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Sep 06, 2023

Come le finestre intelligenti risparmiano energia

CREDIT: MODIFIED FROM ISTOCK.COM / ISMAGILOV Smart windows that tint in response

CREDITO: MODIFICATO DA ISTOCK.COM / ISMAGILOV

Le finestre intelligenti che si colorano in risposta a stimoli come il calore o la luce, o alle preferenze dell'utente, stanno diventando sempre più comuni, ma potrebbe passare del tempo prima che la tecnologia diventi mainstream.

Il vetro specializzato che trattiene il calore durante l’inverno e lo lascia uscire durante l’estate potrebbe rendere gli edifici molto più efficienti, se i costi e le complessità non si intromettono

Di Brittney J. Miller il 06.08.2022

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La luce naturale che filtra attraverso una finestra soleggiata è fantastica, finché non strizzi gli occhi e ti asciughi il sudore dalla fronte. Puoi chiudere le tapparelle o accendere l'aria condizionata, ma ti ritrovi con una stanza buia o una bolletta elettrica in aumento.

Una soluzione a questo enigma è stata ideata 40 anni fa: finestre intelligenti, personalizzabili in base alle proprie preferenze. Utilizzando materiali speciali che bloccano specifiche lunghezze d'onda della luce, queste finestre si adattano alle condizioni atmosferiche o al tuo comfort personale. Troppo caldo? Le finestre possono essere colorate per bloccare la luce e mantenere le stanze più fresche. Troppo fredda? La tinta scompare, lasciando che la calda luce naturale riscaldi il tuo spazio. Vuoi un po' di privacy? Alcuni vetri possono appannarsi semplicemente premendo un interruttore.

Negli ultimi decenni, i progressi nella ricerca sulle finestre intelligenti hanno portato la tecnologia ben oltre il laboratorio: si prevede che il mercato del vetro intelligente raggiungerà i 7,5 miliardi di dollari entro il 2028. Tipi di finestre intelligenti possono già essere trovati su barche, automobili e aeroplani e sono penetrando in edifici come uffici e terminal aeroportuali. E, supponendo che superino alcune sfide chiave, un giorno potrebbero svolgere un ruolo importante nel rendere le case più efficienti dal punto di vista energetico, dicono i sostenitori.

Negli Stati Uniti gli edifici rappresentano ben il 39% del consumo energetico, di cui il 35% è associato al riscaldamento, alla ventilazione e al condizionamento dell’aria. Poiché le finestre intelligenti possono bloccare selettivamente il calore o lasciarlo entrare, possono ridurre il fabbisogno energetico: circa il 35% dell’energia di un tipico edificio viene dispersa attraverso le finestre.

Ma affinché le finestre intelligenti diventino mainstream – e riducano il consumo di energia di tutti – il prezzo deve scendere. I dispositivi attuali possono costare fino a 10 volte il prezzo delle finestre standard ad alta efficienza energetica. Rendere la tecnologia più economica, e forse anche più intelligente, è un’area di grande interesse per i ricercatori.

In futuro, afferma il fisico dei materiali Claes-Göran Granqvist, "non c'è motivo di avere altre finestre oltre a queste finestre intelligenti".

Le finestre intelligenti sono nate molto prima che telefoni e televisori fossero considerati "intelligenti". All’inizio degli anni ’80, gli scienziati della Chalmers University of Technology in Svezia e del Lawrence Berkeley National Laboratory in California stavano riflettendo su nuovi modi per produrre materiali da costruzione efficienti dal punto di vista energetico. I ricercatori hanno avuto l’idea di una finestra reattiva che cambiasse dinamicamente la sua tinta. Granqvist, che ha preso parte a quella prima ricerca, ha utilizzato la frase "finestre intelligenti" in una domanda di sovvenzione. Il nome rimase e la prima finestra intelligente venne realizzata nel 1984.

Le finestre aiutano a creare spazi piacevoli all'interno degli edifici e svolgono un ruolo importante nel mantenere un ambiente interno confortevole. Le finestre intelligenti di prossima generazione saranno fondamentali per un’economia più verde ed efficiente dal punto di vista energetico.

I prototipi originali misuravano solo pochi centimetri e presentavano un vetro che cambiava reversibilmente da trasparente a oscurato, un’impresa ottenuta unendo insieme vetro, diversi strati di materiali e conduttori trasparenti che fornivano piccole scosse di elettricità. La tensione ha alterato il modo in cui i materiali interagivano con la luce, modificando le lunghezze d’onda riflesse o assorbite.

Con l’avanzare della tecnologia, i ricercatori hanno esplorato altre sostanze che manipolano la luce in risposta ad altri stimoli, come il calore, la luce ultravioletta e il magnetismo. Oggi viene utilizzata una gamma di speciali “materiali intelligenti” e i ricercatori continuano a studiarne di nuovi.