Lulas inspiram ‘janelas inteligentes’ que podem tornar edifícios mais energeticamente eficientes

Uma equipa de investigadores da Universidade de Toronto, no Canadá, criou um sistema que pode reduzir o consumo de energia para aquecer, arrefecer ou iluminar os espaços interiores dos edifícios, ao manipular a luz solar que atravessa as janelas.

Trata-se de um método que foi inspirado na capacidade que alguns animais, como as lulas ou os chocos, têm para mudar a cor da pele, e os seus criadores acreditam que, comparando com outras tecnologias que existem hoje, é muito mais eficiente e pode ser construído com materiais ao alcance de todos.

Raphael Kay, principal autor do artigo publicado na revista ‘PNAS’, explica que “os edifícios usam quantidades enormes de energia para aquecer, arrefecer e iluminar espaços interiores”, e acredita que “se conseguirmos controlar estrategicamente a quantidade, tipo e direção da energia solar que entra nos nossos prédios”, então poderemos “reduzir massivamente” a energia consumida pelos aparelhos de ar condicionado e pelos sistemas de iluminação.

Atualmente, já existem edifícios equipados com ‘janelas inteligentes’ que se tornam mais ou menos opacas para controlar a quantidade de luz que entra, mas, de acordo com estes investigadores, têm limitações, pois não permitem controlar nem o tipo de radiação solar nem a sua dispersão numa determinada divisão.

Kay recorda que a luz solar é composta por ondas visíveis, aquilo a que chamamos de ‘luz’, e por ondas invisíveis, tal como a radiação infravermelha, que gera calor. O especialista diz que os sistemas atuais que escurecem as janelas bloqueiam ou permitem a entrada quer do calor quer da luz, e não conseguem diferenciar entre um e o outro.

“Num dia de inverno, provavelmente queremos deixar entrar ambos [luz e calor], mas no verão, talvez só queiramos deixar entrar a luz e não o calor”, detalha, apontando que o novo sistema permite fazer precisamente essa distinção, além de permitir controlar a dispersão da luz que entra pelas janelas, ajudando a reduzir os custos com a iluminação interior.

O protótipo desenvolvido pelos cientistas consiste em painéis de plástico cuja superfície está repleta de canais com meros milímetros de diâmetro e que são preenchidos com fluídos. Esses fluídos podem conter pigmentos ou partículas que ajudam a controlar o tipo de luz que atravessa os painéis, bem como a direção dos raios que entram numa divisão.

Os painéis podem ser arranjados de forma a criar um painel ainda maior e com várias camadas, cada uma delas com uma função diferente, como controlar a intensidade da luz, bloqueando certos comprimentos de onda e deixando outros entrar, e dispersar ou concentrar a radiação solar.

Essa variação é controlada por pequeno sistema de bombeamento que funciona injetando ou retirando esses fluídos dos painéis, consoante a necessidade de iluminação ou de calor.

“É simples e barato”, diz Kay, apontando que esses painéis podem ser implementados em toda a fachada de um prédio para torná-lo o mais energeticamente eficiente possível.

Tal como as lulas e os chocos usam cromatóforos para alterar a cor da sua pele, um sistema usado como forma de comunicação com outros indivíduos da mesma espécie ou com predadores e também para se camuflarem, estes painéis recorrem a pigmentos para alterar a forma como a janelas interagem com a luz que sobre elas incide.

Recorrendo a modelos de computador, os investigadores calculam que só com uma camada que ajude a controlar a radiação infravermelha que entra numa divisão é possível poupar cerca de 25% de energia todos os anos. Com duas camadas, uma que controla os infravermelhos e outra a luz visível, por exemplo, a poupança pode subir para os 50%.

“Em termos globais, a quantidade de energia que os edifícios consomem é enorme”, assinala Kay, que acrescenta que é por isso que é preciso repensar a forma como construímos os nossos prédios e considerar seriamente a utilização de ‘materiais inteligentes’ para torná-los mais sustentáveis e para consumirem menos energia, com benefícios para o ambiente e para o carteira de quem paga as contas da luz.