Janela inteligente: tecnologias, tipos e funções

Tecnologias para janelas inteligentes prometem iluminação natural com economia de energia e funcionalidade

Janela inteligente é qualquer design de janela ou revestimento projetado com tecnologias capazes de escurecer ou iluminar um ambiente de acordo com a temperatura, para controlar a quantidade de calor que entra em uma residência ou edifício e, assim, reduzir a necessidade de aparelhos de ar-condicionado que consomem muita energia. A maior parte das diversas tecnologias disponíveis ainda é emergente, mas os estudos a respeito de novas engenharias para janelas inteligentes cada vez mais eficazes têm avançado a todo vapor.

De acordo com o Departamento de Energia dos Estados Unidos, projetos mal elaborados e modelos mais antigos de janelas podem ser responsáveis ​​por mais de 25% dos custos de energia para aquecimento ou resfriamento de uma casa. Por isso, na Europa e nos Estados Unidos, proprietários de edifícios ou residências vêm buscando soluções de design de janelas mais econômicas e amigáveis ao meio ambiente.

A vida útil média de uma janela é de cerca de 20 anos. Isso significa que há muitas casas que poderiam se beneficiar com a substituição de janelas. O lado negativo é que substituir as janelas pode não ser tão acessível. De acordo com o Home Advisor, o custo de substituição de janelas em uma casa média nos Estados Unidos está entre 3 mil e 10 mil dólares.

Entretanto, no longo prazo, a troca deve compensar financeiramente. Enquanto as tecnologias não chegam ao Brasil, você pode conhecer as opções de janelas inteligentes mais promissoras disponíveis no mercado estrangeiro.

Tecnologias em desenvolvimento para janela inteligente

Vidro de baixa emissividade (low-E)

Esta tecnologia consiste em uma camada microscópica de partículas metálicas aderidas ao vidro. Essas partículas refletem a radiação infravermelha, de modo que a energia solar é refletida de volta, mantendo um ambiente mais fresco no verão.

O revestimento também reflete a radiação infravermelha dentro da casa, ajudando a mantê-la mais quente no inverno. Além disso, o revestimento bloqueia os raios ultravioleta, protegendo os móveis dos danos da luz solar.

SunnyFive

A SunnyFive, janela inteligente desenvolvida pela C-Lab, programa de start-ups pertencente à Samsung, é uma janela artificial que imita os benefícios da luz natural. Segundo a empresa, o dispositivo deve ajudar os usuários a sintetizar vitamina D em ambientes fechados ou com pouca iluminação, sem a preocupação com os danos nocivos dos raios solares para a pele.

LaWin

A janela inteligente projetada por pesquisadores da Universidade Friedrich-Schiller de Jena, na Alemanha, é capaz de alterar sozinha sua opacidade e coletar energia dos raios solares. O design, batizado de Large-Area Fluidic Windows (LaWin), usa uma suspensão fluida de partículas de ferro. Este fluido está contido dentro da janela em uma série de longos canais verticais. Esses “fluidos funcionais” permitem que a janela mude de opacidade, mas também absorvem e distribuem o calor.

O fluido infundido com ferro permanece difuso até que você ligue a janela – as nanopartículas obscurecem os canais e bloqueiam a luz. Quando você acende o interruptor, os ímãs arrastam as nanopartículas para fora do líquido para tornar a janela totalmente transparente.

Quando o ímã é desligado, as nanopartículas são suspensas novamente para escurecer o painel. Em geral, quanto mais nanopartículas você adicionar, mais escura ficará a janela. Você pode até mesmo escurecê-lo completamente com ferro suficiente.

Os designers dizem que os painéis LaWin se integram bem com as tecnologias atuais de fabricação de vidro. Os canais têm cerca de um milímetro de largura gravadas no vidro e, em seguida, outra camada é laminada por cima – ou seja, não são tão diferentes das tecnologias de vidros duplos e triplos. A Universidade Friedrich-Schiller tem trabalhado nesta tecnologia desde 2015 com financiamento do Programa Horizon 2020, da União Europeia.

Janelas eletrocrômicas

Em desenvolvimento por pesquisadores do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) do Departamento de Energia dos EUA, as janelas inteligentes eletrocrômicas escurecem e se transformam em células solares quando aquecidos.

A tecnologia “termocrômica fotovoltaica”, como é chamada pelos pesquisadores, pode trocar as cores quando aquecida pela luz solar para bloquear o brilho e reduzir a necessidade de resfriamento, ao mesmo tempo que capta energia dessa luz. O estudo foi publicado na revista científica Nature.

IntelGlazing

Também emergente, a tecnologia para janelas inteligentes IntelGlazing está em desenvolvimento, com estudos sendo conduzidos por nanoengenheiros da University College London, no Reino Unidos. O projeto de pesquisa é baseado em novas ideias em nanotecnologia e fotônica (a física da luz) para criar revestimentos de janela com nanômetros de espessura que isolam melhor os edifícios.

A ideia principal é usar janelas inteligentes para fornecer melhor sombra do sol e fornecer ar fresco para o edifício. Isso é especialmente útil para edifícios mais antigos reformados com janelas modernas. Como essas janelas modernas são mais herméticas, podem causar o acúmulo de umidade e emissões no prédio, o que pode exigir outra reforma cara do sistema de ventilação do prédio.

Vidro autolimpante de dupla ação

Parece mágica, mas existe um revestimento que mantém suas janelas limpas. A primeira parte do revestimento usa dióxido de titânio que se combina com a luz solar para quebrar os compostos orgânicos (sujeira) que grudaram no vidro. A segunda parte do revestimento permite que a água enxágue facilmente a sujeira fixada nas janelas.

Filmes para janela inteligente

Uma alternativa são as películas, ou filmes, para janelas inteligentes. As películas eliminam a necessidade de tratamentos de janela e podem ser ajustadas de totalmente transparente a totalmente opaca, através da aplicação de uma voltagem ao filme. A tecnologia mais comum para filmes de janela inteligente é a PDLC (Particle Displaced Liquid Crystal), onde uma tensão aplicada ao filme faz com que ele fique claro.

Quando a tensão é removida, o filme torna-se opaco. Variando a voltagem, a quantidade de opacidade pode ser ajustada infinitamente. A boa notícia é que as películas para janelas inteligentes baseadas em PDLC podem ser adaptadas em qualquer janela.

As películas para janelas inteligentes absorvem até 98% dos raios ultravioleta para que possam proteger os painéis das cortinas e outros móveis contra o desbotamento provocado pela exposição à luz solar. Também é importante ressaltar que as películas para janelas inteligentes podem ser ainda mais úteis em um ambiente comercial, fornecendo economia de energia e privacidade. O filme PDLC pode ser adquirido on-line, em lojas estrangeiras.

Fontes: Techxplore, New Atlas, Architecture and Design, Restech Today e Gauzy