, che non hanno bisogno di starter in quanto dispongono di accensione elettronica, dispositivo che le rende molto più semplici da montare ma che ne riduce parzialmente l’efficienza e la longevità. E se si rompe qualcosa, devono essere buttate interamente, mentre nel caso precedente si possono sostituire i singoli componenti.

Il problema, dunque, qual è? Le lampade fluorescenti sono poco adatte a frequenti accensioni e spegnimenti: si comportano al meglio come luci d’ambiente in grado di operare per almeno un’ora, altrimenti si aumenta il consumo di elettrodi e starter, causando nel caso delle lampade compatte una fine prematura del ciclo vitale. In sostanza, per un ripostiglio delle scope può convenire usare una lampadina ad incandescenza da 30-45 W. Inoltre, il circuito delle lampade compatte non è a tenuta stagna, per cui è sempre meglio tenere queste lampade lontane da ambienti umidi o con emissione di vapori tipo una cucina.

In secondo luogo, c’è il problema della presenza di mercurio all’interno delle lampade. Forse non tutti sanno che le lampade a fluorescenza necessitano di un particolare smaltimento e non possono essere buttate tra il materiale indifferenziato. Credo che si faccia poca informazione a riguardo.

Tutto questo, comunque, fa comunque propendere all’uso generale delle lampade fluorescenti. Tuttavia, ci sono argomentazioni che mi lasciano un po’ scettico, e di nuovo riguardano l’impatto ambientale. Le lampade ad incandescenza richiedono pochissime risorse per essere costruite e si possono riciclare quasi completamente; quelle a fluorescenza, che già richiedono molto più materiale in fase costruttiva, finiscono quasi del tutto sprecate. Spero che la tecnologia migliori col tempo, perché tutto questo risparmio energetico (e soprattutto ambientale) che parrebbe dal mero confronto dell’efficienza dei due tipi di lampade in realtà non c’è.

Non voglio stare ad elencare tutti gli altri difetti classici delle lampade a fluorescenza, tipo la luce di colorazione non eccellente, il ronzio che viene talvolta emesso, l’effetto stroboscopico, l’impossibilità di applicare un dimmer (cioè un variatore di luminosità), il tempo necessario per “riscaldare” la lampada all’accensione, la ridotta efficienza a basse temperature ambientali e così via, perché si tratta in sostanza di difetti di minore entità. Vorrei però rimarcare che l’impiego massiccio di lampade a fluorescenza ci alleggerisce la bolletta di sicuro, ma altrettanto sicuramente a livello globale non è che un palliativo al problema energetico. Il mondo intero richiederà sempre più corrente elettrica, e tutto questo porta a problemi di ben maggiore entità…

Ma ne parlerò un’altra volta.

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Published in: on lunedì, 8 gennaio 2007 at 1.05  Comments (10)  

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10 commentiLascia un commento

  1. Mi sono imbattuto in questo sito perché stavo cercando di capire meglio i meccanismi che stanno alla base di questo “furore collettivo” del risparmio energetico che verrebbe dalle lampade flourescenti.
    I pecoroni si sono messi in moto. Orde di barbari arrembanti fanno la fila per acquistare queste nuove lampade miracolose.
    E quando i pecoroni si muovono tutti nella stessa direzione sento impellente, dentro di me, il bisogno di capire.
    Le lampade a fluorescenza non convengono affatto (e l’articolo lo mette bene in evidenza) quando la frequenza di accensione giornaliera supera il numero 10 ed ancor meno quando la durata dell’accensione sia inferiore ai 10 minuti.

    Avrei bisogno di un supporto tecnico circa questo secondo argomento: mi sembra di ricordare, ma non ho ancora trovato valide argomentazioni sulla rete, che l’assorbimento di potenza di una lampada a fluorescenza durante il transitorio iniziale (10-30 secondi) sia paragonabile a quello di una lampada ad incandescenza e che la durata del transitorio aumenta con l’invecchiamento della lampada.
    Se ciò fosse realmente confermato ciò metterebbe in luce un ulteriore elemento di grande attenzione nella scelta del passaggio da una all’altra tecnologia. Facendo due conti, in casa mia potrei installare, con garanzia effettiva di risparmio, solo due o tre nuove lampade!
    Qualcuno può forse “illuminarmi”?

  2. Ciao Massimo, grazie dell’interessamento.
    Effettivamente non avevo pensato a questo problema, che solitamente non è riportato. Di certo, è noto che le lampade fluorescenti sono lampade a resistenza negativa, cioè col passare del tempo aumenta il flusso di elettroni, e così facendo diminuisce la resistenza dell’arco voltaico facendo passare ancor più elettroni. In teoria, questo fatto unitamente alla tensione costante dell’impianto elettrico porterebbe alla distruzione della lampada, ed è per questo che si usa il reattore, che fornisce una tensione elevata solo all’inizio.

    In ogni caso, dopo l’accensione le lampade fluorescenti, specialmente quelle vecchie, ci mettono un po’ prima di andare a regime (ed anche in quel caso la luminosità è spesso diminuita, ma per via della ridotta efficienza dei fosfori sul tubo), a causa dell’inferiore capacità degli elettrodi di emettere elettroni. Questo significa meno passaggio di elettroni e quindi maggiore resistenza elettrica. Non saprei quantificare quanto tutto ciò porti ad un maggior consumo, ma ad occhio posso dirti che dovrebbe essere di entità abbastanza ridotta, perché se una tale lampada dovesse raggiungere le potenze dissipate dalle lampadine ad incandescenza esploderebbe, in quanto il tubo di vetro non è progettato per sostenere le alte pressioni che ne deriverebbero.

    Da notare che in ogni caso ciò effettivamente avviene, sotto forma generalmente di piccole spaccature che di fatto determinano la fine della lampada. Finora, però, non mi è mai capitato di osservarlo nelle lampade compatte ma solo nelle circoline ed in quelle tubolari: non so se sia per questioni di lunghezza dell’arco voltaico o più probabilmente per la maggiore robustezza intrinseca dei tubi delle lampade compatte.

    Queste sono mie semplici considerazioni senza supporto di particolari indagini sperimentali, quindi prendile con la dovuta cautela. Sarebbe interessante parlarne con qualche professore di ingegneria elettrotecnica. Spero comunque di esserti stato d’aiuto.

  3. Ciao!
    Prima cosa, complimenti per l’articolo.
    Sono “caduto” dentro al tuo sito grazie a Google, ricercando notizie su queste lampade fluorescenti. il mio interessamento è dovuto alla visione del nuovo film-documentario di Al Gore “An Inconvenient Truth – Una Scomoda Verità”.
    Dopo la visione del sopra citato, come consigliato dai titoli di coda mi sono incuriosito ed ho deciso di visitare il sito http://www.climatecrisis.net dove ho trovato una lista delle dieci cose da fare per aiutare in qualche modo il pianeta.
    A capo della lista ho trovato il suggerimento del cambiamento di lampadina.
    Ora, non so se tu il film l’hai visto oppure no, ma volevo sapere cosa ne pensi.
    Se ti va
    grazie comunque!
    Ciao,

    Alessandro

  4. Ciao, ti ringrazio per i complimenti.
    Ho visto “Una scomoda verità”, e già a suo tempo avevo scritto due articoli a riguardo, dal titolo piuttosto provocatorio:
    https://maxart.wordpress.com/2007/03/21/una-comoda-falsita-i/
    https://maxart.wordpress.com/2007/03/23/una-comoda-falsita-ii/
    Nei commenti di questi articoli possiamo, se vuoi, commentare nel dettaglio gli aspetti del film.
    L’ambiente è un discorso che mi sta piuttosto a cuore, ma non in quanto particolarmente sensibile alle tematiche ambientaliste, quanto come “scienziato” ed individuo curioso del mondo che lo circonda. Mi sforzo di capirne le dinamiche.
    In breve, l’idea che mi sono fatto del film di Gore è che sia sostanzialmente un attacco politico più che un valido documentario. Troppe sono le mancanze da una parte, e troppo marcati gli accenti dall’altra, con chiari riferimenti al mondo della politica.
    Il catastrofismo attira e spaventa le masse, lo sa Hollywood e lo sa Al Gore. (Il quale predica “bene” e razzola male: vedi gli scandali sulla sua bolletta elettrica astronomica e sui costi ambientali del suo Live 8, con discutibili effetti sull’opinione pubblica.) Purtroppo il catastrofismo non lo vedo come un modo valido di fare scienza.

    Ciao,
    Massimo

  5. Ciao,
    ti volevo ringraziare per l’ottimo livello del tuo articolo, dettagliato ma non troppo… comprensibile ai più. Scrivo solo perché anche io credo che i problemi ambientali siano ben altri, ma secondo il mio modesto parere credo che ognuno dovrebbe portare avanti piccoli gesti di rispetto verso l’ambiente ed influenzare chi lo circonda il più possibile.
    Siamo una goccia nell’oceano …. ma l’oceano è fatto di gocce.
    Ti saluto con un quesito: preoccupandoci solo delle ripercussioni ambientali quali lampadine dovrei montare? immagino con dei presupposti (esterni, cucina, stanzini ecc.)?

    Ti ringrazio,
    Stefano

  6. Ciao Stefano, grazie per il tuo commento.
    Ti dirò: se non fossi convinto che le lampade fluorescenti abbiano i loro indubbi vantaggi non avrei sostituito ogni singola lampadina nel mio appartamento con esse. In termini economici il guadagno è evidente: basta avere l’accortezza di usarle nel modo adeguato (come per il ripostiglio per le scope, o anche in cucina se in un lampadario che protegga dai vapori). Per un comune uso domestico le lampade fluorescenti non hanno particolari controindicazioni (se non per il dimmer), ed in un paio d’anni si ammortizza la spesa iniziale. Anche per gli esterni vanno bene, ma ovviamente protetti da globi ed isolati da silicone o guarnizioni.

    Dal punto di vista ambientale, però, il rapporto che c’è in ambito economico non c’è, neanche lontanamente. Le lampade fluorescenti non sono un prodigio divino, ma come molte innovazioni sono basate su un aumento della complessità dell’oggetto, e dunque dei materiali usati e dei costi di produzione. Tutte risorse in più che l’industria di massa è in grado di ridurre, ma non eliminare e neppure portare a valori trascurabili: non stiamo parlando di computer, in cui la potenza elaborativa raddoppia ogni paio d’anni. Stiamo parlando di fare abbastanza luce.

    Si è stimato che, durante la vita media una lampada a fluorescenza di buona fattura, una lampada ad incandescenza “consumi” più mercurio di quanto ne abbia la lampada a fluorescenza. (Il “consumo” è inteso relativamente all’energia conosumata, che viene prodotta in media con metodi che prevedono l’immissione di mercurio nell’ambiente, come tracce di scarto o cose del genere: capita nelle centrali termoelettriche, ad esempio.) Questo va bene finché non si comprano le lampade compatte a poco prezzo (anche solo 2-3 euro) con la scritta ben evidente “MADE IN P.R.C.”: se si ha una certa sensibilità ambientale, queste è meglio non comprarle, perché fatte con materiali non eccelsi, perché meno efficienti (la loro luce in generale fa schifo e ci mettono molto a riscaldarsi), perché contengono alte quantità di mercurio, perché in Cina gli standard di produzione lasciano alquanto a desiderare in termini di rispetto del territorio.

    Un altro annoso problema è quello dello smaltimento: in teoria, si possono sempre resitituire al produttore, che dovrebbe provvedere a smaltirle. Ma immagino che siano in pochi i centri Philips sotto casa, quindi bisognerebbe contattare il proprio Comune, dove magari un addetto vi dirà di buttarle nell’indifferenziato (potrebbe anche darvi ragione ma per “un paio di lampadine” chi si muove?).

    Penso che sia un po’ l’atteggiamento della gente nei confronti dell’energia che sia da cambiare. E, devo dire, in effetti sta cambiando, con l’inerzia che può avere una popolazione continentale urbana come quella europea (o simili). E quest’inerzia, paragonata ad altre epoche, in realtà è ben poca, ma è ancora tanta, tantissima rispetto all’evoluzione scientifica e tecnologica di ogni giorno. Un’evoluzione che ci rende più comodi, più veloci, più informati, più a contatto, ma con il prezzo da pagare: ci serve più energia.

    Le lampadine a “risparmio energetico” sono una realtà già da diversi anni, ed ormai in ogni casa ce ne sono, e probabilmente sono quelle che vengono usate di più. Nelle nostre case sono sempre di più i frigoriferi e le lavatrici di classe A, i televisori ed i monitor LCD (che a parità di superficie consumano la metà di quelli a tubo catodico), le pompe di calore. Eppure? Consumiamo sempre più energia, e perché? Perché nel frattempo che cambiavamo lampadina abbiamo acquistato un lettore DVD. Un telefono cordless. Un altro televisore, un condizionatore d’aria, l’impianto home-theater, la nuova console per il figlio e la radiosveglia che fa da stazione meteorologica.
    Se vogliamo puntare al risparmio energetico come primaria “fonte” di energia (come vogliono far credere diversi politici soleridenti), allora questa sarebbe la tendenza da invertire: altro che lampadine a risparmio! Ma se la sentirebbero di dirlo alla gente? Non lo faranno mai, altrimenti alle urne sono spacciati. Anche perché è proprio un compito impossibile impedire all’Uomo di “progredire”, in ogni campo, anche se magari questo non vuol dire dargli la felicità o un futuro migliore.

    Caro Stefano, ognuno può certo dare la sua goccia, ma tuttavia un oceano è sempre un oceano e per riempirlo pare che non ci sia troppo tempo. Dare le proprie gocce è sempre bene, a patto però che questo non ci distragga dalla possibilità di contribuire con un secchio, se capisci a cosa alludo.

    Ciao, e scusa per la risposta-comizio! 🙂

  7. ciao!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

  8. ciao, complimenti per l’atteggiamento prudente ma propositivo. Non c’è dubbio che la complessificazione del processo produttivo si traduca in un maggior impatto ambientale, tuttavia bisognerebbe fare degli studi quantitativi per capire se alla fine dei conti – considerando produzione, smaltimento, risparmio energetico, durata di vita – le lampadine a fluorescenza convengano o no.
    Secondo me già ora convengono, inoltre una loro diffusione massiccia incentiva gli investimenti nella ricerca del risparmio energetico, che è cosa buona e giusta!
    Bravo, bell’articolo!

  9. Ciao Fabio, grazie per i complimenti! Se vuoi approfondire la questione con un altro articolo, ho scritto anche
    https://maxart.wordpress.com/2008/01/04/edison-addio/
    La questione ambientale è invero molto complessa, quando invece spesso viene liquidata con superficialità, individuando subito i capri espiatori e pensando così di avere la coscienza a posto. Come avevo scritto poco sopra, se possiamo contribuire con una goccia forse possiamo farlo anche con un secchio. Il fatto è che mi pare che davvero stiamo versando gocce e non secchiate, perché ogni anno che passa le emissioni di CO2 e metano aumentano (a livello mondiale), eppure si verificano cose come questa:
    http://www.3bmeteo.com/giornale/meteo_articolo-7469.htm
    Probabilmente è presto per decretare un’inversione di tendenza del riscaldamento globale, ma dà un’idea di come possano giocare i vari fattori esterni all’uomo nel panorama climatico mondiale. In particolare, il record della banchisa antartica si può inquadrare all’interno del minimo undecennale dell’attività solare.

    La ricerca sul risparmio energetico non deve mai fermarsi, ci mancherebbe, ma ricordiamoci che non ci si può fare affidamento per risolvere i propri problemi energetici (semmai, per non renderli irrisolubili!). Questo perché, come ho detto, con tutti gli sforzi fatti i nostri consumi continuano ad aumentare senza sosta: gli unici casi in cui si può verificare il contrario sono quelli di un tracollo economico (come avvenne per i Paesi ex-sovietici), che francamente non auguro a nessuno…
    Insomma, bisogna cercare di capire cosa davvero conviene. Le lampade fluorescenti sì, se il loro scopo è adeguato. I doppi vetri alle finestre, pure. Una buona coibentazione dei muri, anche. Invece, a livello di bilancio ambientale complessivo, non conviene affatto rottamare un’auto Euro 2 per prendersi un’Euro 5, eppure lo Stato sciorina i suoi “eco”-incentivi.

    E la gente abbocca: per forza!

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