“Janelas líquidas” podem ser a solução para prédios mais sustentáveis
Protótipo de janela permite controlar a intensidade, a cor e a dispersão da luz solar usando água e um sistema de bombeamento
Janelas por si só não resolvem o problema quando o assunto é luminosidade e calor. Se você quer reduzir a quantidade de luz solar que entra na sala em um dia quente de verão, não tem escolha a não ser recorrer a persianas, cortinas, blackouts ou, pior ainda, ao ar-condicionado.
Isso acontece devido à maneira como as janelas são feitas: duas placas de vidro com um espaço de ar dentro. Ambos os materiais – se é que podemos chamar o ar de material – são rígidos. Mas e se, em vez disso, o espaço entre as placas fosse preenchido com uma fina camada de água?
O sistema poderia economizar 40% mais energia do que as janelas inteligentes, que usam semicondutores tóxicos.
De repente, teríamos um material maleável capaz de refletir e refratar a luz. Poderíamos mudar sua cor e misturar uma série de moléculas e partículas que podem dispersar a luz, absorver o calor e controlar o quanto de luminosidade entra no ambiente.
Essa é a premissa por trás das “janelas líquidas”, conforme descrito em um novo estudo realizado por pesquisadores da Universidade de Toronto, no Canadá.
Eles construíram uma janela de um metro quadrado com três camadas imprensadas entre duas placas de vidro. Cada uma contém um fluido, como água, óleo ou álcool, com várias propriedades ópticas.
Ao bombear esses fluidos para dentro e para fora das camadas, o sistema pode controlar o tipo de luz solar que passa pela janela (seja visível ou invisível, como infravermelha), a quantidade e o modo como é distribuída no ambiente.
“Podemos fazer com que um fluido faça o que quisermos opticamente”, explica Raphael Kay, principal autor do estudo. “Também podemos mover [os fluidos] facilmente.”
Com base em simulações de computador, eles descobriram que o sistema poderia economizar 40% mais energia do que as janelas inteligentes, que usam semicondutores tóxicos, como óxido de índio e estanho. O conceito ainda está em seus estágios iniciais, mas a equipe acredita que a tecnologia pode estar pronta para o mercado nos próximos cinco anos.
Ela funciona da seguinte maneira: para limitar o quanto de luz que entra no ambiente, você pode adicionar quantidades específicas de pó de pigmento preto de carbono em água ou álcool para escurecer a janela, fazendo sombra no local, sem torná-la opaca.
Para controlar a temperatura – independentemente da quantidade de luz –, basta usar pigmentos específicos que absorvem o calor infravermelho, impedindo sua entrada.
Se quiser direcionar a luz, pode injetar nanopartículas de diâmetros variados para dispersá-la para o fundo da sala, economizando até 10% de energia elétrica, uma vez que você controla quais ambientes recebem luz natural.
“Já que é possível injetar diferentes substâncias químicas e partículas, as três funções podem ser realizadas de forma independente e dinâmica”, ressalta Kay.
E isso é apenas a parte prática. Se quiser, também é possível adicionar pigmentos coloridos para transformar sua sala em um caleidoscópio. As camadas não são visíveis a olho nu e podem ser “ativadas” individualmente, dependendo da funcionalidade desejada. Como são preenchidas com um líquido
o sistema pode controlar o tipo de luz solar que passa pela janela, a quantidade e o modo como é distribuída no ambiente.
com o mesmo índice de refração do vidro, a vista se mantém perfeitamente clara, sem qualquer distorção.
Vale a pena destacar que o sistema, se algum dia vir a luz do dia, não substituirá as janelas tradicionais. Ele seria acoplado a elas, com infraestrutura de bombeamento discreta que ainda não foi desenvolvida, mas provavelmente só precisará usar alguns mililitros de água.
Embora nova, a tecnologia buscou inspiração na natureza. Em um estudo anterior para desenvolver uma janela que permite alterar sua opacidade apenas com óleo e água com corante, a mesma equipe se inspirou na maneira como o krill – um tipo de crustáceo bem pequeno, parecido com um camarão – pode mudar a cor de sua pele, passando de transparente para opaca.
Para este novo estudo, eles observaram como várias espécies de lulas controlam a absorção de luz e afetam sua reflexão e iridescência.
“Hoje, lidamos com o controle climático dentro dos edifícios deixando ar e luz entrarem à vontade, para depois desperdiçar uma quantidade imensa de energia para aquecer, resfriar ou iluminar o ambiente”, critica Kay. “O mais impressionante na natureza é que [os animais] controlam suas propriedades térmicas e ópticas diretamente na fonte”.
Em breve, os prédios poderão fazer o mesmo.
