3.000 lumen bastano per un faro da lavoro? Il dato che comanda davvero sono i lux

Due fari, stesso prezzo: uno dichiara 2.000 lumen, l'altro 3.000. Quello da 3.000 sembra l'acquisto più sicuro.

Costruiamo fari da lavoro per macchine agricole e da costruzione, e il valore in lumen è il primo numero su cui i nostri stessi clienti fanno domande. È anche il numero che meno risponde alla loro domanda. Il nostro catalogo lo dimostra a nostro sfavore: 55 dei nostri fari sono dichiarati da 40 W, e il loro flusso pubblicato va da 2.400 a 4.800 lumen.

Questo articolo spiega che cosa il dato in lumen può e non può dirvi, i valori di illuminamento a cui un cantiere statunitense è davvero tenuto, e l'aritmetica che collega i due. Alla fine dovreste essere in grado di prendere i dati pubblicati di un faro qualsiasi e stabilire se supera il minimo per il lavoro che state illuminando.

La risposta breve: 3.000 lumen bastano per illuminare un'area di lavoro piccola e sono del tutto insufficienti per una grande, e il solo dato in lumen non può dirvi in quale dei due casi vi trovate. Quello che serve sono i lux — luce per metro quadrato sulla superficie su cui state lavorando — e i lux dipendono dal fascio e dalla distanza tanto quanto dal flusso in lumen. Un faro da 3.000 lumen con un fascio concentrato stretto a tre metri può superare senza fatica il minimo OSHA; gli stessi 3.000 lumen diffusi su tutto il raggio di lavoro di una macchina possono non farcela.

Nessuno dei due numeri sulla scatola risolve la questione

Un lumen è la luce totale che esce dal faro in ogni direzione in cui esso emette. Non dice nulla su dove quella luce vada a finire.

Partiamo da che cosa si fanno a vicenda i due numeri stampati sulla scatola. Ecco come si presenta una stessa potenza nominale lungo la nostra gamma:

La dispersione non è uniforme: a 24 W e a 60 W è stretta, a 30 W due fari differiscono di un fattore 2,7. Ma a nessuna potenza il dato in lumen è fissato dalla potenza. L'efficacia luminosa lungo la gamma va da circa 37 lumen per watt (un ricambio sealed beam da 30 W, YW-3301, a 1.100 lm) a 160 (un faro compatto a fascio diffuso da 20 W, YW-0601-20, a 3.200 lm — 20 W non è una delle quattro potenze della tabella qui sopra), perché un faro costruito per entrare in un attacco preciso e un faro costruito per la distanza non sono lo stesso tipo di oggetto. I valori riportati qui provengono dalle voci di catalogo a faro singolo in cui la potenza e il valore in lumen descrivono la stessa cosa: un faro, un'emissione luminosa. Restano fuori due tipi di voce. I kit di conversione dichiarano un valore unico combinato per una coppia di fari. I fari multicolore dichiarano l'emissione di un solo canale a fronte della potenza dell'unità intera. In entrambi i casi i due numeri non misurano lo stesso oggetto. Quindi la potenza non decide i lumen.

Ma nemmeno i lumen decidono la questione, ed è questa la parte che gli acquirenti sbagliano. Un lumen è un totale, e un totale non dice nulla sulla direzione.

Quello che invece cambia tra due fari di pari potenza e pari valore in lumen è l'ottica: se la luce esce come fascio diffuso, concentrato, trapezoidale o di profondità. Questa scelta cambia l'illuminamento sulla vostra superficie di lavoro di un fattore pari a diverse volte, a parità di lumen. Ne parliamo nella nostra voce di glossario sui tipi di fascio, ed è la specifica che dovrebbe fare il lavoro che oggi si chiede al dato in lumen.

I numeri di illuminazione a cui è tenuto un cantiere statunitense

Un requisito federale esiste, e non è scritto in lumen. Alcuni Stati gestiscono piani propri approvati da OSHA e altre sottoparti della Part 1926 portano obblighi di illuminazione propri, quindi verificate che cosa si applica al vostro cantiere — ma è dal minimo federale che parte il ragionamento.

Il 29 CFR 1926.56 prescrive che «le aree di costruzione, le rampe, le piste, i corridoi, gli uffici, le officine e le aree di deposito devono essere illuminati a non meno delle intensità minime di illuminazione elencate nella tabella D-3 mentre è in corso qualsiasi lavorazione». La tabella D-3 recita:

Leggete insieme le prime due righe prima di andare avanti. La norma usa in entrambe una formulazione molto simile: «general construction area lighting» (illuminazione generale delle aree di costruzione) è tenuta a 5 foot-candle, mentre «general construction areas» (aree generali di costruzione) ricompare nella riga da 3 foot-candle accanto a scavi, vie di accesso, piattaforme di carico e manutenzione in campo. È la formulazione della norma stessa, non una contraddizione di questo articolo, ed è il motivo per cui citare un valore unico per «un cantiere» non è sicuro.

Un foot-candle è un lumen per piede quadrato; la colonna dei lux è la stessa grandezza in lumen per metro quadrato, nel rapporto di 10,764 lux per foot-candle.

Leggete la tabella due volte. Ogni valore descrive luce che arriva su un'area. Nessuno di essi descrive luce che esce da un faro. Una norma scritta da persone che dovevano far rispettare qualcosa di misurabile ha scelto la grandezza su cui si può appoggiare uno strumento, alla superficie di lavoro.

È questa la lacuna che ogni guida all'acquisto sull'argomento lascia aperta. Consigliare «da 3.000 a 10.000 lumen per l'edilizia» non è esattamente sbagliato, ma è infalsificabile: non c'è nessuna area allegata, quindi non c'è modo di verificarlo contro l'unico numero che un ispettore possa davvero misurare.

L'aritmetica che lega i due

L'illuminamento è flusso luminoso per unità di area:

lux = lumen ÷ area in metri quadrati

Va usata come limite superiore della media, non come previsione. Presuppone che ogni lumen emesso dal faro cada dentro l'area indicata, distribuito in modo uniforme, senza nulla perso nell'ottica, nella lente o nell'angolo di incidenza. La media su quell'area risulterà inferiore a questo valore; un fascio stretto può naturalmente superarlo sulla macchia che copre davvero, il che è lo stesso discorso sulla direzione visto da un altro lato. Un limite superiore è utile proprio perché un faro che non lo supera non può raggiungere la media nella pratica.

Sviluppata sui nostri fari:

Guardate le prime due righe prima di ogni altra cosa. Entrambi i fari sono dichiarati da 30 W. Sugli stessi 100 metri quadrati uno arriva a 11 lux e l'altro a 30: nessuno dei due supera il minimo, ma non sono lontanamente lo stesso faro, e la potenza stampata sulla scatola è identica. Più in basso, il faro da 18 W è generoso sui 25 metri quadrati della sua riga; distribuite gli stessi 1.440 lumen sui 100 metri quadrati delle righe sopra di essa e il limite superiore scende a 14 lux, ben sotto il minimo. Il faro da 580 W dell'ultima riga è il caso speculare: generoso sui 1.000 metri quadrati per cui è riportato, e sprecato sui 25 metri quadrati della riga più sopra, dove i suoi 46.400 lumen porterebbero il limite superiore a circa 1.856 lux su una superficie che ne richiede 32. Niente di tutto questo è visibile finché non attaccate un'area al dato.

È anche per questo che la domanda cambia forma appena la si pone come si deve. «Quanti lumen mi servono» non ha risposta. «Quanti metri quadrati devo tenere a 3 foot-candle» ne ha una, e porta direttamente a un numero di fari.

Che cosa cambia quando confrontate due offerte

Tre conseguenze pratiche.

Stessa potenza, stessi lumen, faro diverso. Se due fornitori quotano la stessa potenza e lo stesso valore in lumen, non avete ancora saputo quale dei due fari renda di più. Chiedete il tipo di fascio e, se hanno un file fotometrico, la distribuzione in candele. È quello il numero che cambia.

Un valore in lumen più alto può essere l'acquisto peggiore. Mettere quel faro da 580 W su un'area di lavoro di 25 m², come mostra l'aritmetica qui sopra, significa erogare molta più luce di quanta il compito ne richieda, assorbendo corrente che dovete proteggere con un fusibile e generando calore che l'alloggiamento deve smaltire. Adattare il faro all'area costa meno che sovradimensionarlo.

«Lumen effettivi» è un numero diverso dai lumen grezzi. Alcuni fornitori pubblicano la somma dei valori dichiarati dai produttori di LED per il chip nudo; altri pubblicano l'uscita misurata sul faro finito, dopo le perdite ottiche e termiche. I due possono differire di un terzo o più. Spieghiamo la distinzione nella nostra voce su lumen grezzi e lumen effettivi. Se un'offerta non dice di quale dei due si tratti, è la prima domanda da porre.

Che cosa chiedere invece

Una specifica verificabile ha tre parti, non una:

L'area e l'obiettivo. «Tenere 54 lux su tutto il piazzale da 30 m per 20 m» si verifica con un luxmetro. «Abbastanza luminoso» no.

Il tipo di fascio per ogni posizione. Diffuso per il lavoro ravvicinato attorno alla macchina, concentrato o di profondità per la distanza, trapezoidale dove una macchia rettangolare si adatta al compito meglio di un cerchio.

Le prove. Un file fotometrico, se il fornitore ne ha uno, oppure come minimo una dichiarazione che precisi se il dato in lumen è grezzo o misurato sul faro finito.

I nostri fari da lavoro sono dichiarati 9–32 V DC, quindi un solo faro copre sia gli impianti a 12 V sia quelli a 24 V e la conversazione sulle specifiche resta sull'ottica invece che sulle varianti elettriche.

Domande frequenti

3.000 lumen sono tanti per un faro da lavoro?

Per un singolo faro montato su macchina è un valore di fascia media, ma notate che alla domanda non si può rispondere nell'unità in cui è stata posta. Se 3.000 lumen bastino dipende dall'area che state illuminando. Distribuiti su 25 metri quadrati superano comodamente il minimo OSHA di 3 foot-candle; distribuiti su 100 metri quadrati non ci arrivano nemmeno prima delle perdite ottiche.

Quanti lumen mi servono per un faro da lavoro?

Senza un'area, a questa domanda non c'è risposta in lumen. Stabilite l'area da illuminare e l'illuminamento da tenere — secondo il 29 CFR 1926.56 sono 5 foot-candle per l'illuminazione generale delle aree di costruzione e 3 per scavi, vie di accesso, piattaforme di carico e aree di manutenzione in campo — poi dividete. Il risultato dice quanti lumen in totale devono erogare tutti i fari insieme, il che di solito significa un numero di fari invece di un solo faro più grande.

2.000 lumen bastano per un faro da lavoro?

Su un'area di lavoro piccola, sì. Un faro da 2.000 lumen distribuito su 25 metri quadrati dà un limite superiore di 80 lux, ben oltre i 32 lux che corrispondono a 3 foot-candle. Su un'area di 100 metri quadrati lo stesso faro dà un limite superiore di 20 lux, che è sotto il minimo.

Un valore in lumen più alto significa un'area di lavoro più illuminata?

Non in modo affidabile. Due fari con lo stesso valore in lumen ma tipi di fascio diversi mettono illuminamenti molto diversi sulla stessa superficie, perché uno concentra la propria uscita e l'altro la distribuisce. Più lumen con un fascio più largo possono lasciarvi meno luce sul compito rispetto a meno lumen con un fascio adatto alla distanza.

Attaccateci un'area

Prima della prossima offerta, scrivete due numeri: l'area di lavoro in metri quadrati e l'illuminamento che dovete tenere su di essa. Tutto il resto — numero di fari, potenza, tipo di fascio, se 3.000 lumen bastino — discende da quei due e si può verificare dopo con uno strumento.

Se volete l'aritmetica applicata alle vostre macchine, inviateci con la richiesta le posizioni e le distanze di lavoro e vi risponderemo con un numero di fari invece che con un valore in lumen. Partite dalla gamma di fari da lavoro a LED, oppure dalla gamma per servizio pesante se i fari vedranno lavaggio a pressione e vibrazioni prolungate.

Prossimo articolo: Fari LED per macchine pesanti: quali dati sono confrontabili tratta gli altri valori di una scheda tecnica e quali di essi si possano davvero confrontare tra fornitori.

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