La storia della nascita e della trasformazione dei fari per auto è ricca di dettagli e momenti interessanti. I fari per auto hanno fatto molta strada per ottenere un look moderno. Proviamo a ripercorrerla, tracciando le principali tappe dello sviluppo dell’illuminazione per auto.
Sviluppo storico dell’illuminazione automobilistica
I prototipi delle prime automobili (“carrozze semoventi”) non avevano fari, perché si muovevano solo durante le ore diurne. Quando apparvero le prime automobili, utilizzavano le lampade più primitive: a cherosene, a olio e poi ad acetilene (dal 1896). L’utilizzo di queste ultime era molto laborioso: per accendere il fanale bisognava aprire la valvola di alimentazione dell’acetilene, poi i tappi di vetro dei fanali stessi e, infine, accendere una torcia con un fiammifero. Allo stesso tempo, l’acetilene veniva prodotto in viaggio in un serbatoio separato, diviso in due sezioni, che era necessario riempire con carburo di calcio e versare acqua prima del viaggio. Nel 1908, Sally Windmüller della WMI ideò un nuovo principio di funzionamento delle torce ad acetilene. Il riflettore e le lenti stabiliscono la direzione della luce: la torcia inizia a brillare in avanti, non intorno. In questo modo la visibilità si decuplicava, fino a 300 metri.
Nel 1912, al posto della fiamma libera fu inserita una lampadina elettrica. Su un lato fu collocato un riflettore lucido e sull’altro una lente. La Cadillac Model 30 e la leggendaria Rolls-Royce Silver Ghost furono tra le prime ad avere i fari elettrici di serie. La lampada elettrica a incandescenza era stata inventata nel XIX secolo, ma l’auto aveva bisogno di un generatore di corrente continua. Per questo motivo, a metà degli anni Dieci, i fari a incandescenza apparvero solo sulle auto di alta gamma e solo negli anni Venti iniziarono a essere installati in modo massiccio.
Il riflettore si arrugginì rapidamente perché i fari non erano sigillati ermeticamente. La luce già debole diventava ancora più fioca e, soprattutto, intorno ai fari si formava un alone che accecava le auto in arrivo. Nel 1941 i fari di questo tipo furono vietati.
I fari con fascio anabbagliante/anabbagliante sono comparsi solo negli anni Venti. Prima di allora, a causa delle enormi tolleranze di montaggio, tutte le regolazioni della direzione della luce non avevano senso. Cominciarono a essere prodotti i primi regolatori del fascio luminoso, di diversi tipi: a leva, a cavo, idraulici. Alcuni produttori collocarono la leva del reostato sul pannello frontale. Il conducente poteva regolare la luminosità delle lampade con questa leva. Nel 1919, Bosch introdusse una lampada a due filamenti.
A metà degli anni Cinquanta, l’azienda francese Cibie propose una soluzione rivoluzionaria per quei tempi, utilizzata ancora oggi. L’idea era quella di creare un fascio di luce asimmetrico, in modo che i fari del guidatore brillassero più vicini di quelli del passeggero. Dal 1957, questo tipo di distribuzione della luce è stato inserito in tutti i regolamenti tecnici europei per le auto di serie.
I fari a tenuta ermetica differivano poco dalle lampade domestiche: un filamento di tungsteno era inserito in un bulbo di vetro riempito con un gas inerte, ma il riflettore era installato proprio all’interno del bulbo. Queste lampade, come le normali lampade domestiche, perdevano gradualmente la loro luminosità, poiché il tungsteno evaporava dal filamento e si depositava sulle pareti del bulbo.
I fari ermetici erano generalmente poco costosi, soprattutto grazie all’unificazione che consentiva di produrre grandi lotti. Venivano prodotti diversi tipi di fari e un approccio standardizzato non consentiva ai progettisti di auto di conferire un aspetto individuale alla vettura.
Nel 1962 Hella ha introdotto la prima lampada alogena per auto. La sua efficienza luminosa è aumentata di una volta e mezza rispetto alle lampade delle generazioni precedenti, la durata di vita è raddoppiata immediatamente, l’emissione di calore è diminuita e la lampada stessa è diventata molto più compatta. Le lampade alogene rimangono tuttora il “gold standard” nel campo dell’illuminazione automobilistica. Inoltre, nel 1961, anche i fari delle auto divennero rettangolari, poiché il diffusore non era la lente, ma il policarbonato. Poteva essere di qualsiasi forma. La forma dell’aria della carrozzeria si semplifica per migliorare la termodinamica dell’auto: i fari di qualsiasi forma, non solo rotonda, si adattano più facilmente al design dell’auto.
Dal 1973, le case automobilistiche hanno iniziato a sostituire le lampade dei fari con lampadine alogene in grandi quantità. Grazie ai moderni sigillanti e alla tecnologia di assemblaggio, i riflettori si corrodevano appena a causa dell’ingresso di umidità all’interno. Il bulbo di quarzo resistente al calore permetteva di mantenere una temperatura molto elevata del filamento, in modo che la composizione cromatica della luce fosse molto più vicina alla luce naturale del giorno. Una temperatura più elevata significava anche che le lampade alogene avevano una maggiore efficienza luminosa per unità di energia assorbita. Una lampada alogena emette luce a una temperatura di 3400 K (la temperatura di colore della luce solare naturale è di circa 6000 K).
D’altra parte, il filamento di tungsteno evaporava più rapidamente a causa dell’aumento della temperatura e, per resistere a questo fenomeno, le lampadine alogene venivano riempite non solo con un gas inerte, ma anche con vapori di bromo o di iodio. L’alogeno entrava in composti con i vapori di tungsteno e, a contatto con un filamento caldo, questi composti si disintegravano nuovamente. Di conseguenza, il tungsteno si depositava nuovamente sullo stesso filamento.
L’avvento della simulazione al computer ha permesso di creare riflettori combinati di forma complessa: con divisione in segmenti, ognuno dei quali focalizza un fascio di luce in modo diverso.
Nel 1993, Opel ha utilizzato per la prima volta una lente in policarbonato plastico su un’auto prodotta in serie (il modello Omega). Ciò migliorò la trasmissione della luce del proiettore e ne ridusse radicalmente il peso totale: quasi un chilogrammo.
Al volgere dei millenni, iniziarono a diffondersi i cosiddetti fari spot, in cui un fascio di luce veniva diretto a destra/sinistra seguendo la corrispondente rotazione del volante. Sulle auto di basso costo, la funzione di illuminazione in curva è assegnata alle luci laterali aggiuntive o ai fendinebbia. I modelli di lusso e compatti utilizzano una versione combinata della luce di curva, in cui le luci laterali si accendono a basse velocità e i fari di svolta ad alte velocità.
Le auto moderne sono dotate di lampade HID (High Intensity Discharge, o lampade allo xeno) e vengono gradualmente sostituite dai LED. Gli ultimi esperti danno per certo il futuro dell’illuminazione automobilistica. Grazie agli evidenti vantaggi (peso ridotto, resistenza alle vibrazioni, lunga durata, bassissimo consumo energetico), è probabile che i LED sostituiscano presto i sistemi HID sul mercato automobilistico.
Il design di una moderna lampada frontale
Le lampade HID non hanno alcun filamento. Al contrario, un arco voltaico ad alta tensione emette luce in un’atmosfera di gas inerte. L’accensione di queste lampade richiede un’alta tensione e un’elevata corrente di avviamento (quando la lampada è già in funzione, consuma molta meno energia e produce più luce di una normale lampada alogena). Inoltre, l’arco elettrico produce un flusso luminoso più uniforme, più facile da focalizzare. Per il funzionamento delle lampade allo xeno, l’accenditore, il lavafari e il regolatore del fascio luminoso devono essere installati sulla vettura.
Tuttavia, la lampada impiega alcuni secondi per accendersi, riscaldarsi e iniziare a produrre la massima potenza. Per questo motivo, in alcune auto le lampade HID vengono utilizzate per gli anabbaglianti, mentre le normali lampade alogene vengono lasciate per gli abbaglianti. Un’opzione alternativa è l’otturatore azionato elettricamente. In questo caso, la lampada allo xeno può avere una distribuzione della luce sia per la modalità anabbagliante che per quella abbagliante.
Il vantaggio principale della lampada allo xeno è la conformità con la luce del giorno: più i fari sono vicini alla luce del giorno, meno gli occhi del conducente si affaticano e si sente più raccolto, più concentrato e più attento sulla strada.
Le prime auto di serie con ottiche a LED sono state, come di consueto, modelli di lusso. Nel 1992, la BMW Serie 3 Cabrio ricevette una luce centrale dei freni a LED, mentre nei primi anni 2000 le luci diurne a LED fecero la loro comparsa sull’Audi A8 W12. E sulla Lexus LS 600h del 2008, per la prima volta al mondo, i gruppi ottici anteriori sono diventati completamente a LED. Le caratteristiche distintive dei LED sono l’efficienza, l’affidabilità, la luminosità, la durata, la compattezza, l’insensibilità agli urti e alle vibrazioni, nonché l’economicità e la maggiore capacità rispetto ai comuni fari.
Non esistono ancora standard per un assemblaggio unificato dei LED. Pertanto, le case automobilistiche devono produrre il design originale per ogni modello, e questo piacere non è economico. Anche i fari a LED sono piuttosto costosi.
I LED sono stati utilizzati per le luci di parcheggio e dei freni per un periodo relativamente lungo. Questa innovazione ha liberato le mani dei progettisti, consentendo loro di creare luci in qualsiasi stile. I fari a LED hanno un design semplice: non necessitano di blocchi aggiuntivi, quindi sono più facili da installare e mantenere. Consumano molta meno energia, riducendo il carico sul sistema di bordo e, di conseguenza, il consumo di carburante. Inoltre, i LED si accendono da 400 a 500 millisecondi più velocemente di una lampada a incandescenza. Non è poco: chi viaggia dietro di voi e parla al cellulare a una velocità di circa cento km/h, avrà un margine di dodici metri per avere il tempo di frenare.
Tuttavia, lo schema di progettazione dei fari è rimasto lo stesso degli anni Venti. Fino ad oggi, i fari sono costituiti da un corpo, un riflettore, un diffusore e una lampada – una fonte di luce:
Sulle concept dei produttori tedeschi, Audi e BMW, i fari laser sono già utilizzati. Audi ha intenzione di dotare di ottiche laser solo i modelli di serie, senza però indicare date precise. BMW offre già fari laser come opzione per l’ibrida sportiva i8. I diodi laser hanno una portata di 500 metri. Uno svantaggio significativo dei fari laser è il loro costo: sono i fari più costosi del momento, almeno 10 mila euro. Con questa cifra si può acquistare una nuova auto economica.
Sulla base dei diodi, gli specialisti di Hella hanno creato un sistema LED a matrice che non acceca: è composto da una telecamera sul parabrezza, un processore, unità elettroniche e LED. La telecamera trasmette le informazioni sul traffico a un’unità di controllo che accende e spegne i LED separati. Ad esempio, se la telecamera vede un veicolo in arrivo, l’unità di controllo spegne il modulo che illumina questo tratto di strada. In questo modo la luce in arrivo non acceca nessuno.
La soluzione integrata con l’introduzione di un display LCD nella progettazione dei fari a LED apre nuove direzioni nello sviluppo della tecnologia di illuminazione automobilistica. Un prototipo di “fari LCD intelligenti” è stato installato sulla Porsche Panamera.
La qualità e le condizioni dei fari dell’auto non sono meno importanti per la sicurezza dell’auto rispetto al funzionamento degli altri meccanismi. Ma a prescindere dal tipo di fari dell’auto, non ci si può sedere al volante se non ci sono i permessi. Il principale documento di questo tipo è la patente di guida. Meglio se di tipo internazionale. Non ce l’avete ancora? Non preoccupatevi, l’elaborazione di tale patente è possibile direttamente sul nostro sito web. Risparmiate tempo e denaro: richiedete subito una patente di guida internazionale!
