Ingegneria dello spazio: layout e sicurezza dell’impianto

Una luce ben progettata sta in piedi per merito di cose poco fotogeniche: un’asta di alluminio, tre gambe, un sacco di sabbia, una linea elettrica dimensionata a dovere. Un fotografo può possedere i flash più potenti e i softbox più raffinati, ma se la testa è montata su un supporto che oscilla, o collegata a una presa che sta già lavorando al limite, il rischio di una caduta, di una vibrazione nello scatto o di un cortocircuito resta sempre presente. Lo studio, inteso come spazio fisico, entra nel risultato fotografico quanto il modificatore: le pareti restituiscono luce, il soffitto la rimanda, il quadro elettrico decide quanta potenza si può usare davvero.

Questo capitolo mette in fila le componenti di quell’ingegneria: i supporti (stativi, C-stand, bracci, fondali), le dimensioni e i colori dell’ambiente, l’impianto elettrico con i suoi limiti di potenza, la scelta fra studio portatile e permanente, la sicurezza fotobiologica delle sorgenti e il fine vita delle apparecchiature. I numeri che servono, come i watt che una linea sopporta o la caduta di tensione di una prolunga, si calcolano con formule semplici, e qui sono scritte per esteso.

Questo articolo è il quarto capitolo della guida definitiva all’illuminazione da studio. Segue la sintassi del chiaroscuro, dove si è visto come dimensione e distanza della sorgente governano l’ombra, e prepara il capitolo sulle applicazioni verticali. Per la fisica di base si veda la materia prima, per un quadro generale la luce in fotografia.

Supporti: stativi, C-stand, bracci e fondali

Stativi da studio: la base stabile

Gli stativi da studio sono colonne telescopiche, in genere di alluminio o di acciaio, con una base a tre gambe e una o più sezioni scorrevoli bloccate da pomelli o da leve. Il loro compito è tenere una testa, un modificatore o un pannello alla quota voluta senza cedere e senza oscillare. L’elemento che decide la scelta è la portata dichiarata dal costruttore, espressa in chilogrammi: un softbox grande montato su una testa flash pesa più di quanto si immagini, e il carico agisce a una certa altezza, con un braccio di leva che l’etichetta non mostra. La regola pratica è scegliere uno stativo con un margine netto rispetto al peso che si intende sostenere, e di aprire sempre le gambe per intero. Nei modelli professionali la portata dichiarata si colloca spesso fra i 10 e i 20 chilogrammi, valore che basta per la maggior parte delle teste e dei modificatori da studio.

Gli stativi con air cushion hanno nella colonna un piccolo ammortizzatore pneumatico: quando si allenta il bloccaggio, la sezione superiore scende piano invece di cadere. L’accorgimento protegge la lampada e le dita ed è utile con modificatori ingombranti e teste pesanti. Il bloccaggio vero resta quello a vite o a leva, da stringere a fondo a ogni cambio di quota. Piedini antiscivolo e gambe larghe completano la stabilità, e un sacco di sabbia appoggiato sulla gamba aiuta quando il carico sporge da un lato. Il sistema pneumatico è comodo quando si deve alzare e abbassare la luce di continuo, oppure quando il softbox è molto grande e pesante.

Bracci e C-stand: il supporto che regola la scena

Il C-stand, o Century stand, prende il nome da Century Lighting, l’azienda newyorkese che costruiva attrezzatura per il teatro e per il cinema; negli studi di posa furono poi i macchinisti a farsi da sé i primi esemplari. Una versione con base ripiegabile fu introdotta da Matthews nel 1974. La struttura è nota: una base con gambe sfalsate, che permette di accostare molti stativi nello stesso spazio, due colonne telescopiche e un perno in cima. A questo si aggiungono la testa a morsetto (grip head) e il braccio a morsetto (grip arm), che consentono di regolare un flag, un gobo o un diffusore senza spostare lo stativo. Le misure più diffuse sono quelle da 20 e da 40 pollici, con finitura cromata o nera. La struttura in acciaio è molto robusta e nei modelli professionali la capacità di carico indicata arriva a 15-20 chilogrammi.

Il montaggio richiede una regola che i macchinisti ripetono a memoria: il peso va posizionato sul lato della testa che, per effetto del carico, stringe il pomello invece di allentarlo, cioè secondo la formula «righty tighty». Se si monta al contrario, il carico svita lentamente la testa fino a farla cedere. Vale poi la regola della zavorra: lo stativo che regge qualcosa in alto o di lato va appesantito con un sacco di sabbia, appoggiato sulla gamba alta in modo che il peso gravi sullo stativo e non sul pavimento. Con un braccio allungato o una luce pesante i sacchi servono sempre, anche se il carico sembra modesto.

Il braccio a giraffa (boom) è un’asta che si monta sullo stativo e porta la luce sopra il soggetto, dove un normale stativo invaderebbe l’inquadratura. Ha un contrappeso dalla parte opposta e richiede una base molto stabile: quando il contrappeso è sbilanciato, o quando il sacco manca, il sistema si ribalta. Le luci sospese a barre o a rotaie a soffitto evitano il problema, ma impongono un’installazione fissa.

Fondali: carta, tessuto, vinile

I fondali sono la superficie su cui sta il soggetto, e si fanno in carta, in tessuto o in vinile. La carta in rotoli di larghezze e colori diversi è la scelta più comune in studio: costa poco, ha una superficie uniforme e si sostituisce quando si sporca, tagliando la parte consumata. Si monta su un sistema a rullo con supporti telescopici che scorre sul fondo e si srotola fino al pavimento, dove forma la curva continua tipica degli sfondi «infiniti». Il tessuto è più flessibile e si ripone con facilità, ma tende a formare pieghe che la luce evidenzia: va teso o steso con cura. Il vinile resiste bene all’acqua e allo strappo e si pulisce facilmente, e in cambio è più rigido e meno agevole da arrotolare.

La distanza fra soggetto e fondale decide la tonalità dello sfondo nell’immagine, perché la luce che raggiunge il fondo segue la legge dell’inverso del quadrato descritta nel capitolo sul chiaroscuro. Più il soggetto si allontana dallo sfondo, meno luce principale lo raggiunge, e le ombre proiettate si attenuano. Questa è la ragione per cui i fondali degli studi di ritratto stanno a due o tre metri dietro il modello, come si vedrà fra poco.

Un esempio sulla stabilità

Il ribaltamento di uno stativo si valuta con un confronto di momenti, cioè di forze moltiplicate per la distanza. Si pensi a un softbox da 80 centimetri montato su una testa flash, per un totale di 3 chilogrammi, con il baricentro a 60 centimetri dall’asse dello stativo. Il momento che tende a ribaltarlo vale 3 × 0,6 = 1,8 chilogrammi per metro. A opporsi sono il peso dello stativo e quello della zavorra, moltiplicati per la distanza fra il loro punto di applicazione e il punto attorno al quale lo stativo ruota, cioè l’appoggio della gamba più vicina al carico. Spostare la zavorra sulla gamba che sta sotto il braccio sporgente allunga quella distanza e rende più grande il momento che stabilizza. Il calcolo spiega la regola dei manuali di set: zavorra sempre, carico sempre sotto la portata dichiarata, gamba più lunga sotto il braccio sporgente.

Progettare lo spazio: dimensioni, pareti e soffitto

Ogni scelta sull’ambiente, dalle dimensioni al colore delle pareti, dalla posizione delle prese alla gestione dell’acustica, va pensata in funzione della luce che vi verrà generata, modellata e riflessa. Un buono studio fa lavorare la luce con l’ambiente invece che contro, con risultati prevedibili e ripetibili da una sessione all’altra. L’architettura d’interni lavora con gli stessi principi, e il confronto con la fotografia di interni, trattata in luce e fotografia di architettura, aiuta a capire che cosa fanno le superfici di una stanza.

Dimensioni indicative per genere

La dimensione necessaria si ricava dal genere che si pratica e dalla geometria della luce. Le cifre che seguono sono indicazioni di massima, ricavate dalle distanze tipiche delle configurazioni, e non misure normate. Per il ritratto e la fotografia di moda serve una stanza di circa 4 o 5 metri di lunghezza e di almeno 3 o 4 di larghezza, con un’altezza di 2,8-3,2 metri. Con queste misure si piazza la luce principale a 1,5-2 metri dal soggetto, il fondale a 2-3 metri dietro di lui e, se serve, una luce di riempimento e una di bordo. In un locale più piccolo si accorcia la distanza fra luce e soggetto, o fra soggetto e fondale: nel primo caso la luce diventa più dura (la penombra è D × d / L, come visto nel capitolo precedente), nel secondo le ombre cadono sullo sfondo e sporcano l’immagine.

Per il prodotto e lo still life, dove la luce va controllata al centimetro e la profondità di campo è spesso minima, bastano ambienti più raccolti: tre metri di lunghezza e due o due metri e mezzo di larghezza, con almeno 2,5 metri di altezza per le sorgenti sopra l’oggetto. La superficie è piccola ma le sorgenti sono vicine, e i bracci e i flag fanno il lavoro. Le tecniche di illuminazione specifiche sono in illuminazione per la fotografia di prodotto. L’automotive in studio è il caso opposto: servono spazi molto più ampi, attorno agli 8-12 metri di lunghezza e ai 4-6 di larghezza, con 4 o 5 metri di altezza, perché una grande superficie riflettente richiede sorgenti larghe, posizionate a distanza, e fondali di dimensioni molto maggiori.

Colore delle pareti e rimbalzi indesiderati

Il colore delle pareti, in uno studio, è un parametro tecnico. Una parete bianca o molto chiara rimanda luce verso il soggetto da angoli non voluti e riempie le ombre, riducendo il contrasto e la direzionalità della sorgente principale. Una parete nera assorbe il rimbalzo e consente di tenere un’atmosfera low-key anche con luci potenti. Per questo gli studi pensati per la luce artificiale hanno superfici neutre, di riflettanza moderata: grigio chiaro o grigio medio sul fronte e ai lati, e una parete di fondo neutra o nera a seconda dell’effetto che si cerca. Un soffitto bianco si può oscurare con un telo nero nella zona del set quando serve.

La gestione del rimbalzo passa anche per i pannelli. Un pannello nero accanto alla luce principale assorbe lo spill e mantiene profonde le ombre; un pannello bianco o argento sul lato opposto fa da luce di riempimento naturale, rimandando sul lato in ombra parte della luce principale. Conviene prevedere fin dall’allestimento la possibilità di spostare pannelli di colori diversi in modo rapido e sicuro, invece di fissare superfici colorate o riflettenti che toglierebbero flessibilità. I criteri di uso dei riflettori sono nell’articolo sui riflettori argento, oro, bianco e traslucido, e quelli della luce di riempimento in un testo dedicato.

Altezza del soffitto e verticalità della luce

L’altezza del soffitto decide se si può mettere una sorgente sopra il soggetto senza che stativi, bracci e cavi entrino nell’inquadratura. Sotto i 2,8 metri circa diventa difficile alzare un softbox o una parabola oltre la testa del modello, e la luce che raggiunge il soffitto rimbalza e modifica il rapporto di contrasto. Un soffitto più alto della lunghezza del set, per esempio 3,5-4 metri in una stanza di 4 o 5 metri, lascia posto a una luce principale rialzata, a un riempimento laterale e, se serve, a una sorgente diffusa dall’alto. Le sorgenti si possono fissare a barre di alimentazione sospese o a supporti a parete, in modo che restino in quota senza intralciare chi lavora sul set. Un’altezza adeguata permette anche di creare ombre verticali controllate e di evitare che le ombre del soggetto si sovrappongano a quelle sul fondo.

Un soffitto bianco e basso fa da riflettore grande sopra la scena. È un vantaggio nella luce rimbalzata, dove si indirizza il flash verso l’alto per ottenere una luce morbida, e un problema quando si cerca una sorgente direzionale pulita. Per questo molti studi dispongono di teli neri scorrevoli o di pannelli da appendere al soffitto sopra il set, da aprire o chiudere secondo le esigenze.

Il grigio neutro e il colore delle superfici

L’indicazione di dipingere le pareti «di grigio» è insufficiente per un lavoro che richieda accuratezza cromatica. Un grigio ottenuto miscelando pigmenti qualsiasi può dare metamerismo: la superficie sembra neutra sotto una sorgente, per esempio la luce naturale, e mostra una dominante verde o magenta sotto un flash o un pannello LED, perché il suo spettro di riflessione non è piatto. La dominante riflessa tinge il soggetto, complica il bilanciamento del bianco e disturba la resa dell’incarnato. Un flash allo xeno e un pannello LED hanno spettri molto diversi, e una superficie metamerica li tratta in modo diverso. La dominante compromette l’accuratezza cromatica dei canali del sensore e rende difficile calibrare l’incarnato nei ritratti o allineare i profili ICC nello still life commerciale. Si evita scegliendo vernici davvero neutre, di cui il produttore dichiara una riflettanza spettrale uniforme, e controllando la tinta con un cartoncino grigio di riferimento sotto le sorgenti che si useranno.

Conviene chiarire una confusione frequente sul valore del «grigio medio». In fotografia il grigio medio si definisce convenzionalmente come il 18 per cento di riflettanza nel visibile, e i cartoncini grigi per esposimetri e fotocamere si tarano su quel valore. Nello spazio CIELAB, la luminosità L* = 50 corrisponde a una luminanza relativa di circa il 18,4 per cento. Il grigio N5 del sistema Munsell, in origine, riflette invece circa il 25 per cento, mentre nel 1933 Munsell, Sloan e Godlove trovarono che le superfici con riflettanza del 18 e del 100 per cento formano, per l’osservatore medio, una serie di differenze uguali di valore. In pratica, per un muro di studio si parla di un grigio medio-chiaro, neutro, e per la misura dell’esposizione si usa un cartoncino al 18 per cento, senza mischiare i due riferimenti. Il sistema Munsell descrive i colori con tre parametri: tonalità (hue), valore o luminosità (value) e saturazione (chroma). Il codice N5 indica un grigio acromatico, a saturazione nulla, posto a metà della scala del valore, che va da 0 per il nero perfetto a 10 per il bianco perfetto. Una superficie con riflettanza spettrale piatta, fra circa 380 e 780 nm, riflette ogni lunghezza d’onda con la stessa efficienza e lascia identico lo spettro della sorgente, preservando i valori di CRI (Color Rendering Index) e di TLCI del set. I pannelli neri si indicano con valori Munsell fra N1 e N1.5, con riflettanza inferiore al 2 per cento: controllano l’assorbimento e la diffusione secondaria al centimetro ed evitano interventi correttivi in post-produzione.

Il colore delle superfici incide sul colore della luce che torna al soggetto: una parete arancione, per quanto illuminata da una sorgente a 5.600 K, restituirà una luce calda sul lato del viso rivolto verso di essa. Ne consegue che la neutralità delle superfici viene prima della scelta del tono: ogni dominante di sala si somma a quella delle sorgenti e si risolve in post-produzione solo con maschere locali e tempo.

Studio portatile e studio permanente

La scelta fra studio portatile e studio permanente condiziona il tipo di luce utilizzabile, la ripetibilità delle configurazioni e la complessità dell’allestimento. Uno studio permanente offre il massimo del controllo: pareti neutre, pavimento uniforme, impianto dedicato, fondali a rullo o su rotaia, nessuna interferenza di luce esterna. Vi si lavora con flash ad alta potenza, generatori con teste separate, HMI, pannelli LED bicolore o RGBWW, mantenendo identiche le impostazioni da una sessione all’altra. La ripetibilità è il vantaggio più concreto: il fotografo che deve consegnare cataloghi o serie coerenti per mesi ritrova gli stessi rapporti di luce, gli stessi riflessi e le stesse distanze.

Lo studio portatile è un sistema allestito in locali non progettati: appartamenti, magazzini, sale di conferenza. Consente di lavorare dove serve, e impone dei limiti: la luce ambiente non si elimina sempre, il soffitto può essere basso o irregolare, le prese possono essere poche e lontane, le superfici colorate o riflettenti. Richiede più disciplina: sorgenti compatte a LED, stativi leggeri, fondali di carta o di tela, cavi a norma, batterie o gruppi, e un rigoroso controllo della luce ambiente con tende e teli. Prima di scegliere dove montare il set si guarda la stanza con gli occhi della luce: dove sono le finestre, di che colore sono le pareti, quanto è alto il soffitto, dove si trovano le prese e su quale linea.

La differenza si vede anche nella gestione del tempo. In studio permanente le luci possono restare montate fra una sessione e l’altra, con le posizioni segnate sul pavimento; in uno studio portatile ogni giornata comincia con il montaggio e finisce con lo smontaggio, e conviene fotografare lo schema finale con il telefono, annotando altezze e potenze, per poterlo ricostruire. Quando si lavora in location condivise, poi, si tiene un elenco di prese e interruttori usati, in modo da ripristinare tutto come lo si è trovato.

Acustica e controllo della luce ambiente

Quando la fotografia convive con il video o con la registrazione della voce, l’acustica entra nel progetto. Una stanza con pareti dure e pochi materiali assorbenti produce riverbero, che disturba chi posa e rende faticosa la comunicazione fra fotografo e modello. Moquette, tendaggi pesanti e pannelli fonoassorbenti smorzano il riverbero. Anche pannelli, softbox e supporti vanno scelti e fissati in modo che non vibrino né risuonino. Le ventole di alcuni pannelli LED e di certi generatori producono rumore, e nelle riprese con audio si tengono lontane dal microfono o si spengono fra una ripresa e l’altra.

Più importante, per la luce, è la luce ambiente. La luce che entra da finestre e lucernari ha una temperatura di colore variabile, cambia di intensità con le nuvole e con l’ora, e crea ombre dinamiche che non si controllano. In uno studio dove si vuole che la luce artificiale domini, ogni apertura si oscura con tende opache, teli o pannelli. La luce ambiente residua si riduce al minimo, così che la scena sia illuminata solo dalle sorgenti scelte. Quando la luce ambiente non si può eliminare, come in uno studio portatile, la si tratta come una sorgente in più: si mantengono le finestre in un lato solo, si abbassa la luce naturale con teli neutri e si usano sorgenti artificiali con potenza sufficiente per prevalere. Si chiudono le porte e si bilancia l’ingresso di luce esterna con luci di fondo. Il tema della miscela di luce è affrontato anche nell’articolo sulla gestione del flicker, perché luci artificiali e finestre si comportano in modo diverso alle alte velocità di otturazione.

Lo studio fotografico, in sintesi, lavora come un’architettura della luce in cui dimensioni, altezze, colori, impianto, acustica e oscuramento agiscono insieme. Una luce progettata nello spazio garantisce coerenza visiva all’intero processo creativo, e smette di essere un accessorio da aggiungere alla fine.

Impianto elettrico e norme CEI

La luce artificiale è energia elettrica trasformata in radiazione, e la progettazione dell’impianto fa parte della progettazione della luce. La distribuzione delle prese e la posizione dei quadri decidono dove si possono mettere le sorgenti, quanti cavi attraversano il set e, soprattutto, quanta sicurezza c’è quando tutto è acceso. Per uno studio permanente conviene avere prese ravvicinate lungo il perimetro e sulla parete di fondo, in modo che i cavi di flash e pannelli non attraversino la scena; barre di alimentazione a parete o a soffitto, che collegano direttamente le luci senza prolunghe; circuiti separati per la luce, per i computer e i monitor, e per altre apparecchiature, così che il carico effettivo corrisponda alla protezione di ciascuna linea. I cavi restano nascosti e fuori dal percorso fra soggetto e obiettivo, per evitare ombre e riflessi indesiderati e per ridurre il rischio di inciampo.

Il quadro normativo italiano

In Italia gli impianti elettrici sono regolati dal D.M. 37/08, che impone che l’impianto sia realizzato da un installatore abilitato, il quale rilascia la dichiarazione di conformità (DICO). La norma tecnica di riferimento è la CEI 64-8, dedicata agli impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata. Per la protezione dai contatti si usano interruttori differenziali con corrente differenziale nominale non superiore a 30 mA, i cosiddetti «salvavita». La CEI 64-8, nelle abitazioni, richiede quella protezione addizionale per le prese fino a 20 A, e il quadro suddivide la protezione differenziale su almeno due interruttori per garantire la continuità del servizio: un guasto su una linea non lascia al buio tutto l’impianto. Lo studio, pur essendo un ambiente di lavoro, adotta la stessa logica, con il vantaggio che le linee dedicate alle luci si possono tenere separate dalle altre. A seconda delle dimensioni e dell’afflusso di pubblico (modelli, clienti, personale tecnico) uno studio permanente è un ambiente di lavoro ordinario oppure, nei casi più complessi, un locale di pubblico spettacolo o un ambiente a maggior rischio in caso d’incendio, situazioni trattate nella parte 7 della CEI 64-8. Se lo studio ospita eventi o workshop con pubblico numeroso si applica la sezione 752, dedicata ai locali di pubblico spettacolo.

Per gli apparecchi stessi vale la CEI EN IEC 60598-2-17, la parte 2-17 delle norme sugli apparecchi di illuminazione, che contiene le prescrizioni particolari per gli apparecchi da palcoscenico, da studio televisivo, cinematografico e fotografico, inclusi i proiettori. Si applica a sorgenti con tensione di alimentazione fino a 1000 V. L’edizione attuale è del settembre 2018, in vigore da ottobre 2018, e sostituisce la CEI EN 60598-2-17 del 1997, che ha continuato a valere fino al 23 marzo 2021. La conformità spetta al costruttore dell’apparecchio; chi lo usa verifica che il prodotto riporti la marcatura CE e che i cavi, le spine e i supporti siano in buono stato.

Quando lo studio è temporaneo, in una location o in un teatro di posa allestito per l’occasione, valgono i criteri generali dell’impianto provvisorio: linee di alimentazione protette meccanicamente (con passacavi calpestabili dove si cammina), quadri portatili con grado di protezione adatto all’ambiente, e doppio vincolo meccanico per gli apparecchi sospesi, cioè un cavetto di sicurezza in acciaio che trattenga la sorgente se cede l’attacco principale. Per l’impianto provvisorio si fa riferimento per analogia alla parte 704 della CEI 64-8, nata per i cantieri. I quadri di distribuzione portatili hanno un grado di protezione di almeno IP44, cioè protezione contro i corpi solidi superiori a 1 mm e contro gli spruzzi d’acqua. Il cavetto di sicurezza, detto safety bond o safety cable, è di tipo conforme alla direttiva macchine, e i corpi illuminanti sospesi (stativi a giraffa, americane, sistemi aerei) ne hanno uno indipendente dal supporto primario, per evitare la caduta in caso di cedimento del blocco principale dello stativo o del C-stand. Il cavetto va dimensionato per il peso dell’apparecchio e fissato a una struttura diversa dal supporto che regge la luce. La stessa logica si applica a un softbox pesante montato su un braccio sopra la testa di una persona.

Potenza, ampere e carichi: il calcolo

Il rischio principale, in uno studio con luci potenti, è il sovraccarico di una linea. Con lampade a incandescenza o alogene, con proiettori HMI, con LED ad alta densità o con generatori flash che si ricaricano in fretta, la corrente richiesta può superare ciò che i cavi e le protezioni di una presa domestica sono dimensionati a sopportare. Il surriscaldamento dei conduttori per effetto Joule, la lenta trasformazione dell’energia elettrica in calore dentro il cavo, è il meccanismo che può portare a un principio d’incendio.

La rete monofase italiana ha una tensione nominale di 230 V a 50 Hz. Gli impianti civili hanno di norma due tipi di linee protette da interruttore magnetotermico: una per le luci, con conduttori da 1,5 mm² e interruttori da 10 A, e una per le prese (forza motrice), con conduttori da 2,5 mm² e interruttori da 16 A. Si tratta della consuetudine delle abitazioni; in uno studio con impianto progettato su misura i valori possono essere diversi, e si leggono sulla targa del quadro.

La potenza assorbita da un carico resistivo in monofase è il prodotto della tensione per la corrente:

P = V × I

dove P è la potenza in watt, V la tensione in volt e I la corrente in ampere. Per un carico non resistivo, come l’alimentatore di un LED o di un flash, compare anche il fattore di potenza cos φ, e la formula diventa P = V × I × cos φ. Invertendola si ricava la corrente che una sorgente di potenza nota richiede: I = P / (V × cos φ).

Su una linea protetta da un interruttore da 10 A il limite di potenza è dunque:

P = 230 V × 10 A = 2.300 W (2,3 kW)

Su una linea da 16 A il limite sale a:

P = 230 V × 16 A = 3.680 W (3,68 kW)

Se due proiettori alogeni da 1.200 W vengono collegati alla stessa linea da 10 A, la potenza complessiva è 2.400 W, la corrente 10,4 A, e si è già oltre il limite di progetto. L’intervento termico di un interruttore magnetotermico non è istantaneo: un elemento bimetallico si scalda con il passaggio di corrente e, dopo un certo tempo, apre il circuito. Un piccolo sovraccarico può durare a lungo prima di far scattare l’interruttore, e nel frattempo a scaldarsi è la linea. Un grande sovraccarico interviene in pochi secondi. Per questo non basta aspettare che «salti il salvavita»: la regola di prudenza è calcolare il carico prima di accendere e lasciare un margine rispetto al limite.

Esempio di calcolo su un set

Si supponga di avere sul set due pannelli LED da 500 W ciascuno (potenza ipotizzata per l’esempio), alimentati da un alimentatore switching con cos φ = 0,95. La corrente totale è:

I = 1.000 W / (230 V × 0,95) = 4,58 A

Un computer di controllo e un monitor da campo per il tethering assorbono circa 300 W, cioè 300 / 230 = 1,3 A. Tre teste flash che in ricarica rapida assorbano ciascuna 8 A (valore ipotizzato) danno 24 A, ma non tutte caricano insieme nello stesso istante: si introduce un coefficiente di contemporaneità k, per esempio 0,5, e il contributo diventa 12 A. La somma è:

I_totale = 4,58 A + 1,3 A + 12 A = 17,9 A

che supera il limite di una singola linea da 16 A. Il carico va quindi distribuito su almeno due linee: per esempio i LED e il computer su una, le teste flash sull’altra. L’esempio ha numeri ipotetici; i dati reali si leggono sulle targhette degli apparecchi, e il fotografo li somma prima del montaggio, scrivendo su un foglio, accanto al quadro, quale apparecchio è collegato a quale linea.

Il discorso vale anche per i sistemi a luce continua, dove la potenza dichiarata è quella assorbita, e per i generatori flash, dove la potenza dichiarata in watt-secondo (o joule) indica l’energia erogata nel lampo e non la potenza assorbita dalla rete. Un generatore da 2.400 J non assorbe 2.400 W: assorbe ciò che gli serve per ricaricare i condensatori entro il tempo di ricarica, ed è un dato che il costruttore riporta sulla targa o sul manuale. Un confronto fra potenze luminose è nel capitolo sulle sorgenti, in le sorgenti luminose nel panorama contemporaneo. Anche i kilowatt, in tutto questo, sono una misura di potenza e non di energia: la bolletta si misura in kilowattora, il quadro si protegge in ampere.

Correnti di spunto, interruttori e caduta di tensione

La corrente di spunto

La corrente di spunto (inrush current) è il massimo valore istantaneo che un apparecchio assorbe al momento dell’accensione. Un condensatore scarico, collegato a una tensione maggiore della sua carica, si comporta come un cortocircuito per una frazione di secondo, e la corrente è limitata soltanto dalla resistenza della sorgente e dalla resistenza serie equivalente del condensatore. La carica richiede circa cinque costanti di tempo, e la corrente scende verso il regime a mano a mano che il condensatore si riempie. Trasformatori, motori e convertitori di potenza assorbono per qualche periodo molte volte la corrente nominale; per i trasformatori si parla fino a 10-15 volte, per i toroidali fino a 60, per le lampade a incandescenza, filamenti alogeni compresi, fino a circa 14 volte il valore di regime, perché un filamento freddo ha una resistenza molto più bassa di uno caldo.

Per un fotografo il dato ha due conseguenze. La prima: una lampada alogena da 1.200 W, che a regime assorbe 5,2 A, può imporre per pochi istanti, a freddo, una corrente di qualche decina di ampere; lo stesso accade all’accensione di più apparecchi insieme. La seconda: i generatori e le teste flash hanno circuiti di ricarica con condensatori di grande capacità, e molti dispongono di circuiti che limitano la corrente di carica, per esempio con resistori NTC (a coefficiente di temperatura negativo) che si scaldano e abbassano la propria resistenza dopo l’accensione. Un NTC ha bisogno di più di un minuto per raffreddarsi, per cui riaccendere subito un apparecchio spento da pochi secondi può produrre di nuovo il picco. È una buona ragione per accendere le sorgenti una alla volta e senza fretta. Per i grandi generatori flash, da 1.200 o 2.400 J, i picchi assorbiti possono superare di 3 o 4 volte la corrente nominale di targa. Nel dimensionare il quadro secondario dedicato al set si sommano quindi le correnti di regime delle sorgenti continue e i picchi dei flash, moltiplicati per un coefficiente di contemporaneità, perché non tutte le teste caricano nello stesso istante.

Le curve dei magnetotermici

L’interruttore magnetotermico ha due protezioni. Quella termica è un elemento bimetallico, che reagisce ai sovraccarichi lenti, con un ritardo che lascia passare gli eccessi brevi. Quella magnetica è un solenoide che reagisce quasi subito ai picchi forti, come i cortocircuiti. La lettera che compare sull’interruttore indica la soglia dell’intervento magnetico istantaneo, espressa in multipli della corrente nominale In: nella curva B da 3 a 5 volte In (un interruttore da 10 A interviene fra 30 e 50 A), nella curva C da 5 a 10 volte In, nella curva D da 10 a 20 volte In. A parità di corrente nominale, una curva C o D tollera picchi di spunto più alti prima di scattare. Su un interruttore da 16 A, la curva C interviene magneticamente fra 80 e 160 A, la D fra 160 e 320 A. Per le linee che alimentano lampade a filamento o grossi generatori si usano quindi la curva C o la curva D, scelta dal progettista in funzione della lunghezza della linea e del tipo di carico: una curva D, che interviene tardi, richiede un cavo che sopporti la corrente di corto circuito presunta fino a quel punto, ed è per questo una decisione di progetto e non di gusto.

Il quadro dello studio viene dimensionato con un margine: le istruzioni della CEI 64-8 per i quadri delle abitazioni prevedono il 15 per cento di moduli in più di quelli installati, con un minimo di due, per consentire ampliamenti senza sostituire il quadro. Gli interruttori dei singoli circuiti si identificano con una targhetta leggibile, così che in emergenza si sappia dove intervenire.

La caduta di tensione nei cavi

Un cavo lungo e sottile dissipa una parte della tensione lungo il percorso. In monofase, andata e ritorno, la caduta di tensione si stima con la formula:

ΔV = 2 × L × I × ρ / S

dove L è la lunghezza del cavo in metri, I la corrente in ampere, ρ la resistività del rame (circa 0,0175 ohm per millimetro quadrato al metro a temperatura ambiente) e S la sezione del conduttore in millimetri quadrati. Si consideri una prolunga di 30 metri che alimenta un carico da 10 A. Con una sezione da 2,5 mm² la caduta vale 2 × 30 × 10 × 0,0175 / 2,5 = 4,2 V, cioè l’1,8 per cento di 230 V. Con una sezione da 1,5 mm² sale a 7 V, il 3 per cento. Le teste flash tollerano di norma variazioni di tensione modeste, ma una caduta importante può allungare i tempi di ricarica e, con sorgenti a LED o a scarica, alterare l’emissione. La regola è semplice: prolunghe corte, sezione adeguata e completamente srotolate, perché un cavo arrotolato smaltisce male il calore. Una caduta di tensione superiore al 4 per cento rende instabile il funzionamento dei flash e altera la costanza della temperatura di colore del lampo.

Sono utili anche tre accorgimenti sul quadro secondario. Linee separate per la luce e per il resto (il computer e il monitor non condividono la linea con i flash, che possono generare disturbi). Cavi dorsali di sezione adeguata, 4 o 6 mm² quando la distanza dal quadro principale supera qualche decina di metri. Prese di tipo industriale con grado di protezione adeguato, nei casi in cui lo studio operi anche in esterni o in ambienti umidi.

Sicurezza operativa sul set

La sicurezza si costruisce con gesti ripetuti a ogni allestimento. Sacchi di sabbia su ogni stativo che regge qualcosa in alto o di lato; controllo del bloccaggio dei bracci e delle viti di fissaggio a ogni cambio di configurazione; cavi di alimentazione fissati con nastro al pavimento o protetti da passacavi nelle zone di passaggio; lampade calde mai a contatto con tessuti, carta o plastica; sorgenti spente e raffreddate prima di cambiare lampada o modificatore. A ogni cambio di configurazione si controlla anche la tensione dei cavi, che non devono restare tesi fra due stativi o fra la presa e la lampada. Gli obiettivi si proteggono con tappi e coperture antipolvere quando non servono, e la cura dell’attrezzatura, cioè la pulizia delle superfici ottiche e la lubrificazione degli snodi dei bracci, allunga la vita degli strumenti. Un sacco di sabbia costa meno di un obiettivo, e un obiettivo costa meno di un modello ferito. Se si lavora con persone vicino alle luci, uno stativo con softbox pesante si tiene sempre sul lato in cui nessuno cammina.

Esiste infine una questione di abitudini. Chi lavora in uno studio abituale smette di vedere i rischi: la prolunga che attraversa la porta, il cavo teso fra due stativi, il flash che scotta. Una verifica di dieci secondi a ogni cambio di scena, con lo sguardo che segue il percorso di ogni cavo dalla presa alla lampada, previene quasi tutti gli incidenti da set. Lo stesso vale per i flag e i pannelli neri, che in presenza di vento o di un ventilatore agiscono come vele e vanno zavorrati come gli stativi.

Se nello studio lavora personale dipendente, entrano in gioco anche gli obblighi del D.Lgs. 81/08, il Testo unico sulla sicurezza sul lavoro, che richiede al datore di lavoro di valutare i rischi, di informare e formare i lavoratori e di adottare misure tecniche e organizzative. Per un fotografo che lavora da solo valgono le stesse buone pratiche, con la differenza che la responsabilità è tutta sua.

Sicurezza fotobiologica delle sorgenti

La luce può danneggiare gli occhi e la pelle quando l’intensità, la durata di esposizione o la composizione spettrale superano certi limiti. Il D.Lgs. 81/08 dedica alle radiazioni ottiche artificiali (ROA) il Titolo VIII, Capo V, e rimanda per la classificazione delle sorgenti non coerenti alla norma EN 62471 (in Italia CEI EN 62471), «sicurezza fotobiologica delle lampade e dei sistemi di lampade». La norma considera sei tipi di rischio: il danno da ultravioletto attinico su pelle e occhio, il danno agli occhi da UVA vicino al visibile, il danno fotochimico alla retina da luce blu, il danno termico alla retina, il danno agli occhi da infrarosso e il danno termico alla pelle.

I quattro gruppi di rischio

La norma suddivide le sorgenti in quattro gruppi di rischio. Il gruppo 0, detto esente, comprende le sorgenti che non causano pericolo nemmeno per esposizioni molto lunghe. Nel gruppo 1, a rischio basso, la sorgente può superare limiti di esposizione più brevi, ma il rischio resta contenuto dall’uso naturale e dall’emissione intrinseca del prodotto. Nel gruppo 2, a rischio medio, il pericolo è limitato dalla reazione istintiva di distogliere lo sguardo o dal fastidio, quindi non si prevede danno in esposizioni brevi; il limite di esposizione va da 0,25 a 100 secondi e il prodotto riporta l’avvertenza «CAUTION». Il gruppo 3, ad alto rischio, indica sorgenti che possono causare danno anche con un’esposizione momentanea inferiore a 0,25 secondi, e richiede l’avvertenza «WARNING». I costruttori classificano il proprio prodotto, e nell’Unione europea l’etichetta di avvertimento compare dove prevista; il valore di riferimento è calcolato a 0,2 metri di distanza, oppure, per l’illuminazione generale, alla distanza a cui la sorgente produce 500 lux.

Per l’illuminazione bianca di uso generale il rischio è considerato basso: i LED bianchi non contengono nella luce una quota di blu significativamente maggiore di altre sorgenti alla stessa temperatura di colore e, secondo gli standard attuali, le sorgenti bianche per illuminazione generale non sono pericolose per adulti sani. La valutazione caso per caso resta necessaria per sorgenti colorate o speciali, che possono rientrare nel gruppo 2 o in uno superiore, e va fatta con più cautela vicino a neonati, privi di una risposta di avversione sviluppata, e a persone con alcune malattie oculari.

Che cosa significa sul set

Nelle sorgenti da studio i rischi tipici sono due. Il primo riguarda le lampade a scarica e le alogene senza il vetro frontale previsto dal costruttore: emettono una componente ultravioletta che il vetro filtra, e un vetro rotto o rimosso espone a danni alla cornea (fotocheratite) e alla congiuntiva. Un apparecchio con vetro incrinato si spegne e si ripara, anche quando continua a funzionare. Il secondo riguarda i LED ad alta luminanza o concentrati con lenti e ottiche spot: la luce blu, nella banda fra circa 400 e 500 nm, può causare un danno fotochimico alla retina quando viene focalizzata dall’occhio. Per le sorgenti molto concentrate si legge l’etichetta del costruttore e si osserva la distanza minima di sicurezza indicata. I proiettori LED da studio ad alta potenza con asse ottico concentrato, soprattutto se accoppiati a lenti spot o a snoot, rientrano spesso nel gruppo di rischio 2. La luce blu focalizzata da cornea e cristallino colpisce direttamente la macula e provoca uno stress ossidativo fotochimico che può danneggiare i fotorecettori, coni e bastoncelli. Le sorgenti HMI e le alogene a nudo emettono invece una quota non trascurabile di ultravioletti UV-A e UV-B, e senza i vetri UV-cut originali davanti alla lente di Fresnel o al riflettore l’esposizione diretta e prolungata può causare fotocheratite e fotocongiuntivite nel giro di poche ore.

La pratica corretta è semplice. Non puntare sorgenti molto intense direttamente sugli occhi del soggetto o dell’operatore, e non farle fissare per tempi lunghi. Aumentare la dimensione apparente della sorgente con un softbox o un pannello diffusore riduce la luminanza, cioè la quantità di luce per unità di superficie e di angolo solido, e distribuisce la stessa potenza su un’area più grande: è la ragione per cui un volto illuminato da un softbox è più a suo agio di uno illuminato da un faretto nudo. Con i bambini e le persone sensibili si aumentano le distanze e si abbassa la potenza. Se si lavora in ambienti con più sorgenti potenti, l’uso di occhiali con filtri adeguati per gli operatori durante le fasi di regolazione è una misura ragionevole.

Anche la durata ha il suo peso. Le sorgenti a flash agiscono per frazioni di millisecondo e la loro energia totale per lampo è modesta rispetto a quella di una lampada continua; è la luce continua, unita alla distanza ravvicinata e alla durata di una sessione lunga, a imporre le attenzioni indicate. Chi lavora ogni giorno sotto lampade HMI o proiettori LED potenti dovrebbe chiedere al produttore la scheda tecnica con la classificazione e conservarla con la documentazione dello studio.

Calore, condensatori e smaltimento

Lo stress termico nei flash

I condensatori elettrolitici dei flash accumulano energia nel campo elettrostatico fra le armature. Durante la ricarica e la scarica rapida, tipica delle sequenze di scatti a raffica nella moda e nello sport, la resistenza equivalente in serie (ESR) del condensatore produce calore interno per effetto Joule. Quando la temperatura supera la soglia nominale del componente, in genere 85 o 105 gradi centigradi, l’elettrolita liquido si degrada e la pressione interna sale. Con gli anni il condensatore si secca, la sua ESR aumenta e la capacità cala, e il flash si scalda di più e si ricarica più lentamente. Oltre la temperatura critica l’elettrolita liquido inizia a bollire e la pressione interna aumenta fino a deformare la valvola di sfogo.

I flash professionali si proteggono con sensori termici e con la ventilazione forzata, e riducono o bloccano la ricarica quando la temperatura sale troppo. La protezione è affidata a termistori NTC o PTC, che interrompono il circuito di carica oltre i limiti di sicurezza e attivano la ventilazione forzata a controllo elettronico. Conviene rispettare le istruzioni del costruttore sul numero di lampi consecutivi a piena potenza e lasciare riposare l’apparecchio nelle pause, evitando di coprire le griglie di raffreddamento con tessuti, nastro o modificatori. Un flash che si surriscalda in modo anomalo, che emette odori o ha un tempo di ricarica sempre più lungo va fatto verificare da un tecnico, perché il guasto di un condensatore invecchiato può rovinare l’apparecchio. Cicli di scatto serrati oltre le specifiche del costruttore portano alla perdita permanente di capacità del condensatore e, nei casi estremi, al suo scoppio, che distrugge la torcia in modo irreversibile.

Smaltimento dei rifiuti dello studio

Lo studio produce, nel tempo, rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche, disciplinati in Europa dalla direttiva RAEE e in Italia dal D.Lgs. 49/2014. La direttiva RoHS limita invece le sostanze pericolose nei prodotti nuovi. Tre categorie meritano attenzione. Le lampade a scarica, come le HMI, e i tubi fluorescenti usati per luce diurna contengono mercurio, un metallo tossico e bioaccumulabile: se un bulbo si rompe, si aerano i locali, si evita di aspirare i frammenti con un aspirapolvere e si raccolgono i residui separatamente, conferendoli come rifiuto pericoloso. Gli apparecchi con condensatori e schede elettroniche, come generatori e teste flash vecchi, si consegnano ai canali RAEE e non vanno gettati con l’indifferenziata. Le matrici LED e gli alimentatori contengono semiconduttori composti, metalli e componenti elettronici, e seguono lo stesso percorso. Nei generatori e nei monoluce vecchi o di provenienza extra UE i condensatori possono contenere oli dielettrici o composti nocivi, e il surriscaldamento o l’invecchiamento può deformare la valvola di sfogo o far scoppiare il componente, con rilascio di fumi tossici e acidi corrosivi. Le matrici LED e le schede contengono metalli pesanti e terre rare, come il piombo delle saldature datate, il gallio, l’indio e l’arsenico dei semiconduttori, e vanno conferite ai canali RAEE nella categoria 5, quella degli apparecchi di illuminazione. Un bulbo a mercurio rotto obbliga a evacuare e ventilare subito il locale, e i residui si trattano come rifiuti speciali pericolosi, con il codice CER specifico.

La via più comoda è la consegna al distributore all’acquisto di un apparecchio equivalente, secondo il principio dell’uno contro uno, oppure l’isola ecologica del comune. Chi acquista ha il diritto di consegnare il vecchio apparecchio al rivenditore, e conviene farlo al momento del ritiro del nuovo. I rifiuti derivanti da attività professionali hanno regole proprie, e al fotografo con partita IVA conviene farsi dare dal gestore la documentazione di consegna.

Questo capitolo ha portato lo studio dalla sola luce al luogo in cui la luce nasce, e il capitolo successivo applica tutto ai generi: natura morta, macro e video, dove tempi di posa e frequenza dei fotogrammi interagiscono con la rete elettrica, come si vede nelle applicazioni verticali. Per un quadro delle sorgenti più recenti e delle loro caratteristiche si rimanda ancora a le sorgenti luminose nel panorama contemporaneo, e per il budget di un kit iniziale all’articolo sui stativi e le attrezzature di base.

Aggiornato Ottobre 2026