A volte, il modo migliore per risolvere un problema è affrontarlo senza mezzi termini. Gli Stati Uniti consumano il 13 per cento della loro energia per riscaldare o raffreddare gli edifici, ma gran parte di quell’energia è usata per climatizzare spazi dove non ci sono persone: per esempio, perché il soffitto di un ufficio dovrebbe essere sempre a 22 gradi, se nessuno è sospeso in aria per apprezzarlo?

Adesso, accogliendo un invito del ministero dell’ambiente, una schiera di tecnici sta progettando nuovi strumenti per regolare la temperatura intorno ai singoli individui, anziché in tutto l’edificio. È un po’ come l’impianto di condizionamento di un’automobile di lusso, adattato però all’ufficio.

Si possono seguire strade diverse: indumenti tecnologici, sedie da ufficio fornite di ventilatori, e perfino un robot-assistente che emette aria calda seguendoci ovunque. Possono sembrare esagerazioni, ma servono allo stesso scopo: ridurre di qualche grado il riscaldamento in inverno (e altrettanto il raffreddamento d’estate), in modo da tagliare fino al 2 per cento le emissioni di gas serra degli Stati Uniti.

E non sono neanche idee campate per aria, dato che i prototipi erano esposti all’Energy innovation summit che si è appena tenuto vicino a Washington ed era organizzato dall’Advanced research projects agency – energy (Arpa-e, l’agenzia del governo statunitense che si occupa dei progetti di ricerca avanzata in ambito energetico).

Le persone si muovono, quindi devono poter avere con sé anche il proprio sistema di climatizzazione. Ecco perché un gruppo di ricercatori all’università del Maryland ha costruito il RoCo: una pompa di calore miniaturizzata su rotelle.

Questo robot emette aria della temperatura desiderata da una bocchetta, mentre sfreccia dietro al suo padrone e mantiene le persone in una condizione confortevole quando la temperatura dell’ambiente in cui si trovano è più alta o più bassa anche di pochi gradi rispetto a quella solita: in tal modo fa risparmiare dal 12 al 30 per cento di energia rispetto ad altre apparecchiature disponibili.

“Ci sono un sacco di robot in grado di seguire le persone, ma quasi tutti sono ancora alla ricerca di qualcosa di utile da fare. Il nostro l’ha trovato”, afferma il professor Reinhard Radermacher, a capo del progetto.

RoCo si dimostrerà utile soprattutto in ambienti poco affollati, spiega Radermacher, come uffici, fabbriche, ospedali e centri di elaborazione dati (dove comunque gli esseri umani devono accedere ogni tanto per aggiustare qualcosa). In futuro, gli studiosi prevedono di ampliare le capacità dell’assistente personale. Visto che già si occupa di riscaldare e raffreddare qualcosa, perché non fargli anche servire bevande calde o fredde? E magari trasportare altoparlanti e un caricabatterie per il telefono? O tenerti la borsa?

Servirà ancora qualche anno per perfezionare il prodotto e ridurre il prezzo di vendita al grande pubblico. Senza contare alcune questioni ancora in sospeso: che succede quando arrivi a una rampa di scale? Un esercito di schiavetti robotici che ronza per l’ufficio influisce sulla produttività? Gli esseri umani sapranno accettare la compagnia costante di macchinari del genere?

L’ultimo aspetto non preoccupa Radermacher, che afferma: “Di solito la prima reazione è stata un bel sorriso, che ci ha incoraggiato ad andare avanti”.

Tutt’altra questione è se la gente vorrà davvero comprarsene uno. Il gruppo al lavoro sul RoCo vuole centrare l’obiettivo proposto dall’agenzia Arpa-e, che è quello di metterlo in vendita a 60 dollari: un prezzo abbastanza basso da convincere almeno un po’ di scettici a provarlo in prima persona.

Magari avete letto troppo Asimov e quindi non vi fidereste di un robot. O forse avete dei gusti più semplici, perciò non vi dispiacerebbe un indumento termoregolatore.

La temperatura dell’ambiente in cui ci si trova non sarà più un problema, se si potrà regolare il calore degli indumenti intimi: un gruppo di ricercatori della Cornell university ha escogitato un prototipo che fa esattamente questo. La canottiera è innervata da un sistema di microcanali, simili ai capillari: questi fanno circolare l’aria pompata dal minicompressore agganciato alla cintura dei pantaloni, comandato da un sensore Rfid intessuto nella maglietta con un filo conduttore, che registra il battito cardiaco, la temperatura corporea e la traspirazione. L’efficienza è tale da poter ricavare tutta l’energia di cui ha bisogno dall’aria circostante.

“Dato che questo strato è praticamente attaccato alla pelle, il tempo di risposta è molto, molto più veloce rispetto alla tua capacità di raffreddare l’aria”, afferma Edwin Kan, docente di ingegneria elettrica alla Cornell, attualmente impegnato sul progetto.

Si tratta di un dispositivo da indossare, quindi dev’essere comodo. Di questo si occupa Tasha Lewis, docente al dipartimento di Fiber science and apparel design della Cornell university. È in contatto con potenziali utenti per comprenderne le esigenze in fatto di stile e vestibilità degli indumenti. Per esempio, una donna che non usa la cintura, dove metterà l’unità di riscaldamento? Al momento, il congegno è piuttosto ingombrante per indossarlo tutto il giorno, ma sarà mai possibile trasformarlo in un capo davvero alla moda?

L’indumento potrebbe essere particolarmente interessante per le donne in menopausa, ritiene Lewis, perché può compensare variazioni della temperatura corporea in pochi secondi. Più in generale, potrebbe essere qualcosa di speciale da tirar fuori nelle situazioni di maggiore stress (il colloquio di lavoro, l’incontro con un cliente importante), oppure quando non vuoi far vedere che sudi tanto mentre sei al lavoro in un giorno caldissimo.

“Il nostro motto è: puoi controllare il tuo comfort ovunque tu sia – in piedi nella metropolitana, al lavoro in ufficio, perfino se stai correndo”, continua Lewis.

Per rimanere nell’abbigliamento adattivo, un gruppo di Otherlab, un istituto di ricerca privato a San Francisco, sta progettando un tessuto che espandendosi o contraendosi in base alla temperatura diventa più spesso quando fa freddo o più sottile quando fa caldo.

Materiali comuni, come nylon, poliestere, cotone ed elastan, reagiscono in maniera diversa ai cambiamenti di temperatura, spiega Jean Chang, specializzato in ricerca e sviluppo. Il gruppo di ricercatori mette assieme fibre diverse, in maniera che se il tessuto è esposto a un calo della temperatura, si accartoccia e forma una serie di incavi piccolissimi che intrappolando aria aumentano l’isolamento.

Sono ancora al lavoro su un prototipo di capo d’abbigliamento, e questa tecnologia sembra più adatta per gli indumenti esterni che per l’intimo, ma potrebbe essere un’ottima soluzione per i giorni nei quali si passa dal freddo al caldo prima di poter tornare a casa a cambiarsi. Oppure anche per un ufficio dove la temperatura oscilla sempre fra il tepore e il gelo.

Il sistema di riscaldamento personale più avanzato, presentato al raduno dell’Arpa-e, è stato una meravigliosa sedia da ufficio, realizzata dal Center for the built environment dell’University of California Berkeley. Si presenta come la tipica sedia ergonomica di ottimo livello, ma integra un elemento riscaldante e un ventilatore nella seduta e nello schienale. Il pannello di controllo si accende solo quando ci si siede; a quel punto si possono regolare i due elementi in maniera indipendente: così, per esempio, in caso di lombaggine, si può riscaldare leggermente lo schienale lasciando però al fresco la seduta.

Elementi riscaldanti e ventilatori portatili sono già in circolazione, ma questa sedia li batte in efficienza. Confrontate il loro consumo con quelli sul mercato: a massimo regime la sedia tocca i 14 watt per il riscaldamento e arriva appena a 3,6 watt per il raffreddamento, mentre le apparecchiature a cui siamo abituati assorbono fino a 1.500 watt. Questa efficienza è importante per il computo globale delle emissioni di gas serra: la soluzione all’attuale dispendio energetico non può consumare più di quanto faccia risparmiare.

Oltre all’impiego di un quantitativo inferiore di energia, la sedia è fornita anche di connessione wi-fi e bluetooth, così può comunicare con il sistema centralizzato di riscaldamento e di ventilazione. Inoltre promette di fornire molti dati sulle presenze e sui comportamenti degli occupanti, che a loro volta possono contribuire a migliorare la gestione degli edifici. Sapere quante persone ci sono in un certo momento aiuterà gli operatori a impostare in maniera più oculata la temperatura dell’ambiente in cui si trovano. E se notano che tutti hanno acceso il riscaldamento sulle sedie quando è in funzione l’impianto centrale, possono aumentare la temperatura di tutto l’edificio, risparmiando così un po’ di energia.

Creare una piccola area di comfort vicino alla scrivania rischia di scontentare chi si alza a fare quattro passi in un ufficio dove l’aria è più calda o più fredda rispetto all’ambiente in cui stava lavorando. Ma i risultati delle prime sperimentazioni fanno pensare che non si tratti di un problema serio, sostiene Edward Arens, direttore del Center for the built environment.

Serve più o meno un quarto d’ora per avvertire un senso di disagio sostando in un ambiente più caldo e si tratta di una sensazione che scompare pochi secondi dopo essersi di nuovo seduti sulla sedia ventilata opportunamente. La prova pratica effettuata dal gruppo su un’ampia gamma di temperature ha rilevato che le persone si trovano molto meglio sulla sedia speciale che con il sistema tradizionale. In effetti, aggiunge Hui Zhang, ricercatore dello stesso centro, alla fine della prova tutti volevano portarsi a casa la sedia.

“È una situazione in cui hai solo vantaggi: non solo riduci l’energia, ma metti anche le persone più a loro agio”, aggiunge.

Il comfort negli uffici è un grande affare, e l’azienda Personal comfort systems ha comprato i diritti della sedia per avviarne la produzione commerciale. La chiameranno Ipersedia e il prezzo di vendita iniziale sarà di 1.900 dollari.

È un nesso strategico quello che ora unisce efficienza e comfort. Per anni sono stati invece contrapposti: o ci si abbandonava al lusso, oppure si limitava l’uso dell’energia per ridurre l’impatto ambientale. Alla fine, gli americani dovranno fare delle scelte radicali rispetto ai loro consumi energetici. Se le grandi istituzioni sapranno usare meno energia grazie a strumenti di altissima efficienza, in grado anche di fornire comfort alle persone, i risparmi potrebbero cominciare prima ancora di prendere quelle difficili decisioni.

(Traduzione di Alessandro De Lachenal)