L'invenzione
delle fibre ottiche si deve al ricercatore inglese Nardiner S. Kapany
(1955). Molto utilizzate nel campo delle telecomunicazioni, sono
impiegate anche in illuminotecnica.
Sfruttando
il principio della riflessione delle onde elettromagnetiche, la luce
viene condotta da una fonte, all'interno di filamenti di materiali
vetrosi o sintetici. Le fibre ottiche sono composte da un mantello
esterno (cladding) e da un nucleo (core). Queste due superfici hanno
un indice di rifrazione diverso, quindi la riflessione è totale e le
onde vengono condotte a notevoli distanze.
Teoricamente
sono un mezzo di trasmissione perfetto, in pratica ci possono essere
delle perdite di attenuazione dovute a:
-proprietà
intrinseche del mezzo
-presenza
di impurità all'interno del materiale
-perdite
specifiche delle linee elettriche (per esempio: la riflessione viene
mantenuta se l'angolo di riflessione è radente, se la fibra compie
curve troppo brusche si hanno perdite).
Le
fibre ottiche in vetro hanno le dimensioni di 50 micron. I cavi
costituiti da più fibre ottiche in vetro sono quindi flessibili.
L'unità di misura delle fibre ottiche i vetro è la SIZE, che
corrisponde alla superficie ottica di un cavo, che dipende dalla
quantità di fibre ottiche che lo compongono, ed è proporzionale
alla luce portata.
Le
fibre ottiche sintetiche sono più flessibili e hanno quindi diametro
maggiore, 0,75 mm. L'unità di misura è espressa con un codice
alfanumerico che indica se si tratta di Cavo Sintetico Monofibra
(CSM) o se si tratta di Cavo Sintetico a Fascio (CSF), seguito dal
diametro ottico del cavo, in mm. (per esempio CSM-3 o CSF-3,3)
La
fonte di luce è l'illuminatore, che può avere al suo interno una
sorgente alogena, a ioduri metallici o a led. e al quale è collegato
il fascio di fibre, (fino a 400 fibre). La posizione
dell'illuminatore è la prima cosa da definire: deve essere di facile
accesso per la sostituzione della sorgente luminosa, in un luogo
areato e asciutto. A seconda dell'applicazione, si valuterà il tipo
sorgente, e quindi di illuminatore, da utilizzare.
Con
un telecomando si può regolare l'illuminazione.
Le
fibre sono flessibili, immuni alle interferenze elettriche e alle
condizioni atmosferiche, poco sensibili alla temperatura, leggere e
sottilissime. Possono essere immerse in acqua, poiché la sorgente di
luce è all'origine del fascio. Per avere cavi dimensioni maggiori si
utilizzano più fibre. I
vantaggi sono soprattutto quelli legati alla possibilità di
illuminare posti difficilmente raggiungibili, e soprattutto di
trasportare la luce in percorsi non rettilinei. La manutenzione è
semplice e si riduce alla sosttituzione della sorgente luminosa,
mentre le fibre ottiche non perdono capacità trasmissiva. Un
vantaggio è anche quello di poter avere più punti luce con una sola
sorgente. Trasportano solo luce, non calore, per questo possono
essere utilizzate anche con materiali che temono il calore, come
generi alimentari o dipinti.
Oltre
che per il classico uso decorativo a cielo stellato, sono applicabili
nella valorizzazione del patrimonio artistico, nei musei, nelle
vetrine, nelle scenografie per lo spettacolo e il teatro, nella
segnaletica o percorsi di sicurezza, in piscine, fontane, giardini.
Per
effetti decorativi
tipo cielo stellato le fibre saranno fissate direttamente nel
controsoffitto forato, per altri tipi di illuminazione le fibre
potranno essere collegate a supporti fissi o orientabili o a faretti
fissi o orientabili. Dove il loro uso non è puramente decorativo,
occorrerà quantificare il numero di fibre adeguato ad ottenere i lux
necessari.
Sono
disponibili cavi di fibre ottiche ad emissione laterale, per decorare
o evidenziare, per esempio, percorsi, pareti esterne o interne,
soffitti, pavimenti, gradini.
Possono
essere cavi composti da fibre ottiche sintetiche (detti CTL),
volutamente ritorti per ottenere un cladding lesionato che fa
filtrare la luce lungo le fibre. I cavi sono protetti da una guaina
in pvc trasparente.
Oppure
possono essere monofibra con il cladding forato, in modo da
illuminarsi uniformemente in lunghezza.
E'
possibile convogliare anche la luce solare, portandola nei locali
dove non è possibile avere aperture dirette verso l'esterno. Con un
sistema simile a quello dei lucernari tubolari (Solar Tube), la luce
solare viene captata da pannelli posti sulla copertura (Skyport) e
convogliata all'interno da fibre ottiche, da cui viene distribuita
da speciali diffusori.
Fonti:
http://www.arc1.uniroma1.it/saggio/didattica/Supporti/Moduli/ILLUMINAZ%20DIURNA.pdf
