Tessuti luminosi a fibre ottiche

Con le fibre ottiche è possibile trasportare le radiazioni luminose a una certa distanza dalla sorgente che le genera. Oggi gli apparecchi di questo tipo si ripropongono in nuove versioni miniaturizzate, a tecnologia LED, con le fibre integrate nel corpo dei tessuti.

Nei comuni apparecchi la luce viene trasferita dalla sorgente (lampada) all’ambiente da illuminare per via diretta, cioè attraverso la loro bocca di emissione, con la riflessione da elementi opachi oppure con la rifrazione da elementi trasparenti o semitrasparenti; gli elementi che vanno a comporre le cosiddette “ottiche”.

Si tratta, in realtà, di una proiezione e non di un vero e proprio trasporto. Invece nei sistemi a fibre, o a condotti ottici, questo trasferimento si realizza attraverso l’immissione di radiazioni all’interno di elementi filiformi – in vetro o in materiale plastico – che hanno uno sviluppo in lunghezza. Il tratto caratteristico del trasporto della luce è dato dalla separazione tra il luogo in cui si producono le radiazioni luminose e il luogo in cui esse vengono rilasciate nello spazio da illuminare. Questi sono i due capi – inizio e termine – di un tipico sistema a condotti ottici. Si definisce, infatti, “sistema” perché il trasporto avviene grazie alla presenza di più elementi – o componenti del sistema – che sono tra loro aggregabili in modo coerente e che costituiscono nell’insieme un’apparecchiatura funzionante. Il luogo della produzione, o della raccolta, e il luogo dell’erogazione sono collegati dai condotti ottici, anch’essi componenti del sistema.

In sintesi, i sistemi a fibre ottiche sono costituiti da tre gruppi di componenti: l’illuminatore (o generatore), i condotti ottici, i terminali ottico-meccanici (Figura 1). L’illuminatore è il cuore o motore del sistema: al suo interno si produce la luce. Le fibre ottiche tracciano i percorsi che la luce segue nel suo cammino. Quando esse sono inserite nella struttura di un tessuto la luce va a interessare tutta la sua superficie da entrambi i lati distribuendosi omogeneamente fino a creare l’effetto di una luminosità diffusa (Figure 2, 3, 4 e 5).

L’evoluzione del sistema

I punti critici di questi dispositivi, nelle loro versioni tradizionali, erano l’ingombro e la modesto rendimento luminoso dell’illuminatore. Ricordiamo che questo rendimento è dato dal rapporto tra il flusso in uscita dall’illuminatore e il flusso erogato dalla lampada. Risultava poi difficoltoso lo smaltimento del calore tanto da rendere spesso necessaria la ventilazione forzata tramite una piccola ventola azionata da un motorino elettrico. Una parte consistente del flusso era disperso sia all’interno dell’illuminatore, sia lungo le fibre.

Utilizzando le sorgenti LED questi limiti sono in parte superati. Si riducono molto gli ingombri e grazie alle piccole dimensioni delle lampade si sfrutta meglio il flusso erogato. Come è ben noto l’efficienza luminosa è elevata e molto lunga è la durata di funzionamento. Le sorgenti LED sono molto più robuste dei tipi tradizionali. Urti e vibrazioni sono ampiamente tollerati. Con la tecnologia optoelettronica gli apparecchi a fibre ottiche possono veramente riproporsi oggi in inedite versioni.

Rimane il problema dei flussi di modesta entità ma anche questo ostacolo può essere superato. E’ possibile, infatti, usare più LED per trasportare luce attraverso fibre raccolte in più fasci (Figura 6). E’ quello che si realizza nei tessuti luminosi dove le fibre in materiale plastico di piccolo diametro (solitamente 0,25 mm o 0,50 mm) sono tessute da speciali telai in ordito insieme a filati sintetici, di cotone, lana o seta.

L’alimentazione elettrica

Data la bassa potenza elettrica assorbita dai LED, il loro alimentatore ha dimensioni e pesi molto contenuti e pertanto tutto il sistema può essere facilmente installato in piccoli vani ben protetti, agevolmente occultabili alla vista. Il “cuore” tecnico del sistema può essere nascosto. Inoltre, quando il tessuto è presente in indumenti, capi di abbigliamento, oppure in oggetti come borse, borsette, valigie ma anche cuscini e tovaglie, al fine di mantenere la loro piena mobilità, si può ricorrere alle soluzioni wireless, eliminando così i cavi di collegamento alla rete elettrica. Per l’alimentazione si usa una piccola batteria ricaricabile con un’autonomia di esercizio di circa un centinaio di ore (Figure 7 e 8).

 

Caratteristiche e impieghi

I tessuti luminosi hanno le stesse proprietà dei normali tessuti (resistenza, leggerezza, aspetto, consistenza al tatto) ma in più, trasportando luce al loro interno, cambiano aspetto, forme e colore, quando i LED sono attivi. Le loro luminosità e colorazioni sono date da una miriade di minuscole incisioni opportunamente distribuite sul corpo delle fibre da cui escono piccole quantità di luce. E’ possibile variare la densità delle fibre nel tessuto e raggrupparle in modo da avere, in una stessa zona, le luci provenienti da due o più LED. Separando quindi le accensioni, gli spegnimenti, le regolazioni e le colorazioni dei flussi generati dai singoli LED, si rendono dinamici gli effetti luminosi. Inoltre, con particolari lavorazioni a telai della tessitura, si può inibire la fuoriuscita di luce da alcune fibre arricchendo così la gamma degli effetti.

Numerosi sono attualmente gli impieghi dei tessuti luminosi a fibre ottiche (Figure x), in particolare nelle componenti di arredo (tendaggi, pannelli decorativi, tovaglie, cuscini) e negli accessori (borse, valigie, contenitori). Ma già ora si profilano ulteriori applicazioni, per esempio nei capi di abbigliamento sportivo, nei prodotti sanitari e a tutela della sicurezza, nella abbigliamento fashion. Come si è visto, le basse potenze elettriche in gioco permettono di realizzare sistemi wireless, senza cavi elettrici di collegamenti alla rete, con batteria ricaricabili piccole e leggere, rendendo così completamente autonomo il tessuto luminoso rispetto al micro-spazio da rischiarare.

Nell’immagine di apertura Figura 1: Apparecchio a fibre ottiche alimentato dalla tensione di rete. Le componenti sono: A illuminatore, B collettore delle fibre ottiche, C fascio delle fibre, D terminali ottici.

 

di Gianni Forcolini, docente di Lighting Design, Politecnico di Milano

Scritto da

The author didnt add any Information to his profile yet

3 commenti su “Tessuti luminosi a fibre ottiche

  1. Salve.
    Sono una studentessa e ho visto il vostro sito su i tessuti in fibra ottica.
    Volevo realizzare un abito con quel tipo di tessuto.. ma ho alcune domande.
    Se io taglio in qualsiasi verso quel tipo di tessuto, la luminosità della fibra ottica si potrebbe spegnere o rovinare?
    E poi lo vendete a metro? E a quanto lo vendete?
    Attendo con ansia una vostra risposta
    Grazie Sara

  2. salve sono interessata all acquisto di una tovaglia a fibre ottiche ,vorrei conoscere le misure e i costi grazie mille

Lascia una risposta

L'indirizzo email non verrà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

News dal Network Tecnico