Il tratto d’asse lungo cui l’illuminamento resta sopra una soglia
La profondità di illuminamento è una distanza, non un livello di luce. Dice lungo quanta parte dell’asse del fascio, sopra e sotto il punto di riferimento, l’illuminamento si mantiene almeno a una frazione fissata di quello misurato al centro del campo luminoso. Si esprime in millimetri o in centimetri, ed è un parametro dei corpi illuminanti per uso chirurgico e per diagnosi.
Serve a descrivere una cosa che il solo valore in lux non dice. Due lampade possono avere lo stesso illuminamento al centro e comportarsi in modo opposto scendendo lungo il fascio: una tiene la luce utile per un metro abbondante, l’altra la perde in mezzo metro. Chi lavora dentro una cavità profonda se ne accorge prima di ogni altra cosa, perché è la grandezza che dice quanto spesso il corpo illuminante vada riposizionato mentre si scende.
La definizione della norma e le due lettere L1 e L2
Il parametro è definito dalla IEC 60601-2-41, la norma particolare sulla sicurezza di base e le prestazioni essenziali degli apparecchi di illuminazione chirurgica e per diagnosi, in vigore dal dicembre 1999 e giunta all’edizione del 2021.
Due definizioni della stessa norma reggono la terza. Il centro del campo luminoso è il punto di massimo illuminamento. L’illuminamento centrale, indicato con Ec, è l’illuminamento misurato in quel punto a 1.000 millimetri dalla superficie emittente, con il fascio libero da ostacoli, oppure alla distanza di misura dichiarata dal fabbricante se il metro non rientra nel campo di lavoro previsto. La profondità di illuminamento è allora la distanza di lavoro attorno a quel metro entro la quale l’illuminamento raggiunge almeno il 60 per cento di Ec.
Nella documentazione tecnica il valore compare quasi sempre come somma di due tratte, L1 e L2. La prima si misura spostando il fotometro dal centro del campo verso l’alto lungo l’asse del fascio, fino al punto in cui la lettura scende alla soglia; la seconda ripetendo l’operazione verso il basso. Il numero dichiarato è la loro somma, ed è il motivo per cui i costruttori la chiamano anche colonna o volume di luce.
Perché la stessa lampada dichiara due numeri diversi
La soglia non è sempre stata quella. L’edizione del 2000 della norma fissava la profondità di illuminamento al 20 per cento dell’illuminamento centrale; l’edizione del 2009 l’ha portata al 60 per cento, e da lì è rimasta.
Le conseguenze sono due, e pesano. La prima è che un valore dichiarato senza la soglia non significa nulla: lo stesso apparecchio, misurato al 20 e al 60 per cento, produce due numeri che possono distare oltre mezzo metro. La seconda è che due schede con soglie diverse non si confrontano, e non si confrontano nemmeno due edizioni della stessa scheda scritte a distanza di anni. Sui documenti fatti bene la percentuale compare accanto al valore, e spesso compaiono entrambe le misure.
Come si misura una profondità di illuminamento
La misura si esegue su un fascio libero, cioè senza nulla che lo intercetti. Si individua il centro del campo luminoso, si porta il fotometro alla distanza di riferimento e si legge Ec. Si calcola il 60 per cento di quel valore, e lo si cerca muovendo il fotometro lungo l’asse, prima in un verso e poi nell’altro, fino a leggerlo.
La condizione del fascio libero è la ragione per cui questo parametro non descrive quanta luce resti dentro una ferita. Quel dato lo misura una prova diversa della stessa norma, la diluizione delle ombre, che interpone maschere e cavità simulate di dimensioni prescritte, fra cui una maschera da 210 millimetri che sta per una testa e una cavità di 50 millimetri di diametro e 75 di profondità. Le due prove rispondono a domande diverse e non si sostituiscono.
Profondità di illuminamento, diametro del campo e le altre grandezze
Nella stessa norma il parametro sta in un gruppo di grandezze che vanno lette insieme.
- Il diametro del campo luminoso, d10, è il cerchio attorno al centro dove l’illuminamento scende al 10 per cento di Ec; il d50 è il cerchio dove scende al 50 per cento. Sono misure trasversali, mentre la profondità di illuminamento è assiale.
- Il rapporto fra i due, con d50 richiesto sopra la metà di d10, descrive quanto la luce sfuma dal centro al bordo invece di tagliare netto.
- L’illuminamento centrale di un apparecchio per illuminazione chirurgica maggiore deve stare fra 40.000 e 160.000 lux.
- La temperatura di colore deve stare fra 3.000 e 6.700 kelvin, e l’indice di resa cromatica fra 85 e 100.
Fra profondità e illuminamento centrale c’è una tensione fisica, non una scelta arbitraria. Un riflettore molto convergente concentra il fascio e alza Ec, ma proprio perché converge produce un massimo stretto che cade in fretta sopra e sotto il fuoco; un fascio più vicino al parallelo dà un profilo più piatto lungo l’asse, quindi una colonna di luce più lunga, a prezzo di un valore centrale minore. A questo si somma la caduta con il quadrato della distanza, che agisce comunque.
Non è la profondità di campo, e non è un illuminamento
Tre confusioni ricorrono, e si chiudono in fretta. La prima è con l’illuminamento senza aggettivi, che è un livello e si misura in lux: la profondità di illuminamento non si misura in lux ma in centimetri, e i lux compaiono soltanto nella soglia che la definisce.
La seconda è con la profondità di campo dell’ottica, che riguarda l’intervallo entro cui un’immagine resta a fuoco. Le due espressioni si somigliano ma parlano di cose scollegate: una descrive la nitidezza di un sistema che guarda, l’altra la distribuzione della luce di un sistema che illumina.
La terza è con la distanza di lavoro dichiarata dal fabbricante, che è il punto in cui si esegue la misura e non l’ampiezza del tratto misurato. Il metro è la distanza di riferimento; la profondità di illuminamento è quanto ci si può allontanare da lì restando sopra la soglia.
