Perché la luce LED non si misura in watt?

La tecnologia LED ci costringe a mettere in discussione alcune nostre abitudini. Vediamo ad esempio perchè la luce LED non si misura in watt.

Il LED è una sorgente luminosa che diventa ogni giorno più popolare in quanto consente di realizzare illuminatori piccoli, leggeri e persino alimentabili a batteria, in grado di essere impiegati dentro e fuori lo studio. Questa nuova tecnologia, tuttavia, ci costringe anche a ripensare al nostro modo di misurare la potenza della luce. Per decenni abbiamo utilizzato il valore in watt come indicatore della luminosità di una sorgente luminosa. Ciò in realtà rappresentava un errore anche prima dell’arrivo del LED, ma con le lampadine “poteva funzionare”. Con il LED no. Vediamo quindi perché la luce LED non si misura in watt.

Watt e potenza

I watt non sono una misurazione diretta della quantità di luce emessa da una sorgente luminosa, bensì sono indice del suo consumo di energia elettrica. Prendendo in considerazione sorgenti basate sulla medesima tecnologia, com’era nel caso delle comuni lampadine, il watt “poteva funzionare” in quanto il rapporto fra assorbimento e la luce emessa era stabile. In poche parole, una lampadina da 100w fa/faceva circa il doppio di luce di una da 50w.
Nel momento in cui, però, iniziamo a confrontare illuminatori basati su tecnologie differenti, ci accorgiamo che non è più possibile affidarci ai watt.
Al variare della tecnologia, infatti, varia il rapporto di conversione fra la potenza assorbita (watt) e la luce restituita.

Prendendo in considerazione LED e lampadine è risaputo che queste ultime trasformano buona parte della potenza assorbita in calore, oltre che in luce. I LED, al contrario, sono più efficienti e a parità di potenza assorbita avremo più luce e meno calore. Ecco che quindi un LED ed una lampadina entrambi da 40w di assorbimento emetteranno una quantità di luce ben diversa.
Per proseguire nei nostri confronti, quindi, non resta che passare a misurare la reale emissione luminosa.

La luminosità è questione di lux e lumen.

Il lumen (simbolo lm) è l’unità di misura del Sistema Internazionale per la misura del flusso luminoso emesso da una sorgente con un dato angolo. Letteralmente è “il flusso emesso da una sorgente di luce isotropa con intensità luminosa di 1 candela per ogni angolo solido di 1 steradiante”… ma per maggiori informazioni vi rimando a Wikipedia!
Il lux è invece un’unità di misura derivata del Sistema Internazionale per la misura del livello di illuminazione. In poche parole definisce la luminosità sul soggetto illuminato.

Lux e lumen sono fra loro legati:
un flusso di 1 lm su un’area di 1 metro quadrato corrisponde ad 1 lux.

Se lo stesso lumen fosse concentrato su un solo centimetro quadrato, la misura sarebbe di 10000 lux.
Da ciò capiamo due cose. La prima è che con il valore di lumen possiamo misurare la quantità di luce emessa da una sorgente luminosa, a prescindere dalla sua tecnologia. La seconda è che il solo valore in lumen non è sufficiente per darci indicazione del livello di illuminazione che la nostra sorgente potrà generare sul soggetto. Affinché ciò sia possibile, infatti, dovremmo conoscere anche l’angolo di irraggiamento per derivarne l’area della superficie illuminata.
Il problema non è nuovo: accade anche con i flash, la cui potenza può essere espressa con il valore assoluto dei watt secondo (Ws) o Joule, ma quello che il fotografo vuole conoscere è il “numero guida”, ovvero l’indicazione del diaframma che può utilizzare ad una certa distanza e con una certa sensibilità.
Va da se che la stessa emissione luminosa concentrata su un’area piccola darà un livello di illuminazione più elevato di quello che fornirebbe “spalmandola” su un’area più grande.

watt, lumen e l’efficienza luminosa

Il rapporto lumen/watt può aiutarci a capire quanto una sorgente sia efficiente dal punto di vista luminoso. Abbiamo già visto come un LED sia ben più efficiente di una lampadina ad incandescenza. Ma proviamo ad osservare da vicino le numerose indicazioni oggi presenti sulle confezioni delle comuni lampadine a LED.

Il primo confronto viene già indicato sulla confezione, dove per la lampada LED da 12W viene suggerita l’equivalenza con una ad incandescenza da ben 100W.
Si tratta di un metodo “empirico” per aiutare chi ha sempre effettuato le scelte basandosi sui watt. In realtà il confronto che ha portato il produttore a dare questa indicazione è stato fatto sull’emissione luminosa, qui indicata in 1521 lumen, comune a una lampada LED da 12W ed una ad incandescenza da 100W.
Possiamo inoltre pensare al rapporto lumen/watt come indice dell’efficienza, da cui deriva che il led è 8,4 volte più efficiente dell’incandescenza, infatti:

Efficienza LED: 1521 lm/12 W = 126,75
Efficienza Incandescenza: 1521 lm/100 W= 15,21

Ciò che la confezione della lampadina non potrà riportare è invece il valore in lux. Quest’ultimo infatti dipenderà dalla distanza e dall’efficienza e direttività del corpo illuminante.

I lux, gli EV e l’esposizione

Per quanto ora più familiari, lux e lumen sono però grandezze che possono risultare poco intuitive a chi i occupa di fotografia. Per calcolare l’esposizione, infatti, viene solitamente utilizzata un’unità di misura “fotografica”: gli EV.
Il concetto di Exposure Value fu sviluppato intorno al 1950 da Friedrich Deckel, con lo scopo di semplificare l’impostazione dei parametri di esposizione sulle fotocamere. Un dato valore EV, infatti, può essere ottenuto con “n” diverse combinazioni dei valori di tempo di posa, apertura di diaframma e sensibilità ISO che manterranno “in equilibrio” il triangolo dell’esposizione.
Rispettando il valore EV, la scelta dei singoli parametri potrà essere effettuata per le loro conseguenze artistiche ed espressive.
Ciò che però può interessarci è che se, da un lato, un determinato valore EV ci fornirà indicazioni sui settaggi da impostare in camera per ottenere una corretta esposizione, dall’altro esso sarà sempre correlato al livello di luminosità presente sulla scena… proprio come i lux!
Ecco che allora, conoscendo il livello di lux fornito da un illuminatore LED (ma non solo) sarà possibile capire il livello di EV e di conseguenza i parametri di esposizione con cui potremo scattare!