14 maggio 2022

Come funzionano i fari allo xeno

Le caratteristiche dei fari allo xeno, il loro funzionamento e le differenze con le lampade LED.

L’assetto di luci montato sulle vetture moderne risulta, già soltanto a un primo colpo d’occhio, notevolmente diverso da quello tradizionale. Le macchine di ultima generazione, infatti, dispongono di fari che emettono un fascio molto più intenso rispetto a quello cui la maggior parte di noi è abituata, tanto che si presta ad essere confuso con quello dei proiettori abbaglianti. In realtà, si tratta di un tipo di illuminazione differente, data dai fari allo xeno, che da alcuni anni le case produttrici di automobili hanno iniziato ad adottare come valida alternativa alle classiche lampadine, e che sono molto apprezzati dagli appassionati di automobili.

Questi proiettori fanno la loro comparsa all’inizio degli anni ‘90, epoca durante la quale vengono equipaggiati esclusivamente sulle macchine di lusso. Ma presto i fari allo xeno iniziano a rivelare le loro caratteristiche che li rendono vantaggiosi sotto diversi punti di vista. Prevalentemente, queste coincidono con il potere illuminante notevolmente maggiore, a confronto con le comuni lampade alogene, e il loro ciclo di vita più duraturo. Per avere un riferimento più preciso in termini numerici, possiamo affermare che la luce prodotta dai fari allo xeno è triplicata in rapporto ai fari tradizionali, mentre la durata è di circa otto volte superiore. Per questi motivi, lo xeno è divenuto molto popolare e, di conseguenza, dalle auto più prestigiose, si è diffuso praticamente su tutti i tipi di veicoli.

Di seguito vedremo nel dettaglio le caratteristiche dei fari allo xeno, il loro funzionamento, e illustreremo in maniera più precisa le differenze con le lampade LED.

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Cosa c'è da sapere sui fari allo xeno

Iniziamo a vedere nel dettaglio cosa ha portato l’illuminazione allo xeno al successo che sta riscontrando negli ultimi anni sulle vetture moderne.

Come accennavamo in precedenza, questa tecnologia riesce ad assicurare ai fari l’emissione di un fascio di luce significativamente più potente, migliorando così notevolmente la visibilità durante la guida notturna e, di conseguenza, anche la sicurezza di conducente e passeggeri. Ciò si deve a una modalità di illuminazione ad arco, che si serve di un gas (lo xeno, appunto), per generare una luce bianca che, a vedersi, risulta molto simile a quella proveniente dal sole, ed è decisamente più intensa rispetto a quella delle lampade alogene. Proprio per la loro capacità di raggiungere degli standard in termini di illuminazione davvero elevati, i fari allo xeno sono passati, dal rappresentare una prerogativa delle auto di lusso, a costituire un dispositivo di sicurezza di ampio respiro, che oggi possiamo trovare su molti veicoli.

Nel concreto, comprendere come funzionano i fari allo xeno è molto semplice. All’interno della lampada non troviamo alcuna resistenza elettrica: la luce viene prodotta da una scarica di corrente che illumina il gas. La tensione elettrica che sostiene questo processo può raggiungere anche i 30mila volt. Si tratta quindi di un sistema particolarmente sofisticato, che necessita di una centralina per essere controllato e gestito in modo efficace. In questo caso, quando oltre ai proiettori si dispone anche della suddetta centralina, si parla di Kit Fari Xenon. Il ruolo di questo dispositivo è fondamentale, in quanto la legge stabilisce un limite che riguarda la temperatura che i fari possono raggiungere, attestato a 6mila gradi Kelvin. Inoltre, la centralina è in grado di regolare in modo automatizzato anche l’altezza dei fari.

Il meccanismo si basa quindi sulla capacità propria del gas di amplificare l’energia elettrica prodotta dal faro e ottimizzarla, rendendone migliore anche la qualità. Il risultato di ciò è un fascio di luce emessa molto particolare, che rende i fari allo xeno immediatamente riconoscibili. Prima di tutto, la tonalità del fascio è un bianco abbagliante tendente al blu. In secondo luogo, l’illuminazione è molto ben delineata e uniforme: non sarà concentrata nella zona centrale dell’area illuminata, ma manterrà la medesima potenza anche nelle parti più laterali, fino a raggiungere i limiti esterni. Il campo visivo del quale può disporre il conducente è così molto più netto, con un risultante incremento considerevole della sicurezza alla guida. In certi casi, proprio la maggiore luminosità dei fari allo xeno è stata criticata in quanto accusata di risultare fastidiosa per gli utenti della strada che si incrociano durante la marcia.

Purtroppo, nonostante i vantaggi di poter fare affidamento su un sistema di illuminazione allo xeno, non si tratta di una possibilità di cui tutti i veicoli possono disporre. Nonostante la loro crescente diffusione, infatti, non tutte le vetture li presentano come opzione. Tuttavia, oggi si possono trovare in commercio dei kit appositamente progettati per convertire l’illuminazione, che consentono di adattare i fari allo xeno per quasi tutte le marche e modelli di autovetture. Il costo di questi dispositivi si aggira attorno ai 1500 euro circa. Pertanto, prima di decidere di montare questo tipo di proiettori sul proprio veicolo, è bene verificare che ne esista la possibilità.

La scelta deve essere attentamente ponderata, in quanto a fronte dei notevoli vantaggi dei fari allo xeno, ovvero la luce potente, il potere illuminante in profondità decisamente maggiore, la durata nel tempo moltiplicata, e il minore consumo di energia, con conseguente riduzione delle emissioni di anidride carbonica in atmosfera, fin dalle prime installazioni, furono evidenti anche alcuni svantaggi. Innanzitutto, sebbene sia vero che quella dei proiettori allo xeno sia una scelta maggiormente in linea con la filosofia ecosostenibile che le case automobilistiche stanno cercando di portare avanti negli ultimi anni, il consumo energetico durante il gesto dell’accensione è più elevato rispetto a quello delle lampadine alogene. Anche la potenza luminosa presenta un rovescio della medaglia, in quanto per certi utenti della strada può risultare fastidiosa. Inoltre, il costo di questi dispositivi è decisamente più elevato, senza contare che la loro sostituzione in caso si verifichi un guasto potrebbe rivelarsi problematica.

Ovviamente, se i fari sono stati forniti in dotazione poiché montati in origine dalla casa produttrice, o sono stati forniti come optional in fase di acquisto, quest’ultima difficoltà non si presenterà. Al contrario, se si ha a che fare con prodotti installati aftermarket, le possibilità di riscontrare complicazioni sono molteplici. Ad esempio, si può incappare in articoli scadenti che rischiano di abbagliare gli altri guidatori. A questo proposito è necessario prestare attenzione alla normativa vigente nel nostro Paese, che prevede che sulle autovetture vengano installati esclusivamente fari omologati e certificati, che siano montati in centri professionali qualificati e autorizzati. Se tali condizioni non vengono rispettate, è possibile incorrere in sanzioni da parte del proprietario del mezzo. Infine, anche per quanto concerne le operazioni di manutenzione, sia quelle ordinarie che quelle straordinarie devono essere svolte presso un’officina autorizzata.

Differenza tra fari allo xeno e fari a LED

Abbiamo detto in precedenza che i fari allo xeno rappresentano una valida alternativa alle tradizionali lampadine alogene, ma questi due non costituiscono gli unici tipi di illuminazione disponibili sulle auto. Molto diffusi, infatti, sono anche i fari LED, che rappresentano i principali competitors. Di seguito ci occuperemo di chiarire la differenza tra fari allo xeno e LED.

Il punto principale sta nel fatto che i fari LED funzionano senza l’ausilio di alcun gas. Nonostante la loro struttura sia radicalmente differente (di fatto, i fari LED si configurano come dei diodi luminosi), il risultato è piuttosto simile a quello prodotto dai fari allo xeno, in quanto la luce che riescono a emettere questi proiettori presenta le stesse caratteristiche relative alla temperatura (che si aggira intorno ai 5500 gradi Kelvin). Malgrado ciò, il suo assorbimento risulta decisamente più ridotto, evitando un accumulo eccessivo di calore grazie a un apposito dissipatore che distingue i fari LED da tutte le altre tecnologie di illuminazione.

Per via di questa peculiarità, fari allo xeno e fari a LED trovano solitamente impieghi differenziati. I primi si possono montare soltanto nella parte anteriore dell’assetto luminoso del veicolo, su abbaglianti e anabbaglianti, mentre i secondi sono utilizzabili anche nella parte posteriore, trovando posto come luci del freno, di posizione, diurne e perfino nell’illuminazione interna. Inoltre, in caso la vettura in questione si serva della tecnologia LED sia per i proiettori di profondità che per gli anabbaglianti, si parla di fari full LED.

Le lampade allo xeno, invece, sono presenti in commercio in tre differenti tipologie, ma tutte sono accomunate dalla presenta di un corpo di forma tubolare, costituito di vetro o quarzo, alle cui estremità sono posizionati due elettrodi di tungsteno. Al suo interno, invece, si trova il gas, che produce un’illuminazione la cui potenza può variare all’interno di un range compreso tra alcune decine di watt e decine di chilowatt. Ecco così che le lampade allo xeno sono in grado di produrre l’inconfondibile luce dal tono azzurro-bluastro intensa e uniforme, che non diminuisce in potenza man mano che ci si sposta ai margini del campo visivo illuminato.

Tuttavia, la tecnologia continua a evolversi, e il naturale sviluppo delle lampade allo xeno è rappresentato da un altro prodotto che possiamo trovare sulle auto di ultima generazione: i fari bixeno. Si tratta di un sistema che permette a ciascun proiettore di emettere sia il fascio di luce corrispondente all’anabbagliante sia quello relativo al proiettore di profondità. Ciò significa, a livello strutturale, che in uno spazio contenuto devono essere realizzati due distinti canali di distribuzione della luce, che funzionano grazie all’impiego di un solo ballast. A livello pratico, grazie alla possibilità di disporre di una sorta di diaframma mobile, la distribuzione di luce abbagliante a anabbagliante può essere gestita attraverso un semplice sistema meccanico. In termini economici, questa soluzione comporta un risparmio, dal momento che non vi è la necessità di installare un proiettore separato che necessiti di una propria elettronica di comando. Non si tralasci, inoltre, il vantaggio automaticamente derivante dall’equipaggiamento dei fari allo xeno, ovvero la maggiore profondità di illuminazione che riguarderà anche i margini della strada.

Infine, poniamo un ultimo accento sul ballast xeno e sulle differenze nel modo in cui tale sistema garantisce la sicurezza rispetto ai fari LED che, come abbiamo detto, godono di un dissipatore in grado di disperdere il calore. Il ballast accende la miscela di gas nobili all’interno del faro grazie a un impulso di alta tensione che raggiunge anche i 30mila volt. Questo produce una scintilla tra gli elettrodi posti alle estremità della lampadina. La fase di avvio si svolge in modo estremamente breve, così che la lampada è immediatamente pronta a performare al massimo delle sue potenzialità, ma allo stesso tempo la sua potenza viene regolata in modo che rimanga costante intorno ai 35 watt.

Ciò avviene in condizioni di perfetto funzionamento dell’impianto, ma in caso qualcosa non vada possono entrare in funzione diversi circuiti che si occupano del controllo del sistema in modo da garantire la sicurezza. Se non si verificano tutte le premesse ideali, il sistema si spegnerà in soli 0,2 secondi. Ciò può accadere in diverse situazioni, ad esempio in presenza di una lampadina mancante o difettosa, anche se è danneggiata solo in una sua parte. In tal caso, lo stesso ballast viene protetto da un circuito di conteggio, che permette di accendere la lampadina in questione per un massimo di 7 volte, dopodiché essa verrà spenta. In alternativa, è possibile che la corrente differenziale abbia raggiunto un valore superiore ai 30 mA.

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