A ideia básica por trás do grande tropeço dos Schildbürgers foi agora captada pelo professor Hans Poisel, um especialista em iluminação da Universidade Georg Simon Ohm de Ciências Aplicadas, em Nuremberg, Alemanha. Durante os quatro últimos meses, com seus alunos, ele desenvolveu um dispositivo que em breve será instalado no telhados: o Sollektor (Sol+Collector). Uma placa quadrada com as laterais de tamanho aproximado ao dos antebraços de uma pessoa abriga 900 lentes brilhantes que coletam a luz solar e a levam a cabos de polímero de fibras ópticas, como os usados em transferência de dados. A luz viaja através desses condutores plásticos até dispositivos incorporados ao teto, onde é emitida. O mais importante é que somente comprimentos de onda visíveis ao olho humano são conduzidos. Os perigosos componentes do espectro, ultravioleta e infravermelho, são bloqueados.
“Quando se fala em energia solar, normalmente pensa-se nos sistemas fotovoltaicos ou solar térmico (torres solares),” diz Poisel. “Nestes métodos, a luz não chega a ser levada ao sistema, pois é convertida em outras formas de energia. O que nós ambicionamos fazer, por outro lado, é usar essa forma original de energia — a luz solar — sem necessidade de convertê-la e com baixas taxas de perda na transferência.” No processo de geração de energia elétrica com células fotovoltaicas e sua conversão em luz artificial, cerca de 99 por cento da energia solar são perdidos. O Sollektor, por outro lado, obtém uma eficiência superior a 50%. “Nós trazemos a luz diurna aos interiores de onde ela fica normalmente excluída — no interior escuro do escritório onde as pessoas passam a maior parte de seu tempo,” diz Poisel.
É certamente engraçada a estória dos Schildbürgers. Nenhum arquiteto da atualidade se esqueceria de incluir janelas ao projetar um edifício. Mas chamar de eficientes os nossos atuais hábitos de iluminação seria uma falácia. Antes mesmo de o Sol começar a brilhar através das janelas, as venezianas são fechadas e as luzes, acesas. Isso é valído especialmente em regiões do hemisfério sul. Nós passamos 90 % de nosso tempo em locais fechados, trabalhando e vivendo sob luz artificial. Consequentemente, quase um quinto do consumo mundial de energia é destinado à iluminação de interiores — mesmo durante o dia.
Luz do dia mais LEDs coloridos. Mesmo a economia potencial de apenas um Sollektor permite ter uma ideia do quanto se conseguiria com o uso disseminado da luz diurna. Quando o Sol brilha no céu, a luz transferida é suficiente para substituir doze lâmpadas comuns incandescentes de 60 watts. Durante as 1.700 horas em que o Sol brilha anualmente na Alemanha, um só Sollektor poderia economizar até 1.200 kilowatts/hora de energia elétrica.
Mas até mesmo a solução das fibras ópticas tem um limte. Após o pôr do Sol, uma alternativa elétrica é indispensável. Engenheiros desenvolvedores em Nuremberg estão, por conseguinte, trabalhando com a empresa Osram para obter uma combinação do melhor de cada uma dessas soluções. Seu objetivo é uma alternativa na qual a luz solar é variavelmente misturada à luz artificial, de acordo com a intensidade da luz disponível — controlada por tecnologia de sensores inteligentes. O sistema pode ser integrado em uma só iluminação de teto.
A Osram uiliza a tecnologia dos LEDs para esse propósito. Semicondutores luminosos não só substituem a luz do dia, como também proporcionam iluminação com alterações na temperatura da cor — o que não só aumenta o conforto, mas é mais saudável. Particularmente, os componentes azuis da luz natural diurna afetam o relógio biólógico, e também os ritmos de sono e despertar. “Para se reproduzir este efeito no interior de um edifício, a cor do espectro da luz, bem como a sua intensidade, precisam ter adaptação dinâmica constante ,” explica Henry Feil, Gerente de Inovações da Osram, em Munique. Durante as horas da manhã e do anoitecer, o componente azul da fonte de luz artificial precisa ser reduzido, e o vermelho é adicionado.
Os resultados dos projetos de pesquisas conjuntas da Universidade Ohm e da Osram resultaram em uma combinação de eficiência energética e maior valorização da qualidade de vida associada à luz natural. Como gerente de inovações, Feil interage com uma rede de jovens engenheiros de desenvolvimento. “Nós temos um ambiente de pesquisas dirigido pela competição entre ideias,” diz. “É preciso estar em contato com as pessoas. Qualquer um que contribua com boas ideias merece apoio,” diz.
A Osram apoia os jovens pesquisadores do projeto dando-lhes know-how, além das mais atuais tecnologias de LED e sistemas sensores. “Inovação aberta” é como Feil chama a iniciativa. “É como se nós impulsionássemos um ao outro adiante,” explica. Ele está sempre pronto a ajudar quando o apoio é necessário, no tocante a soluções técnicas para iluminação, planos de negócios, ou análises de mercado. O que ele espera para a Osram em retribuição é um novo ímpeto que poderá um dia desaguar em um produto vendável.
A expectativa do interesse inicial no Sollektor deve ser restrita a aplicações específicas na Europa, acredita Poisel. Por exemplo, asseguraria cores fielmente naturais em galerias de arte, para provadores em lojas de roupas para consumidores de classe alta, ou para as seções de verduras e outros vegetais em supermercados. Um fator chave será a velocidade de retorno de um investimento por meio da economia de energia. Dois ex-alunos de Poisel já fundaram sua companhia, chamada Bavarian Optics. O Sollektor deverá estrear no mercado já no decorrer de 2011. Na ocasião, essa combinação de fibras ópticas e tecnologia avançada de LED terá de estar em perfeito funcionamento. Sofisticados algoritmos que equilibrem perfeitamente os dois componentes do sistema são fundamentais para o sucesso deste sensível sistema de controle.
Ação de Balanceamento Automático.
Um projeto da Tecnologia de Construções da Siemens em Zug, Suíça, ilustra as especificações funcionais do sistema. À primeira vista, a sala de projetos parece um escritório comum com uma cadeira de forro preto e uma escrivaninha de madeira marrom claro com um laptop sobre ela. Mas esse é apenas um arranjo experimental. Luz solar brilha através da janela. Mais luz entra por uma fonte de fibras ópticas instalada no teto, que lembra um Sollektor — um produto da Suécia que já estava no mercado quando o projeto do Sollektor foi lançado, em 2008. Sensores montados entre os paineis retangulares de luz no teto captam continuamente grandes quantidades de dados, usados para controlar de modo inteligente o sistema de automação do edifício. Se houver incidência excessiva de luz, por exemplo, sombras são projetadas apenas o necessário para reduzir a iluminação.
A experiência que está sendo conquistada com esse projeto vai para um projeto apoiado pela União Europeia, chamado “Clear Up” (Clarear). O objeto do projeto é desenvolver tecnologias energeticamente eficientes para edifícios residenciais e comerciais. “Condições ambientais não devem, de modo algum, atrapalhar ninguém no cômodo. Portanto, as quantidades de luz artificial e natural que iluminam o cômodo são automaticamente ajustadas para obter-se um equilíbrio adequado,” diz Philipp Kräuchi, gerente do projeto. “Todas as funções deverão atender às preferências individuais no tocante a brilho e contraste. Se o consumo de energia for reduzido concomitantemente, a automação inteligente é indispensável.”
O próximo passo da pesquisa da Osram com a Universidade Ohm será o desenvolvimento de tecnologia de sensores e automação com vistas a melhorar a integração dos componentes de fibras ópticas do Sollektor e LEDs. Enquanto os parceiros de pesquisas se ocupam desses desafios, eles sabem que os sofisticados sistemas de edificações que têm em mente estão fora do alcance de economias em desenvolvimento.
Não obstante, o Sollektor já despertou entusiasmo na cidade de Chennai, sul da Índia. Dois anos atrás, Poisel trouxe um protótipo ao Instituto Indiano de Tecnologia — universidade parceira de Nuremberg. Negociações foram levadas a cabo desde então com a Companhia Ferroviária Indiana, que está interessada em encontrar uma solução de iluminação eficiente para suas unidade fabris.
Enquanto Poisel ocupava um assento em uma sala de conferências durante sua última visita, o suprimento de energia foi subitamente interrompido — algo que ocorre com frequência nas grandes cidades da Índia. A imagem projetada desapareceu da parede e o ar condicionado parou de funcionar. Mas o edifício vizinho não ficou às escuras, mesmo com as persianas fechadas. O Sollektor no telhado não foi afetado pela falha de energia. Os Schildbürgers ficariam invejosos.
Nota do Editor: Texto traduzido de publicação da empresa Siemens, podendo ser reproduzido somente com a citação das fontes, e para fins não comerciais. Tradução de Luiz Leitão.
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