Il problema termico nei LED di potenza

La giunzione di un LED di potenza converte in luce solo il 35–50% dell'energia elettrica assorbita: il resto è calore generato direttamente nella giunzione (Tj). Ogni 10 °C di aumento di Tj sopra il valore nominale (tipicamente 85 °C) dimezza la vita utile dell'apparecchio e accelera il decadimento del flusso luminoso (L90 → L80 → L70).

Un buon sistema di dissipazione passiva è quindi il fattore più impattante sulla durata reale di un apparecchio LED, più della qualità del chip stesso.

Alluminio pressofuso: pro e contro

L'alluminio pressofuso (lega EN AC-46100 / 47100) è lo standard storico per i corpi LED outdoor:

- Conducibilità termica: 96–120 W/m·K - Densità: 2,68 g/cm³ - Footprint CO2 (primary aluminium, average global): ~16,7 kg CO2-eq per kg di lega (fonte: International Aluminium Institute, dato 2022) - Pro: bassa materia prima, processo industriale maturo. - Contro: peso elevato sui pali, ossidazione superficiale (necessita verniciatura ciclica), bassa emissività superficiale (~0,2 grezza), richiede alette molto sviluppate.

Grafite solida Lumeitalia: i numeri

La grafite solida usata da Mya Tech (tecnologia proprietaria, brevetto Lumeitalia) è un composto sinterizzato:

- Conducibilità termica nel piano: 400–500 W/m·K (3–4 volte l'alluminio) - Densità: 1,7–1,8 g/cm³ (35% in meno dell'alluminio) - Emissività superficiale: 0,85–0,95 (vs 0,2 dell'alluminio non trattato) - CO2 di processo dichiarata: riduzione fino al 90% rispetto al ciclo dell'alluminio primario - Comportamento termico: dissipazione anisotropa nel piano che porta il calore lontano dalla giunzione molto più velocemente, riducendo l'hot-spot puntuale sul LED.

Impatto reale sulla vita utile L90

In condizioni di test LM-80 + TM-21, gli apparecchi Lumeitalia in grafite solida mantengono L90 a 100.000 ore in condizioni nominali (Ta = 25 °C, alimentazione driver standard). Lo stesso chip LED, montato su corpo in alluminio con identica massa, raggiunge tipicamente L90 a 60.000–70.000 ore per via di una Tj media superiore di 8–12 °C.

Tradotto in esercizio reale di illuminazione pubblica (≈ 4.100 h/anno), significa oltre 24 anni di flusso garantito ≥ 90% contro 14–17 anni di un equivalente in alluminio.

Peso, pali e sismica

La densità ridotta della grafite solida abbassa il peso medio di un apparecchio stradale 100W da 6,5–7 kg (alluminio) a 3,8–4,2 kg. Conseguenze:

- Sui pali esistenti consente di sostituire armature obsolete senza verifica strutturale aggiuntiva (rilevante in zone sismiche 1-2). - Riduce il momento ribaltante alla base di pali alti (>10 m) di circa il 35%. - Abbassa la spesa logistica e l'impronta CO2 di trasporto del 25–30%.

Sostenibilità e fine vita

La grafite solida è riciclabile al 100% in circuito chiuso. Lumeitalia applica il programma Re.Value: ritiro gratuito degli apparecchi fine vita, separazione dei materiali e re-immissione della grafite nel ciclo produttivo. La carbon footprint di un apparecchio Europa20 100W certificata EPD è di circa 18 kg CO2-eq contro i ~58 kg CO2-eq medi di un equivalente outdoor in alluminio primario.

Domande frequenti

La grafite solida è fragile come la grafite tradizionale?

No. È un composto sinterizzato con matrice termo-resistente: classe di resistenza meccanica IK09–IK10 verificata su tutti gli apparecchi outdoor Lumeitalia, equivalente o superiore all'alluminio.

Come si comporta in ambiente marino?

Meglio dell'alluminio. La grafite non subisce corrosione galvanica, mentre l'alluminio in classe C5-M richiede trattamenti aggiuntivi. Le installazioni costiere Lumeitalia non mostrano degrado superficiale dopo 8 anni di esercizio.

La conducibilità di 400 W/m·K è confrontabile con il rame?

Sì: il rame puro è a 400 W/m·K e la grafite anisotropa nel piano si avvicina o supera questo valore, con la differenza di pesare un quarto del rame.

L'apparecchio in grafite costa di più?

Il costo iniziale è leggermente superiore (5–10%), ma il TCO a 10 anni è inferiore del 20–30% grazie a minori interventi di manutenzione, minor decadimento del flusso e nessuna verniciatura ciclica.

Esiste una norma che riconosce la grafite per uso illuminotecnico?

Sì: le norme EN 60598 e EN 62722 valutano gli apparecchi sui parametri prestazionali (Tc, IP, IK, ENEC) indipendentemente dal materiale. Tutti gli apparecchi Lumeitalia in grafite sono ENEC e CE certificati.