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Facciate dinamiche per ridurre i consumi degli edifici Gli scienziati hanno realizzato un sistema a base di pigmento capace di bloccare la luce su richiesta.
Le facciate dinamiche degli edifici in grado di adattarsi alla temperatura e alle fluttuazioni della luce diurna potrebbero ridurre le inefficienze energetiche, i costi di riscaldamento, raffreddamento e illuminazione interni, nonché le emissioni di gas serra. A questo proposito, un team di scienziati dell’Università di Toronto ha ideato un nuovo sistema di ombreggiamento dinamico che consentirebbe alle facciate di comportarsi come un organismo vivente.
Fonte di ispirazione del concept è stato un animale, per la precisione il krill, un piccolo crostaceo in grado di cambiare colore per proteggersi dalle radiazioni solari. Questi minuscoli organismi marini simili ai gamberetti di solito sono trasparenti, ma implementano un sistema di ombreggiamento semplice ed efficace per proteggersi dal sole. Usano granuli di pigmenti colorati sotto la pelle per scurirsi quando è troppo luminoso e diventare di nuovo più chiari quando il sole svanisce.
I ricercatori dell’ateneo canadese hanno ripreso questo concetto per sviluppare nuove facciate dinamiche bioispirate. Nello specifico, gli ingegneri hanno elaborato un prototipo di celle optofluidiche costituite da uno strato di olio minerale spesso circa 1 millimetro racchiuso tra due fogli di plastica trasparenti. Al centro della cellula è collegato un tubicino per iniettare una piccola quantità di acqua contenente un colorante. L’iniezione di quest’acqua crea una fioritura di colore che può essere controllata tramite una pompa digitale che funziona in entrambe le direzioni. L’aggiunta di più acqua rende la fioritura più grande, mentre rimuoverne un po’ la rende più piccola. Le basse portate creano uno schema circolare, mentre le velocità più elevate producono strutture ramificate simili ad alberi.
Per determinare l’efficienza del loro metodo, i ricercatori hanno collaborato con Alstan Jakubiec della Daniels Faculty of Architecture per costruire modelli al computer che simulano il modo in cui un sistema completamente automatizzato e ottimizzato che utilizza queste celle possa essere comparato a uno che adopera tende motorizzate o finestre elettrocromiche.
«Quello che abbiamo scoperto è che il nostro sistema potrebbe ridurre l’energia necessaria per il riscaldamento, il raffreddamento e l’illuminazione fino al 30% rispetto alle altre due opzioni», ha affermato il ricercatore Raphael Kay. «La ragione principale di ciò è che abbiamo un controllo molto più preciso sull’estensione e sui tempi della schermatura solare. Il nostro sistema è analogo all’apertura e alla chiusura di centinaia di minuscole persiane in luoghi e orari diversi su una facciata. Possiamo ottenere tutto questo con un flusso di fluido semplice, scalabile ed economico».
Ben Hatton, che ha supervisionato lo studio, ritiene che l’idea di usare facciate dinamiche possa fornire uno strumento in più per la decarbonizzazione delle costruzioni e la lotta ai cambiamenti climatici. «Nel mondo sviluppato, gli edifici sono responsabili di qualcosa come il 40% delle nostre emissioni, che è più di qualsiasi altro singolo settore. In parte il motivo è che abbiamo progettato gli edifici in modo da essere rigidi. Quelli dinamici e adattivi potrebbero ridurre i gradienti di temperatura e luce diurna contro i quali dobbiamo lottare e potenzialmente risparmiare molta energia. Ci auguriamo che il nostro contributo susciti l’immaginazione delle persone».
