Come avviene la progettazione di una lampada LED per il monitoraggio degli insetti volatili?

La progettazione di dispositivi per il controllo degli insetti nelle abitazioni e nei luoghi di lavoro ha subito un’evoluzione significativa rispetto alle soluzioni del passato. Sebbene i progressi nella tecnologia per il controllo delle mosche possano non essere immediatamente evidenti, nel tempo sono stati messi in atto una serie di miglioramenti che hanno portato queste tecnologie ad un livello superiore, come il riconoscimento della tipologia di insetto da attrarre oppure l’analisi dell'area di cattura.

Grazie alla ricerca sull’uso dell’elettricità, sulle caratteristiche e i comportamenti delle mosche, è stato possibile sviluppare le lampade cattura insetti a LED (ILT) per il controllo e la gestione degli insetti volanti.

Inoltre, le lampade Led Lumnia sono conformi alle normative, le quali hanno subito notevoli variazioni nel corso del tempo.

Di seguito viene illustrata l’evoluzione delle lampade cattura insetti nel tempo.

L’evoluzione delle lampade cattura insetti a Led (ILT)

Uno dei primi dispositivi ad utilizzare l'elettricità fu brevettato nel 1902 da ER Greene di Rhode Island, USA (Trappola elettrica per mosche, brevetto US 698274). Consisteva in una tavola di legno o di gomma dura installata in verticale ed avvolta da una serie di fili positivi e negativi separati. Questa tecnologia viene ancora impiegata nei tradizionali repellenti elettrici per mosche (EFK).

La mosca che atterrava su un filo e toccava quello di polarità opposta, veniva folgorata. I fili e la tavola erano distanziati da un distanziatore su cui veniva posizionato un attrattivo, presumibilmente una barretta di zucchero in zollette.

In cima vi era una lampadina a incandescenza per prevenire il surriscaldamento dei fili e segnalare eventuali cortocircuiti. L'inventore definì il suo dispositivo come "un nuovo dispositivo elettrico per eliminare le mosche, ideato specificamente per negozi, cucine, sale da pranzo ed altri ambienti".

L'inventore riconobbe la necessità di controllare le infestazioni di mosche, nonostante il dispositivo fosse destinato agli ambienti domestici. Tuttavia, all'epoca, poche persone avevano accesso all'elettricità, quindi il dispositivo era accessibile solo per persone benestanti, collegate a una fornitura o con un proprio generatore. Non sono disponibili informazioni sull'efficacia nella cattura delle mosche o sulla sicurezza del dispositivo.

Nei decenni successivi sono stati sviluppati vari dispositivi per il controllo degli insetti volanti, alcuni simili agli EFK ancora presenti nelle abitazioni odierne. Questi dispositivi presentavano un'esca centrale e talvolta una lampada per attirare gli esemplari durante la notte o in ambienti bui. A partire dal 1917, i fili elettrificati venivano collocati all'interno di una gabbia metallica per evitare che le persone potessero venirne a contatto (brevetto USA 1.247.488). 

All’epoca, non vi era ancora menzione dell'utilizzo della luce per attirare le mosche, sebbene un modello specifico avesse una piccola lampadina ad incandescenza montata all'interno della griglia elettrificata, forse destinata all'uso notturno. 

Negli anni '30, gli sviluppi EFK erano concentrati sul controllo degli insetti all'aperto durante le ore notturne per proteggere le colture, come alternativa alla nebulizzazione. La Folmer Chapin Corporation di New York ha depositato una serie di brevetti per due dispositivi, uno con una lampada ad incandescenza ed uno con un’esca a vapori di mercurio. La lampada a vapori di mercurio è stata ideata perché emetteva meno calore e certi insetti come la comune mosca domestica sono attratti dalla luce ma non dalla presenza di calore (brevetto USA 1.962.439). Questi dispositivi non sono stati ampiamente adottati a causa del costo di gestione e della loro inefficacia.

Mosche: comprensione vista e caratteristiche

Sebbene le lampade a vapori di mercurio siano state sviluppate per la prima volta alla fine del 1800 e si sapesse che emettevano luce UV, non era ancora nota la capacità di attrarre gli insetti. Le prime lampade a vapori di mercurio erano principalmente destinate all'uso commerciale (lampioni stradali) e per scopi germicidi (sfruttando la luce UV-C).

Negli anni ’70 venne scoperto che gli insetti erano sensibili alla luce UV, in particolare quando le lunghezze d'onda comprese tra 310 e 370 nm, appartenenti alla banda UV-A più vicina alla luce visibile, risultarono particolarmente attraenti per le mosche domestiche. Successivamente, si è appurato che la visione UV gioca un ruolo cruciale nella vita di insetti, uccelli, pesci, topi e ratti per la ricerca del cibo, per l’orientamento e per la scelta del partner.

La luce è prodotta da lampade a incandescenza, fluorescenti e a LED ed emessa a basse lunghezze d'onda UV. L'intensità della luce solare sulla superficie terrestre diminuisce notevolmente lunghezze d'onda UV (l'ozono assorbe i raggi UV-C), ma rimane una fonte significativa per le lunghezze d'onda UV-A. Le mosche domestiche e i moscerini della frutta possiedono recettori della luce che raggiungono il picco a due lunghezze d'onda nello spettro UV-A e tre nello spettro visibile (blu, ciano, verde).

Gli occhi delle mosche contengono speciali fotorecettori che rilevano l'intensità della luce in una vasta gamma di lunghezze d'onda. Le mosche sono attratte dalla luce intensa e hanno circuiti cerebrali che le rendono più sensibili alle fonti di luce UV. Questo comportamento, noto come risposta allo spazio aperto, le spinge ad avvicinarsi ambienti con luminosità derivante da luci UV e lontano da luoghi bui.

La mancanza naturale di luce UV all'interno dell'ambiente fa sì che le lampade UV siano attrattive per le mosche e molte altre specie di insetti, incluse api, farfalle e alcuni coleotteri che possiedono fotorecettori UV. Questo ha reso le lampade UV l'esca principale per le mosche domestiche e gli insetti pungenti.

Quindi, gli EFK UV sviluppati negli anni ’30 e diffusi negli ambienti domestici per il controllo di mosche ed altri insetti pungenti sono praticamente inefficaci a tale scopo. Al contrario, negli ambienti aperti provocano la morte di numerose specie di insetti utili presenti in natura, arrecando danni agli ecosistemi locali. Un'indagine sugli insetti catturati tramite gli EFK attorno alle abitazioni ha evidenziato che soltanto 31 dei 13.789 insetti uccisi erano mosche (inclusi i moscerini)

La Convenzione di Minamata sull’impiego del mercurio ha determinato restrizioni sull’uso delle lampade fluorescenti nei paesi europei. Le lampade a LED rappresentano una soluzione per la gestione delle infestazioni di mosche ed insetti volanti in quanto consentono la cattura degli esemplari, offrendo vantaggi quali una maggiore durata operativa e un ridotto consumo energetico. Le prime lampade cattura insetti a LED sono state introdotte sul mercato nel 2017.

Controllo degli insetti volanti: settori industriali ed alti standard di igiene

Fino agli anni ’60 gli EFK non sono stati impiegati nel settore alimentare e farmaceutico, a causa degli elevati standard di igiene e controllo degli infestanti. I primi modelli impiegati replicavano il design di quelli utilizzati da tempo negli ambienti esterni e in ambito domestico: una forma cilindrica sospesa con un tubo fluorescente posizionato verticalmente al centro.

Con il tempo questa soluzione si è rivelata inadatta in virtù dei requisiti di efficacia, sicurezza e conformità alle normative. Negli anni '80, il codice FDA per la protezione degli alimenti stabiliva che potevano essere utilizzati solo dispositivi montati a parete, che le parti caricate elettricamente dovevano essere protette per evitare la folgorazione delle persone che vi entravano in contatto, che i dispositivi dovevano essere certificati da un laboratorio di analisi e dovevano essere posizionati ad almeno un metro e mezzo dagli “oggetti esposti”.

Inoltre, un’analisi effettuata sugli EFK ha rilevato che il rischio di contaminazione da agenti patogeni trasmessi dalle mosche aumentava notevolmente quando questi venivano attivati. Le particelle più piccole rimanevano sospese nell'aria per lunghi periodi, il che significava che potevano essere trasportate per lunghe distanze dalle correnti d'aria. Ciò rende gli EFK dispositivi che facilitano la diffusione di agenti patogeni trasportati dalle mosche e non adatti all'uso in aree ad che richiedono alti standard igienici. L'unica soluzione successiva alla cattura è l’intrappolamento delle mosche.

Quali sono i requisiti fondamentali per la progettazione di una lampada cattura insetti moderna?

Grazie all’aggiornamento delle normative e all’evoluzione scientifica, sono state definite le caratteristiche di progettazione fondamentali degli ILT. A differenza dei primi modelli sviluppati, i nuovi modelli presentano caratteristiche progettuali mirate al controllo delle infestazioni.