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La luce solare e la luce artificiale


E’ frequente, specie nel periodo estivo, sentire parlare del problema dell’esposizione al Sole. Viene sconsigliato per esempio l’esposizione alla luce solare nelle ore in cui il sole presenta un’intensità luminosa molto alta. Nelle ore centrali della giornata infatti (dalle 11-12, fino alle 15 circa) la luce solare può diventare molto pericolosa.
Il problema è riscontrabile soprattutto a partire dalle zone temperate e va aggravandosi con l’avvicinamento all’equatore, dove l’incidenza dei raggi solari diventa più aggressiva. Al contrario al crescere della latitudine, nelle zone subpolari per esempio, la scarsità di luce solare arriva a provocare malattie come il rachitismo.


Storia dell’abbronzatura artificiale


Con lo sviluppo delle lampade UV, a partire dagli anni ’70, alcune aziende hanno sfruttato questa tecnologia per immettere sul mercato i primi macchinari abbronzanti, finalizzati ad uso estetico e non più solo medico.
I primi “lettini” solari dunque, chiamati così poiché l’utilizzatore finale si ci sdraiava dentro, fecero il loro ingresso integrati come trattamento negli istituti di bellezza.
Negli anni ’80 ci fu una ulteriore diffusione e si cominciò a parlare molto delle cosiddette lampade UVA, chiamate così per la totale assenza di UVB nel loro spettro.
Ma è a partire dagli anni ’90 che si ha un vero e proprio boom della abbronzatura artificiale: con il miglioramento della tecnologia delle lampade UVA che cominciano ad emettere anche una contenuta percentuale di raggi UVB, allungando la durata della abbronzatura e migliorando la risposta della pelle, l’abbronzatura diventa sempre più una moda. Cominciano anche ad aprire i primi centri dedicati esclusivamente all’abbronzatura artificiale, con decine di macchine e prezzi sempre più bassi, all’attacco di fasce di popolazione giovane per la quale è importante l’aspetto fisico e che prima non potevano permettersi costose sedute in centri benessere. C’è una diffusione capillare dei solarium soprattutto nelle grandi città distanti dal mare (Milano su tutte) dove le persone con poco tempo possono abbronzarsi anche nelle pause pranzo. Vengono anche immesse sul mercato le prime “docce” solari, ovvero macchine abbronzanti che si fanno in piedi, favorite dai tempi di esposizione sempre più brevi, che permettono maggiore igiene e tempi di utilizzo più breve. Queste ultime rafforzano l’abbronzatura “express” ovvero l’abbronzatura veloce e poco costosa, l’abbronzatura di massa.
Dal 2000 in poi l’abbronzatura con lampade abbronzanti, diventata conosciuta e praticata, si è arricchita di servizi aggiuntivi, raffinandosi e diventando una parte integrante del costume dei paesi industrializzati.


La tecnologia delle macchine abbronzanti


La tecnologia che sta alla base delle lampade abbronzanti si divide principalmente in due.
Esistono lampade dette a “bassa pressione” e lampade ad “Alta pressione”.
Entrambe sono “lampade a scarica” in cui un gas viene eccitato ed emette fotoni. La differenza sostanziale sta nella pressione del gas utilizzato.

Bassa Pressione

La tecnologia alla base della bassa pressione è immediatamente distinguibile per l’utilizzo dei tubi.
All’interno di questi troviamo il gas neon ad un pressione nell’ordine di pochi Pascal, mercurio e un fosforo. Le caratteristiche generiche delle lampade a bassa pressione sono:

• Temperatura del gas all’interno del tubo di scarica relativamente bassa
• Radiazione emessa quasi interamente nel campo del visibile e dell’ultravioletto con scarsa emissione nell’infrarosso.
• Diagramma spettrale a righe con piccole quantità di energia irradiata al di fuori delle righe spettrali (emissione fortemente caratterizzata dal punto di vista cromatico)
• Basso flusso luminoso emesso per unità di lunghezza del tubo di scarica.

Nelle lampade a fluorescenza gli atomi di mercurio eccitati emettono una radiazione UV che investe il fosforo di radiazioni causando la sua fluorescenza e la luce visibile. Per questo vengono chiamate anche lampade a fluorescenza. Parte della luce viene riflessa da uno strato di ossidi metallici posto sulla parte posteriore del tubo.
Ovviamente la quantità di fosfori (sostanze fluorescenti) presenti nelle lampade da illuminazione è molto più elevata che nelle lampade usate per l’abbronzatura nelle quali una buona parte della radiazione UV emessa dal mercurio viene emessa dal tubo e modulata solo in piccola parte dai fosfori.

Normalmente Il circuito è formato da un alimentatore (elettromagnetico), detto anche reattore, uno starter e il tubo ai cui estremi troviamo gli elettrodi.

L’accensione del tubo avviene come segue:

1. Accensione: la corrente arriva allo starter che inizialmente è freddo e chiuso.
2. I filamenti agli estremi del tubo (collegati in serie) diventano incandescenti, immettendo una nube di elettroni all’interno del tubo.
3. Lo starter, incandescente anch’esso, apre il circuito (che è in serie). Questo provoca una autoinduzione dell’alimentatore e un aumento di tensione che fa accendere la lampada.

A questo punto il tubo è acceso. L’alimentatore continua a fornirgli corrente ma in maniera limitata poiché data la bassissima impedenza darebbe un cortocircuito se alimentata direttamente.
C’è anche la possibilità di utilizzare alimentatori di tipo elettronico, che eliminano di fatto il complesso starter e condensatore, gestendo tutto autonomamente.

La radiazione emessa dalle lampade a bassa pressione per l’abbronzatura ha un spettro con una buona presenza di raggi UVB, soprattutto rispetto all’altra tecnologia ad alta pressione. 
La tecnologia a bassa pressione è quindi più aggressiva sulla pelle e provoca più facilmente eritemi solari.


Alta Pressione

La tecnologia ad alta pressione è quella che fa uso di bulbi per emettere la luce. I bulbi ad alta pressione contengono vapori al neon e mercurio, oltre che alogenuri metallici (sodio, tallio e iodio).
Anche in questo caso la luce è emessa dalla ionizzazione del mercurio avviata da due elettrodi. Gli alogenuri metallici mantengono continuo lo spettro di emissione con un sensibile aumento dell’efficienza luminosa.

L’impulso deve essere dato anche in questo caso da un componente separato, l’accenditore. Come nel caso dello starter, l’accenditore provvede a fornire alla lampadina un voltaggio molto elevato che avvia il processo di ionizzazione.
A differenza delle lampade a bassa pressione, le lampadine ad alogenuri metallici emettono luce anche nello spettro degli UVC. Questo comporta l’utilizzo di particolari filtri per la luce, che evitano le radiazioni nocive all’utilizzatore finale della lampada abbronzante. Il complesso della lampadina è quindi formato da:

• Lampadina
• Parabola (posta dietro al bulbo riflette la luce)
• Filtro Blu

Le parabole possono essere di due tipi, quadrate o dicroiche (queste ultime consentono una migliore focalizzazione della luce). Anche i materiali possono essere diversi: è possibile utilizzare sia parabole in alluminio sia in vetro. La differenza sta nella percentuale di raggi riflessi, leggermente minore per il vetro.
La lampada ad alta pressione inoltre lavora a temperature molto più elevate dei tubi a bassa pressione. Passiamo infatti dai 40-50 C° di questi ultimi, agli oltre 600 della prima. Questo comporta l’inclusione nella macchina di un sistema di raffreddamento esclusivo per il complesso lampadina filtro (se raggiungesse temperature troppo elevate quest’ultimo si potrebbe spaccare). E’ ovvio che i costi totali di una macchina di questo tipo sono molto più elevati. In compenso lo spettro emesso ha una percentuale molto più elevata di UVA e consente un controllo molto mirato attraverso l’uso dei filtri.

Potete trovare altre informazioni sull'articolo alta e bassa pressione 

 

Considerazioni generali sulle differenze tra luce artificiale e naturale


Rispetto alla luce naturale quella emessa dalle lampade foto abbronzanti non ha caratteristiche fondamentalmente diverse. Si tratta infatti sempre di una radiazione emessa in parte nello spetto visibile e in parte in quello degli ultravioletti. La vera differenza sta nell’intensità della radiazione, molto più elevata (infatti le sedute hanno una durata media di 10 minuti contro le diverse ore che si passano al sole) e nello spettro UV. Quest’ultimo può avere una componente di UVC se emesso dal Sole (le famose ore intorno a mezzogiorno) anche a causa del buco nell’ozono, mentre nelle lampade abbronzanti la radiazione UV ha sempre delle quantità precise (essendo una macchina queste sono costanti del sistema) che sono decise a priori dal costruttore. Questo controllo, meno gestibile sui tubi a bassa pressione, è poi totale sulle lampade che utilizzano lampade ad alta pressione dove, mantenendo lampadine uguali, si può cambiare facilmente lo spettro di emissione semplicemente cambiando il filtro posto davanti alla lampadina.

L’abbronzatura data dalle lampade solari inoltre potrà essere più o meno simile a quella del Sole a seconda della macchina scelta e delle sue caratteristiche. In particolare si può dire che, generalmente, macchine a bassa pressione danno una abbronzatura più simile a quella che si ottiene andando al mare, mentre macchine ad alta pressione più simile ad una abbronzatura di montagna (più dorata e meno rossastra).


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