In un museo la luce non è solo un fatto di visibilità: è un reagente. Ogni fotone che colpisce un pigmento, una fibra o un inchiostro porta energia, e parte di quell'energia rompe legami chimici. Il processo è cumulativo e irreversibile: un acquerello sbiadito non torna indietro. Per questo la domanda giusta non è quanto è luminosa la sala, ma quanta luce ha ricevuto quell'opera da quando è esposta, e con che spettro.
Questa pagina mette in fila i tre numeri che governano la faccenda — illuminamento, dose e danno per lumen — e spiega come si scrivono in un capitolato in modo che siano verificabili e non opinabili.
1. Quanti lux: le categorie di sensibilità
Il limite non dipende dal tipo di sala ma dal materiale esposto. La CIE 157 (Control of damage to museum objects by optical radiation) e la UNI 10829 italiana classificano i materiali in quattro categorie di sensibilità, ciascuna con un illuminamento massimo e un budget annuo di esposizione. Lo stesso impianto è ripreso dalla norma europea UNI EN 16163:2025, che governa la scelta dell'illuminazione per le esposizioni al chiuso ed è oggi il riferimento da citare in capitolato accanto alla UNI 10829.
| Categoria | Materiali | Lux max | Dose annua (lx·h) |
|---|---|---|---|
| 1 — insensibile | pietra, metallo, ceramica, vetro, smalto | nessun limite | nessun limite |
| 2 — bassa | olio e tempera, legno, avorio, osso, corno, pellicce | 200 | 600.000 |
| 3 — media | tessuti, acquerelli, stampe, disegni, cuoio colorato | 50 | 150.000 |
| 4 — alta | seta, giornali, coloranti fuggitivi, alcuni inchiostri | 50 | 15.000 |
Si noti che le categorie 3 e 4 hanno lo stesso limite di illuminamento ma budget annui che differiscono di dieci volte. È la prova che il valore in lux, da solo, non descrive il rischio: descrive solo l'istante.
2. La dose: il numero che conta davvero
La dose è il prodotto dell'illuminamento per il tempo di esposizione, e si misura in lux·ora. È il conto che il conservatore deve tenere, non il valore di picco.
Un esempio concreto. Un disegno esposto a 50 lux, in un museo aperto 8 ore al giorno per 300 giorni:
- se è categoria 3 (budget 150.000 lx·h) sta dentro, con poco margine;
- se è categoria 4 (budget 15.000 lx·h) è otto volte oltre: quel disegno può stare in vetrina circa 37 giorni all'anno, non 300.
Da qui discendono le tre leve del conservatore, in ordine di efficacia: ridurre le ore (rotazione degli originali, accensione a presenza), ridurre i lux, e — la leva che quasi nessuno usa — cambiare lo spettro a parità di lux.
3. Il danno per lumen: perché lo spettro cambia tutto
Non tutte le lunghezze d'onda danneggiano allo stesso modo. L'energia di un fotone cresce al diminuire della lunghezza d'onda, e con essa la capacità di rompere legami. La CIE 157 lo formalizza con una funzione di danno che pesa ogni lunghezza d'onda con un esponenziale decrescente:
Il coefficiente b dipende dal materiale (0,0115 è il valore comunemente usato per i materiali organici). Con questo valore 380 nm danneggia circa sette volte più di 550 nm; per i materiali più sensibili, dove b arriva a 0,0195, il rapporto sale a circa ventotto. Pesando lo spettro dell'apparecchio con questa funzione e dividendo per il flusso luminoso si ottiene il danno per lumen, in mW/lm: è il numero che permette di confrontare due sorgenti diverse a parità di luce percepita.
Cosa cambia fra un LED e l'altro
Un LED bianco tradizionale è un chip blu a 450 nm con sopra un fosforo giallo: lo spettro ha un picco stretto e altissimo proprio dove la funzione di danno inizia a pesare, e un avvallamento nel ciano. Un LED a pompaggio violetto (SunLike, Optisolis e simili) usa un chip a circa 405 nm con un fosforo a banda larga: lo spettro è quasi continuo, molto più vicino a quello solare, e il picco stretto nel blu sparisce — il blu resta, ma distribuito. Il colore ne guadagna molto: Ra sopra 95 e R9 sopra 80, cioè i rossi dei pigmenti tornano quelli che sono.
Quello che si legge spesso — che il pompaggio violetto abbia anche il danno per lumen più basso — non è vero, e i conti lo dicono. Pesando con la funzione della CIE 157 (b = 0,0115, banda 380-780 nm) gli spettri pubblicati dai costruttori si ottiene:
| Sorgente | UV < 400 nm (µW/lm) | Danno per lumen (mW/lm) |
|---|---|---|
| pompa violetto 3000 K, Ra 96 | 4,5 | 0,208 |
| pompa violetto 4000 K, Ra 97 | 4,3 | 0,230 |
| pompa blu 3000 K, Ra 92 | 0,8 | 0,159 |
| pompa blu 4000 K, Ra 94 | 1,0 | 0,200 |
| alogena 3000 K (sola banda 380-780 nm) | 40 | 0,225 |
La tabella dice tre cose. La prima: il pompaggio violetto ha più ultravioletto, cinque o sei volte un LED bianco comune, e resta comunque quasi un ordine di grandezza sotto l'alogena. La seconda: a parità di temperatura di colore il suo danno per lumen è più alto, di circa il trenta per cento — uno spettro continuo ad alta resa mette più energia nel violetto-blu per ogni lumen che produce, e la fedeltà del colore si paga, un poco, in danno. La terza, che conta più delle altre due: fra i due chip il divario è del trenta per cento, fra 200 lux e 50 lux è del trecento. Il progetto si gioca sulla dose e sulle ore, non sulla marca del LED; il chip si sceglie per il colore, sapendo quanto costa.
Vale la pena dire con onestà che nessuna sorgente ha danno zero: la luce visibile danneggia comunque. Uno spettro migliore sposta il rapporto fra quanto si vede e quanto si consuma; non lo annulla. L'unico modo per non danneggiare un'opera è non illuminarla.
4. Ultravioletto e infrarosso
UV. La frase corrente — «il LED non emette ultravioletto» — è una semplificazione e non va usata come garanzia. Alla lettera non è vera per nessun LED bianco: anche a pompa blu, con il chip a 450 nm, sotto i 400 nm resta una coda — poca, sotto 1 µW/lm sugli spettri di catalogo, e su un bianco freddo di più — ma non nulla. È tanto più falsa per i LED ad altissima resa cromatica a pompa violetto, dove il chip sta a 405-415 nm, cioè al confine con l'UV-A, e la coda dello spettro scende sotto i 400 nm su valori di 4-6 µW/lm. Resta un'emissione bassa rispetto a un'alogena non filtrata o a una fluorescente, che ne producono davvero e richiedono filtri soggetti a invecchiamento, ma è una quantità da verificare, non da dare per nulla.
Il punto non è negare quella coda: è misurarla. Il parametro d'uso è il contenuto ultravioletto in µW/lm, e il riferimento museale classico è 75 µW/lm sul piano dell'opera. Sugli spettri di catalogo un LED a pompa violetto da alta resa sta fra 4 e 6 µW/lm, un LED bianco comune sotto 1, un'alogena non filtrata oltre 40 nella sola banda 380-400 nm: il pompa violetto è quindi molto dentro il riferimento, ma non è «senza UV», e chi lo scrive nel proprio catalogo sta dichiarando un dato che non ha. Dove il materiale è di categoria 4 si aggiunge un filtro di taglio a 400 nm — sul nostro conto porta l'ultravioletto da 4,5 a 1,0 µW/lm lasciando la resa cromatica dov'era — oppure si torna alla pompa blu: è una scelta di progetto, non una dichiarazione. Con una avvertenza da dire fino in fondo: il filtro toglie l'ultravioletto, non il danno, perché il danno per lumen lo fa quasi tutto la luce visibile.
IR. L'infrarosso non sbiadisce, ma riscalda: crea gradienti termici e cicli di umidità relativa nella teca, che su legno, avorio, pergamena e tavole dipinte producono fessurazioni e distacchi. Un LED emette poco IR verso l'opera, ma il calore c'è ed esce dal dissipatore: in una teca chiusa il problema non è la radiazione, è il corpo illuminante che scalda l'aria dentro. Per questo il posizionamento del driver fuori dalla teca e il controllo della temperatura interna contano quanto lo spettro.
5. Colore: CRI non basta
| Indice | Cosa misura | Limite | Valore utile in museo |
|---|---|---|---|
| Ra (CRI) | media su 8 colori tenui | ignora i saturi | > 95 |
| R9 | rosso saturo | non entra nella media Ra | > 90 |
| R12 | blu saturo | spesso il più basso | > 70 |
| Rf (TM-30) | fedeltà su 99 campioni | — | > 90 |
| Rg (TM-30) | saturazione media | — | 98 – 102 |
Un apparecchio con Ra 90 e R9 vicino a zero è perfettamente possibile, ed è il caso tipico del LED economico: la media resta alta perché gli otto campioni sono tenui, ma il rosso di lacca, la porpora e le carnagioni si spengono. In un museo d'arte è un difetto grave, perché falsa la lettura dell'opera. Per questo la verifica seria si fa sui pigmenti reali — le librerie di riflettanze spettrali di pigmenti storici permettono di calcolare il ΔE fra come appare l'opera sotto una sorgente e come apparirebbe sotto il riferimento.
Temperatura di colore
In ambito museale lo standard di fatto è 3000 K, con 2700 K per gli ambienti storici e le fonti a fiamma ricostruite. Sopra i 4000 K la componente blu cresce, e con essa il danno per lumen. Non è un dettaglio: preso lo stesso chip nelle due versioni, il bianco freddo intorno a 6000 K arriva a circa il 60% di danno per lumen in più rispetto alla versione a 3000 K, e sul freddo la sola banda 420-480 nm porta quasi il 60% del danno totale. La temperatura di colore pesa quindi più del tipo di pompaggio: il bianco freddo in museo si giustifica solo su materiali insensibili.
6. Come si verifica in sala
- Illuminamento sul piano dell'opera, non a pavimento né a un metro: luxmetro posizionato sul punto più illuminato della superficie esposta.
- Uniformità nella teca: il rapporto fra minimo e massimo dice se un punto sta accumulando dose molto più in fretta del resto.
- Spettro misurato dell'apparecchio installato, non del datasheet: il vetro della teca, i filtri e il decadimento cambiano il risultato.
- Ore di accensione registrate, non stimate. È il fattore che moltiplica tutto il resto ed è l'unico su cui si può intervenire senza toccare l'allestimento.
- Temperatura e umidità dentro la teca, correlate all'accensione.
7. Cosa scrivere in un capitolato
Le gare museali si vincono sull'offerta tecnica, spesso con criteri 70/30. Ma un requisito scritto come "illuminazione a LED di alta qualità con ottimo indice di resa cromatica" non è verificabile e non assegna punti a nessuno. Le voci che funzionano sono numeriche:
- spettro misurato allegato in formato numerico (lunghezza d'onda / irradianza relativa), passo ≤ 5 nm;
- danno per lumen dichiarato secondo CIE 157, con il coefficiente b usato;
- Ra ≥ 95, R9 ≥ 90, tolleranza cromatica entro 3 SDCM;
- contenuto ultravioletto sotto 400 nm dichiarato in µW/lm sul piano dell'opera (riferimento ≤ 75 µW/lm) e irradianza oltre 700 nm dichiarata in mW/lm;
- illuminamento massimo per categoria di materiale secondo CIE 157 / UNI 10829;
- budget annuo di dose in lx·h e modalità di registrazione dell'esposizione;
- regolazione da 1 % a 100 % senza deriva di temperatura di colore;
- dichiarazione del calore dissipato all'interno della teca.
Scritte così, le voci si confrontano: chi non ha i numeri non può dichiararli, e la commissione ha un criterio oggettivo per assegnare i punti.
8. Domande frequenti
Dipende dalla sensibilita del materiale, non dal tipo di sala. Le quattro categorie della CIE 157 vanno da nessun limite per pietra, metallo, ceramica e vetro, a 50 lux per seta, carta di giornale e coloranti fuggitivi, con 200 lux per oli, tempere e legno e 50 lux per tessuti, acquerelli, stampe e cuoio colorato. Il limite in lux da solo non basta: conta la dose annua.
La dose e l'illuminamento moltiplicato per il tempo di esposizione e si misura in lux ora. Un'opera illuminata a 50 lux per otto ore al giorno, trecento giorni all'anno, riceve 50 x 8 x 300 = 120.000 lux ora all'anno. Per la categoria 3 della CIE 157, che ammette 150.000 lux ora all'anno, e ancora dentro; per la categoria 4, che ne ammette 15.000, e otto volte oltre il budget.
Perche il danno non dipende dai lux ma dallo spettro. La funzione di danno della CIE 157 pesa ogni lunghezza d'onda con un esponenziale che cresce verso il violetto e l'ultravioletto: la stessa quantita di luce visibile, se e ricca di blu e violetto, produce piu danno. Il numero che li distingue e il danno per lumen, espresso in milliwatt per lumen.
La domanda giusta non e se emetta ultravioletto si o no: la frase "il LED non emette ultravioletto" e imprecisa e non va usata come garanzia. Nessun LED bianco emette zero sotto i 400 nm: quello con pompa blu a 450 nm ci sta sotto 1 microwatt per lumen sugli spettri di catalogo, poco ma non nulla, e in cambio concentra il picco dominante di tutto lo spettro a 450 nm, dove la funzione di danno pesa ancora molto; un LED ad altissima resa cromatica con pompa violetto a 405-415 nm ha il picco al bordo dell'ultravioletto e una coda sotto i 400 nm, ma su una frazione di potenza molto piccola, perche quasi tutta la luce viene riemessa dal fosforo a banda larga. Il confronto si fa sull'integrale: la funzione di danno della CIE 157 vale exp(-b(lambda-300)) con b fra 0,0115 e 0,0195 al nanometro, quindi un watt a 405 nm pesa fra 1,7 e 2,4 volte un watt a 450 nm, non mille volte. Pesando gli spettri pubblicati dai costruttori sulla banda 380-780 nm con b uguale a 0,0115 si ottiene, a parita di temperatura di colore, un contenuto sotto i 400 nm di circa 4,5 microwatt per lumen per il pompa violetto contro 0,8 di un LED bianco comune e circa 40 di un'alogena non filtrata, e un danno per lumen di 0,208 milliwatt per lumen contro 0,159: il pompa violetto ha quindi piu ultravioletto e circa il trenta per cento di danno per lumen in piu, in cambio di Ra 96 e R9 sopra 80. Sono spettri di catalogo, non misure dell'apparecchio finito. Il confronto fra chip vale il trenta per cento, mentre fra 200 e 50 lux si gioca il trecento: il progetto si decide sulla dose e sulle ore. Quello che va chiesto e il danno per lumen calcolato sullo spettro dell'apparecchio e il contenuto ultravioletto in microwatt per lumen, il cui riferimento museale classico e 75 microwatt per lumen; per i materiali piu sensibili si aggiunge un filtro di taglio a 400 nm, che porta l'ultravioletto da 4,5 a 1,0 microwatt per lumen senza toccare la resa cromatica, o si sceglie la pompa blu.
Il CRI o Ra e una media su otto colori tenui e non dice quasi nulla sui rossi saturi. R9 e l'indice del rosso saturo, il colore su cui i LED economici crollano: un apparecchio puo avere Ra 90 e R9 vicino a zero, e in quel caso una carnagione o un rosso di lacca appaiono spenti. Rf e Rg del sistema TM-30 misurano la fedelta media e la saturazione media su 99 campioni e sono molto piu affidabili. Per il museale ha senso chiedere Ra maggiore di 95 e R9 maggiore di 90.
Requisiti verificabili, non aggettivi. Spettro misurato allegato in formato numerico, danno per lumen dichiarato secondo CIE 157, Ra e R9 minimi, contenuto ultravioletto sotto i 400 nm dichiarato in microwatt per lumen sul piano dell'opera e irradianza oltre i 700 nm dichiarata in milliwatt per lumen, illuminamento massimo per categoria di materiale, budget annuo di dose in lux ora e modalita di registrazione dell'esposizione. Cosi il confronto fra offerte diventa tecnico e non solo di prezzo.
9. Dalla norma al progetto
Messi in fila, quei numeri dicono che tenere un'opera sotto il limite non è un problema di potenza ma di tre scelte in sequenza:
- lo spettro, che decide quanto danno porta ogni lumen: fra un 3000 K e un bianco freddo, a parità di lux, ballano circa il 60%, mentre l'alta resa cromatica costa il 25-30% e va dichiarata, non promessa;
- il fascio, che decide dove finiscono quei lumen: un'ottica sagomata sul perimetro dell'opera evita di spendere dose sul fondo e sui bordi della teca, e permette di rientrare nel budget annuo senza abbassare la leggibilità;
- la registrazione, che trasforma il budget da previsione in dato: lux e ore misurati in teca e archiviati sono l'unico modo per dimostrare, a distanza di anni, quanta dose ha ricevuto l'opera.
Sono anche le tre voci che, scritte come prestazioni, rendono confrontabili le offerte in una gara con criterio tecnico prevalente.
Come lo facciamo noi
Spettro, fascio e registrazione non sono tre accessori: sono i tre punti su cui un apparecchio si giudica. ACSE li affronta con tre pezzi che lavorano insieme.
SKILL — La dose smette di essere una stima.
Sonda di illuminamento in teca, memoria non volatile e scarico dei dati: lux, ore di accensione e dose accumulata in lx·h restano registrati. Il budget annuo diventa un documento, non una previsione, e in una relazione di conservazione si allega.
Ottica Free Form — I lumen finiscono sull'opera, non intorno.
Il riflettore è calcolato sul perimetro da illuminare. La luce che non serve non viene emessa: a parità di lux sull'opera si spende meno dose sul fondo e sui bordi della teca, e rientrare nel budget diventa possibile senza abbassare la resa visiva.
Selezione di chip a spettro controllato — Il numero si dichiara, non si promette.
Il LED non lo prendiamo dal catalogo: lo scegliamo sullo spettro. Pompaggio violetto a ~405 nm con fosforo a banda larga, nessun picco stretto nel blu a 450 nm, Ra > 95 e R9 > 90, binning ristretto sulla temperatura di colore. Lo spettro dell'apparecchio consegnato si dichiara, non si promette, e con esso i due numeri che contano: il danno per lumen secondo CIE 157 e il contenuto sotto i 400 nm in microwatt per lumen — riferimento museale 75 µW/lm, con il pompaggio violetto intorno a 4-6. Diciamo anche il rovescio, perché è il modo in cui si lavora con un conservatore: quella resa cromatica costa circa il trenta per cento di danno per lumen rispetto a un chip a pompa blu, e dove il materiale è di categoria 4 si monta il filtro di taglio a 400 nm o si sceglie la pompa blu. La selezione non riguarda un modello: si applica a quasi tutta la gamma, dal faretto da teca al proiettore da binario.