Prima parte: primi sviluppi

Senza il tocco tecnologico e di business di un uomo – Thomas Edison – il mondo sarebbe molto diverso oggi. Nel 19 ° secolo, il viaggio nella luce era una sequenza oscura di eventi.

Tale era l’importanza della lampadina – o lampada, come è noto agli ingegneri – che l’espressione è entrata nel linguaggio come sinonimo di invenzione. Eppure la sua strada verso la supremazia era una lotta di strada disordinato dominato da un uomo – Thomas Alva Edison – che, per tutta la sua prodezza visionaria e senso degli affari, non avrebbe potuto prevedere che un secolo più tardi, il suo sviluppo di un’idea che illuminato il mondo sarebbe stato reso praticamente obsoleto dalla comparsa di tecnologia a diodi emettitori di luce.

In uno dei più delicati colpi di scena del destino tecnologico, la cosiddetta “invenzione” della lampadina non ha mai avuto un “momento di lampadina”. Come per tante innovazioni critiche che hanno avuto effetti di vasta portata nello sviluppo commerciale e culturale dell’umanità, la lampadina – o più specificamente qui, la lampadina “incandescente” – è stata il prodotto di una serie di scoperte indipendenti e incrementali da parte di ingegneri e scienziati separati dal tempo e dalla geografia. Anche se è il grande inventore americano e imprenditore Edison che viene convenzionalmente dato gli allori per portare la lampadina nel mondo, Smithsonian Institution curatore emerito Bernard S Finn dice che abbiamo affinato una delle nostre scoperte più importanti da quando i primi esseri umani hanno imparato che il fuoco controllato potrebbe produrre luce e calore.

Il ruolo di Edison nel portare luce al mondo moderno è stato come sviluppatore di idee di altri ingegneri che lo hanno preceduto nel 19 ° secolo. “È stato Thomas Edison a trovare una soluzione commercialmente valida”, afferma Finn. Nel 1879, a Capodanno, Edison illuminò il suo laboratorio a Menlo Park-un display visibile per più di 20 miglia-e l’era dell’illuminazione elettrica fu letteralmente accesa. Sempre pronto con un morso sonoro, Edison predisse che la luce elettrica sarebbe diventata “così economica che solo i ricchi bruceranno le candele”.

Il vero valore del successo di Edison è stato che ha segnato la fine di una fase provvisoria nella creazione di luce dall’elettricità stabilendo la lampada ad incandescenza come tecnologia front-runner. Nella luce elettrica di Edison: L’arte dell’invenzione, gli storici Robert Friedel e Paul Israel citano 22 inventori di lampade a incandescenza davanti a Edison e tuttavia lo pongono ancora saldamente a capo della famiglia. Ciò è dovuto alla combinazione di tre fattori critici Edison ottenuto destra contemporaneamente: il materiale incandescente, alti livelli di vuoto e alta resistenza.

Fu l’ultimo di questi tre che Edison capì davvero meglio dei suoi predecessori. Con un’elevata resistenza, il calore (e quindi la luce) si accumulerebbe nell’elemento anziché nei fili di alimentazione provenienti da generatori elettrici remoti. Dopo aver testato centinaia di materiali, dice Finn, “si stabilì su una sottile striscia-o filamento-di carbonio”. Poiché il filamento di carbonio brucerebbe se esposto all’aria, l’involucro di vetro o “lampadina” doveva essere evacuato da una pompa a vuoto. Le prime versioni della lampadina ad incandescenza (la parola deriva dal latino ‘incandescens’, che significa ‘incandescente’) hanno una ‘punta’ che mostra dove la pompa era originariamente collegata. Nel 1881, c’era un connettore standard all’estremità elettrica, dove la lampadina poteva ora essere avvitata in una presa e poteva essere accesa e spenta.

È stato stando sulle spalle di coloro che sono andati prima di lui che Edison ha potuto vedere così lontano nel futuro della luce elettrica. Egli inesorabilmente raffinato innovazioni di altri scienziati come Humphry Davy, James Bowman Lindsay, Moses G Farmer, William E Sawyer, Joseph Swan e Heinrich Göbel, le cui idee erano commercialmente impraticabile. Rendendosi conto che il platino era una merce troppo costosa per essere utilizzata nell’illuminazione elettrica, ha perseguito la strada di un filamento di bambù rivestito di carbonio (aneddoticamente, ha avuto l’idea di usare il bambù osservando la sua canna da pesca mentre era in gita per guardare un’eclissi).

Ha anche ruote e trattare, raccogliendo brevetti di altri ingegneri, mentre la formazione di alleanze strategiche, in particolare con il suo concorrente britannico, Joseph Swan (che, per molti versi, era un giocatore di pari importanza, la cui casa è stata la prima ad essere illuminata da una lampadina). Edison si assicurò un notevole sostegno finanziario sia dalla famiglia Vanderbilt – la più ricca d’America, avendo fatto i loro soldi nel trasporto marittimo e nella ferrovia – sia dal finanziere aziendale J. P. Morgan. Eppure è stato soprattutto per pura ingenuità visionaria che l’uomo con più di mille brevetti al suo nome è diventato la forza trainante dietro illuminare il 20 ° secolo.

Parte seconda: dominanza del mercato

Per gran parte del 20 ° secolo sembrava che la lampadina a incandescenza non avesse un serio sfidante. Eppure, con la crescente pressione per migliorare l’efficienza energetica, nei decenni di chiusura la scritta era sul muro.

Nel lontano 1835, l’inventore scozzese James Bowman Lindsay dimostrò la sua prima versione della luce elettrica costante con l’affermazione che usando tale tecnologia era in grado di “leggere un libro a una distanza di un piede e mezzo”. Difficilmente avrebbe potuto aspettarsi che, entro un secolo, la lampadina a incandescenza a cui aveva contribuito così tanto avrebbe trasformato la notte in giorno. Illuminerebbe le nostre vite, estenderebbe le ore di ufficio e renderebbe gli stadi di calcio bagliore nel buio. Fornirebbe sicurezza e illuminazione per edifici pubblici e proiettori per guidare le armi antiaeree in tempo di guerra. Le strade sarebbero illuminate per accogliere l’implacabile ascesa dell’automobile e gli aeroporti notturni rivoluzionerebbero il trasporto internazionale di merci.

Con l’alba del 20 ° secolo è arrivata un’opportunità senza precedenti per gli sviluppatori della nuova lampadina a incandescenza. Le applicazioni erano illimitate, spaziando dalle estremamente modeste (come i fari per biciclette) alle infrastrutture nazionali (come l’illuminazione stradale). Il campo era aperto e il mercato fu presto inondato con i produttori sperando di incassare la corsa all’oro nell’illuminazione artificiale.

Eppure, nel Natale del 1924, nomi familiari come Osram, Philips e General Electric stavano diventando nervosi. Questo perché il mercato, mentre in piena espansione, stava diventando imprevedibile. Dopo aver visto le sue vendite crollare da 63 milioni di unità nel 1922-23 di oltre la metà nell’anno successivo, il capo di Osram, William Meinhardt, propose di incontrare i suoi concorrenti per concordare principi commerciali che avrebbero salvaguardato il loro futuro. Mentre le luci dell’albero di Natale festonavano la città svizzera di Ginevra, il 23 dicembre 1924, i vertici della comunità manifatturiera globale delle incandescenze collusero per formare il cartello di Phoebus per stabilire quote e territori, condividere conoscenze e concordare standard (come il connettore a vite Edison).

Eppure l’agenda nascosta era la protezione delle entrate in un mercato in cui i produttori stavano diventando vittime del proprio successo. Anche nel terzo decennio del 20 ° secolo, la produzione di lampadine era così avanzata che le unità avevano una vita operativa di 2.500 ore, il che significa che erano anni prima che le unità dovessero essere sostituite. Uno dei risultati principali (e tuttavia meno trasmessi) della “Convenzione per lo sviluppo e il progresso dell’industria internazionale delle lampade elettriche a incandescenza” era che l’aspettativa di vita doveva essere ridotta a 1.000 ore. Per garantire che le aziende rispettassero le nuove norme sull’obsolescenza, erano obbligate a inviare i loro prodotti per test indipendenti in Svizzera. Se i prodotti mostravano una longevità indesiderata, i produttori dovevano affrontare pesanti multe.

Nonostante il cartello deliberatamente stagnante sviluppo tecnologico, la lampadina a incandescenza guadagnato trazione come una delle grandi innovazioni del tempo. Alla fine della prima guerra mondiale, con il costo dell’elettricità che crollava, presentava anche una seria alternativa all’illuminazione a gas.

Edison non aveva sbagliato quando ha detto che solo i ricchi avrebbero bruciato le candele. Secondo i dati di ricerca pubblicati da Fouquet e Pearson, il costo della luce artificiale era sceso nel corso dei secoli da migliaia di sterline per lumen ora a frazioni di un centesimo come ci siamo evoluti dall ” uso di candele fatte a mano per lampadine prodotte in serie. Questo calo dei costi ha portato al consumo di luce artificiale nel 20 ° secolo essendo 100.000 volte più di quanto non fosse nel 18 ° secolo.

L’energia e la luce erano così abbondanti che il mercato poteva permettersi e diventava compiacente. Il filamento di tungsteno potrebbe assorbire il colpo da emergente fluorescente ‘striscia-luce’ tecnologia che è apparso in fabbriche e uffici. Il costo dell’alimentazione della luce artificiale era tale che non c’era alcuna reale pressione per cambiare lo status quo fino alla crisi petrolifera della metà degli anni ‘ 70. Ciò ha innescato l’emergere della lampadina fluorescente compatta (CFL), che con un’efficienza energetica cinque volte superiore alla tecnologia ad incandescenza ne ha fatto uno sfidante serio. Con Philips e Osram portandoli sul mercato dai primi anni 1980, apparvero le prime crepe nella supremazia incandescente.

L’efficienza è diventata la parola d’ordine. Le nuove tecnologie erano in coda per essere la prossima grande cosa. L’impensabile stava iniziando ad accadere: i governi stavano approvando una legislazione per eliminare gradualmente la lampadina a incandescenza.

Parte terza: la rivoluzione LED

Con la lampadina a incandescenza ora effettivamente un dinosauro e tutti gli occhi sulla tecnologia LED emergente come una panacea ambientale, la prossima fase evolutiva dell’illuminazione è tutta una questione di efficienza e legislazione.

Secondo il produttore di lampadine Philips, oggi l’illuminazione rappresenta il 19% del consumo mondiale di elettricità a livello globale. Dato che le lampadine a incandescenza sprecano effettivamente fino al 95% della loro energia producendo calore piuttosto che luce, c’è un enorme potenziale di risparmio energetico in un mondo in cui la riduzione della domanda di risorse è sempre più legiferata. Guardando al mercato delle lampadine degli Stati Uniti nel 2010 – nel periodo in cui la legislazione di eliminazione graduale delle lampade a incandescenza è stata redatta in tutto il mondo-c’erano otto miliardi di lampade vendute, di cui la metà erano lampade a incandescenza, con appena il 10 per cento LED.

A quel tempo, i consumatori sembravano impreparati alla rivoluzione dei LED nonostante la ricerca uscita dall’Università di Cambridge prevedesse un potenziale risparmio energetico per il passaggio ai LED come “enorme”. Iterando le cifre di risparmio energetico di base, il documento di ricerca, intitolato “Lighting for the 21st century”, afferma che nel Regno Unito l’illuminazione consuma oltre un quinto di tutta l’elettricità generata nelle centrali elettriche e i LED hanno il potenziale per ridurre questa cifra di almeno il 50 per cento. Statistica del Dipartimento dell’Energia d’accordo, stima che entro il 2025, “illuminazione a stato solido, come i Led, potrebbe ridurre l’importo globale di energia elettrica utilizzata per l’illuminazione del 50 per cento e potrebbe eliminare 258 milioni di tonnellate di emissioni di carbonio, alleviare la necessità di 133 nuove centrali e il risultato cumulativo di risparmio economico di oltre un centinaio di miliardi di dollari”.

Con l’accordo universale che ci sono enormi risparmi energetici da ottenere, il mondo sembra pronto per un cambiamento spontaneo nel modo in cui lo illuminiamo. Eppure quella prevista rivoluzione del mercato è stata lenta e riluttante, inducendo i governi ad intervenire per accelerare il cambiamento nei nostri modelli di produzione e consumo. L’UE ha progressivamente vietato vari tipi di prodotti a incandescenza negli ultimi dieci anni, con questo settembre che ha visto la graduale eliminazione delle lampade alogene e fluorescenti compatte (CFL)-di fatto la fine della lampadina a incandescenza come la conosciamo.

Il Energy Saving Trust utilizza toni più misurati, dicendo che mentre storicamente avremmo potuto avere “poca preoccupazione” per il fatto che “le lampadine erano solo 10 per cento efficiente… negli ultimi anni è emerso un atteggiamento molto diverso nei confronti dell’illuminazione”. Nel suo libro bianco “La luce giusta”, il Trust afferma che questo nuovo atteggiamento è solo in parte guidato dalla legislazione, con la buona volontà del” crescente apprezzamento pubblico del ruolo che una buona illuminazione può svolgere nel miglioramento delle loro case ” che fornisce il resto del cambiamento del mercato.

La realtà è che industriale e domestico stanno solo ora seriamente iniziando a subire un cambiamento di passo, spinti dal desiderio di introdurre gradualmente tecnologie emergenti ad alta efficienza energetica come i LED a scapito delle lampade a incandescenza e, ora, anche alogene e fluorescenti compatte.

Oggi, nonostante il suo prolungato braccio di ferro sui negoziati sulla Brexit, la Gran Bretagna è ancora membro dell’Unione Europea e ci troviamo di fronte a quello che i media hanno scelto di descrivere come un “divieto di lampadine”, con i quotidiani più eccitabili che riportano regolarmente sullo stoccaggio pubblico (in gran parte inesistente) di lampadine a incandescenza come L’obiezione non è chiara, a parte una vaga sensazione che l’illuminazione a LED non sia “calda” come l’incandescenza. Questo “divieto di lampadine” è in realtà un insieme di progetti di regolamenti europei sull’efficienza che vedranno la rimozione di alogeni al tungsteno e CFL come fonti di luce entro il 2020.

Nell’ambito della revisione delle sue leggi sulla progettazione ecocompatibile, l’UE ha pubblicato la necessità che le sorgenti luminose sostitutive abbiano un requisito minimo di efficienza di 85 lumen per watt e una potenza massima in standby di 0,5 W. I requisiti di progettazione ecocompatibile sono obbligatori per tutte le lampadine standard, lampade fluorescenti e faretti venduti nell’UE. Questi regolamenti stabiliscono requisiti di efficienza energetica e altri fattori come la durata della lampadina, il tempo di riscaldamento e l’etichettatura energetica. Secondo l’UE, ” con un’illuminazione a basso consumo energetico, le bollette dell’elettricità delle famiglie potrebbero diminuire di €25 all’anno. Sostituendo una lampada alogena con un LED, è possibile risparmiare fino a €100 per la durata del prodotto di circa 20 anni. Un’illuminazione efficiente dal punto di vista energetico potrebbe risparmiare energia sufficiente per alimentare 11 milioni di famiglie per un anno ed evitare l’emissione di 12 milioni di tonnellate di CO2 in Europa.”

Tuttavia non tutti sono altrettanto entusiasti dei vantaggi della tecnologia di sostituzione dei LED o dei requisiti di progettazione ecocompatibile, con l’industria dell’intrattenimento che afferma che la direttiva UE suonerà la campana a morto per un’illuminazione drammatica. Udo Künzler, CEO della società tedesca di illuminazione scenica GLP, prevede “l’estinzione per teatri, sale da concerto e altre sezioni delle arti dello spettacolo, dal momento che nessun apparecchio al tungsteno e molti apparecchi di intrattenimento basati su LED non sembrano soddisfare questi requisiti”.

Al fine di proteggere l’industria dell’illuminazione professionale, spera di “riuscire a convincere la Commissione europea a ratificare un’eccezione per il nostro settore. Non c’è tempo da perdere. Dobbiamo agire come un’industria unita per evitare che queste proposte vengano sancite dalla legge”.