Parinee Tower è un progetto di un faro al centro dell’area cinematografica indiana di Bollywood, a Mumbai. Foto: Courtesy of James Law Cybertecture International.
Oltre 1.200 espositori sono attesi alla prossima edizione di glasstec che, dal 20 al 23 settembre, animerà i padiglioni della Fiera di Düsseldorf. L’intera filiera del vetro si riunisce per confermare il vetro quale materiale del futuro. Tra gli articoli forniti dall’Ente organizzatore proponiamo ai lettori di tecnelab: “Il vetro interattivo riesce a fondere tecnologia di informazione e architettura”, un intervento su cui riflettere!
di Daniele Montalenti
Vetri da display, tecnologia LED, vetri ultrasottili: la multifunzionalità del vetro nella tecnologia d’informazione e architettura consente, nel lungo termine, di abbinarle. Edifici, abitazioni e strade pubbliche diventano così veicolo d’informazione e dispositivi di comando. Le facciate in vetro di edifici mostrano ciò che succede al loro interno. Le strade segnalano i pericoli, fornendo segnali o indicazioni su come muoversi, e alimentano le abitazioni con l’elettricità. Le proprietà ormai note consentono poi di produrre il vetro in spessori di dieci micron. Il futuro ci riserverà davvero molte sorprese. Nel frattempo, dal 20 al 23 settembre 2016, Düsseldorf sarà di nuovo il punto di incontro internazionale per l’intero settore del vetro. Grazie alla sua vastissima gamma, glasstec 2016 (www.glasstec.de) presenterà ancora una volta tutte le novità, le tendenze e le soluzioni, insieme a un approfondito programma collaterale di pratica e scienza. “glasstec è la fiera mondiale del vetro e anche quest’anno dimostrerà il ruolo crescente che assumerà questo materiale in futuro nei vari comparti del lavoro e della vita, nell’architettura, nella tecnologia, nell’industria automobilistica: vetro e l’innovazione vanno di pari passo”, ha dichiarato Joachim Schäfer, Amministratore Delegato dell’Ente Fiera di Düsseldorf (www.messe-duesseldorf.de). Nell’attesa di una lunga “passeggiata tecnologica” nel variegato mondo del vetro, nei padiglioni della Fiera di Düsseldorf, vediamo in questo articolo trasmesso dall’Ente organizzatore alcune soluzioni che il vetro può apportare nella quotidianità.
La torre abitativa “The Bandra Ohm” forma la lettera dell’alfabeto greco “omega”, che, a sua volta, si ispira al movimento delle gocce dell’acqua e indica il flusso e il fluire. Il motivo del design si esprime nella forma speciale dei balconi, creati come piscina privata davanti agli appartamenti. L’edificio si estende su un’altezza di 140 m, manifestando con i suoi 30 piani tutte le sue caratteristiche di lusso per una clientela facoltosa. Foto: Courtesy of James Law Cybertecture International.
Elementi della Solar Roadways nelle ore notturne. Foto: Scott and Julie Brusaw.
INVOLUCRO INTERATTIVO DI EDIFICI
Le facciate in vetro come pareti di proiezione e come veicolo di informazioni interessanti sia per chi ci vive dentro sia per i passanti fuori: non è una visione, ma sono già realizzabili dal punto di vista tecnico. Gli architetti degli edifici di rappresentanza inglobano nei loro modelli le facciate non più solo come elemento coprente delle loro creazioni, ma conferendo loro una funzione interattiva. A rivestire quindi un ruolo di primaria importanza non sono solo l’efficienza energetica e la sostenibilità: essi utilizzano il vetro come elemento di tecnologia d’informazione. James Law, architetto di Hong Kong, ha battezzato con il nome di “cibyertecture” questo nuovo tipo d’architettura. Attualmente in costruzione vi è un suo progetto denominato “Parinee I”, a Mumbai, in India: un centro di uffici che, in futuro, verrà prevalentemente utilizzato per le menti creative dell’industria cinematografica indiana. Grazie alla tecnologia LED, l’intero edificio diviene uno strumento pubblicitario di tutto ciò che verrà concepito al suo interno. L’ufficio di ingegneria internazionale Arup è il fornitore della tecnologia per la facciate di questa straordinaria torre, alta 160 m. Oltre 3.700 metri quadrati di superficie saranno destinati come multimedia-display e schermo LED, con diverse funzioni luce. Tutte le superfici potranno avere contenuti e capacità diversificate: ad esempio, gli spazi si potranno raggruppare insieme o si potranno comporre con altri spazi più grandi, o ancora lasciati indipendenti l’uno dall’altro. Il passante, invece, pur non essendo stato invitato, potrà vedere dalla strada chi è presente durante la celebrazione di un premio, o ammirare, in tempo reale, le immagini di eminenti ospiti sulla facciata esterna dell’edificio. Il vetro trasparente, d’altro canto, consente di far entrare le radiazioni solari nei locali, adattandone il fascio mediante una centralina secondo l’incidenza della luce, rispetto all’ora del giorno, contenendo così i consumi d’energia e le emissioni di CO2.
Così potrebbe apparire in futuro una strada provinciale con la Solar Roadways. Foto: Scott and Julie Brusaw.
PARCHEGGIO A NIDO D’APE
Tuttavia, la tecnologia, oltre a esprimere tutto il suo fascino dal punto di vista estetico, deve sapersi mettere anche al servizio della nostra quotidianità ed essere sostenibile grazie alle nuove tecnologie del vetro. È il caso di un parcheggio negli Stati Uniti: il suo aspetto assomiglia alla superficie di un alveare, la pavimentazione è realizzata in pannelli a forma di nido d’ape in vetro blindato, che può sopportare fino a 1.500 t di peso. Le segnalazioni illuminano chiaramente il percorso, indicando la direzione, le aree protette e gli attraversamenti pedonali, sia di giorno che di notte. Nell’oscurità, i pannelli mostrano cosa hanno al loro interno: celle solari che si caricano con la luce del giorno e restituiscono poi la loro energia alimentando i LED inseriti nel vetro. La segnaletica rimane ben visibile e cambia colore a seconda delle necessità, oppure segnala, ad esempio, le aree pericolose. Inoltre, i pannelli solari possono recuperare l’energia immagazzinata anche sotto forma di calore, come, ad esempio, in inverno, per liberare la superficie da ghiaccio e neve. Sebbene suoni tutto così sorprendente, questo parcheggio esiste già: una superficie di prova della Solar Roadways, un progetto che da luglio sarà portato avanti da Sott Brusaw nell’Idaho, negli Stati Uniti. Secondo quanto affermano gli ideatori, basterebbe un chilometro di strada di pavimentazione Solar Roadways per fornire elettricità a 1.000 abitazioni. Grazie all’enorme portata, non vi sarebbe poi nulla in contrario, dal punto di vista tecnico, nell’utilizzarla per l’area di manovra dell’aeroporto; inoltre, con l’energia prodotta, si potrebbero far funzionare anche i veicoli elettrici dell’aeroporto stesso. Al momento, il progetto è in corso d’opera ed è sempre supportato dal Governo americano: a tutti è offerta la possibilità di partecipare al finanziamento con il crowdfunding.
Nella città, le indicazioni stradali della Solar Roadways si illuminano oppure segnalano un pericolo, ad esempio i pedoni. Foto: Scott and Julie Brusaw.
VEDERCI CHIARO IN AUTOMOBILE
Richiede meno superficie, ma non per questo è meno lungimirante, il progetto di un team di ricerca del MIT, Massachusetts Institute of Technology, che opera sempre negli Stati Uniti. Che il vetro reagisca all’irradiazione solare, che ombreggi o si schiarisca automaticamente, oppure che la luce entrante si trasformi in elettricità, lo si sapeva. Qualcosa di completamente nuovo, secondo questa ricerca, dovrà però permettere, a tutti coloro che possiedono un automobile e che non hanno un garage, di dormire un quarto d’ora più a lungo in inverno. La casa automobilistica BMW si sta impegnando finanziariamente nello sviluppo di un materiale di supporto, trasparente e flessibile, che dovrà rendere superflua la tanto fastidiosa rimozione del ghiaccio. Il progetto è come detto in corso d’opera presso il MIT, a cura del Professor Jeffrey Grossman. Secondo i dati forniti dal team di ricerca, il substrato dovrà avere uno spessore non inferiore a un millimetro e sarà composto da sostanze chimiche in grado di assorbire l’energia per poi restituirla dietro un impulso elettronico, acustico o tattile. In futuro, tale materiale, utilizzato come strato sul tergicristallo, potrebbe garantire di recuperare la luce diurna per poi rimetterla su richiesta in servizio sotto forma di calore. La differenza di temperatura tra il vetro “attivato” e l’ambiente sarà di 10°. Secondo quanto affermato da Grossman, il materiale dovrà diventare ancor più efficiente, in modo tale che l’energia assorbita possa essere utilizzata anche per aumentare l’autonomia delle macchine elettriche.
Pellicola ibrida tranciata in cui si riconoscono nettamente i tre strati; sotto: il substrato in silicone. Foto: Center for Materials Science & Engineering (CMSE), Massachusetts Institute of Technology (MIT). Dall’articolo “Solid-State Solar Thermal Fuels for Heat Release Applications“ edito da “Advanced Energy Materials”, 2015.
Il vetro pieghevole, più sottile rispetto a un capello, apre infinite possibilità all’industria elettronica e dei semiconduttori. Il gruppo tecnologico Schott AG è uno dei pochi produttori a livello mondiale in grado di produrre il vetro ultrasottile negli spessori da 100 a 25 µm. Nei laboratori Schott AG si lavora anche per ottenere il vetro sottile da 10 µm. Foto: Schott AG.
VETRI DA DISPLAY
Ognuno di noi, ogni giorno, ha per le proprie mani uno smartphone e lo tocca con i polpastrelli: ebbene, quello che “tocchiamo” è generalmente chiamato vetro display. Solo in Germania – secondo l’Associazione Digitalverband BITKOM, di Berlino (ndr: dati aggiornati a marzo 2015) – sono ben 44 milioni gli utenti che ne fanno uso, e la tendenza è al rialzo. Il vetro display ultrasottile, evidentemente, ci accompagna in ogni occasione, ragion per cui dovrà resistere in modo particolare agli urti e ai graffi, per poter reggere alle tradizionali sollecitazioni. Altre caratteristiche richieste: essere piacevole al tatto, che si riesca a pulire bene e che abbia un peso minimo. Un’impresa davvero difficile per la produzione. Nonostante ciò, il vetro è un materiale che non ha concorrenti, anche se in futuro l’offerta delle prestazioni diventerà sempre maggiore, con una disponibilità di spazio sempre minore per centimetro quadrato. Se però così fosse, il calore dell’apparecchio aumenterebbe conseguentemente per via degli elementi elettronici sempre più piccoli e potenti. La vera risposta, quindi, è nel vetro ultrasottile: solo il vetro, in quanto tale, mantiene la propria stabilità anche quando aumentano le temperature, mantenendo sempre la forma. Il segreto del vetro sottile sta nel materiale. Nel settore si sta imponendo il vetro allumino-silicato, un materiale estremamente sollecitabile, che possiede, inoltre, la proprietà di ridurre la riflessione. Il vetro piano chimicamente precompresso tramite lo scambio di ioni diventa lo screen multitouch su cui viene steso uno strato semiconduttore, con il quale entra in possesso delle sue caratteristiche di capacità visive.
Schott AG produce vetri ultrasottili con il cosiddetto metodo Down-Draw, in cui il vetro viene sospinto continuamente verso il basso dalla vasca di fusione in un nastro di vetro tramite un ugello. Successivamente, viene avvolto su rotoli per successive lavorazioni. Foto: Schott AG.
PROCESSI IN EVOLUZIONE
Nel comparto del vetro ultrasottile, osservare gli sviluppi evolutivi ci consentirà di capire le tendenze del futuro. Sotto l’“insegna” KONFEKT, i tre grandi del settore – Schott AG, tesa SE e Von Ardenne GmbH –, con il supporto del Ministero federale dell’Istruzione e Ricerca, hanno stretto una collaborazione per sviluppare un vetro ultrasottile da potersi impiegare nell’elettronica organica e nelle applicazioni OLED. Gli obiettivi sono ambiziosi, perché si tratta di ricercare processi di produzione e successive lavorazioni che toccano il tema del vetro a rotolo, ovvero del vetro che funzionalizza quello utilizzato nell’elettronica organica, come la tecnologia OLED. La proprietà originaria di protezione dei delicati elementi dall’umidità e dall’ossigeno è una caratteristica ben apprezzata tra gli utilizzatori. Nel processo Down-Draw del produttore tedesco Schott AG, il nastro di vetro viene sospinto verso il basso tramite una linea di raffreddamento. Grazie a precisi controlli, si possono raggiungere tolleranze minime di produzione per grosse superfici quali, ad esempio, quella dell’omogeneità dello spessore. In tal modo, è possibile ottenere i vetri sottili con uno spessore fino a 25 µm, ovvero più sottili di un capello (50 µm). Nella biotecnologia e nei sensori essi trovano già applicazione. Il materiale vetro può essere fornito in fogli, dischi (wafer) o in rotoli. Anche l’idea di uno schermo LED pieghevole, che si può sovrapporre come una pellicola su qualsiasi materiale di supporto, incuriosisce parecchio, se non altro per come verrà ideata e tradotta in pratica nella Silicon Valley, e non solo là. Interessante sarà comunque vedere da vicino e percepire quali innovazioni e sviluppi si possano attendere da queste idee fin dalla prossima edizione di glasstec. Di certo, già ora, è che la manifestazione leader mondiale per il settore del vetro ci riserverà non poche sorprese e sarà, con i suoi eventi collaterali, un momento di approfondimento e di formazione sul futuro: i punti “caldi” dell’evento saranno trattati dagli esperti e discussi durante il convegno specializzato “Glass Technology Live”, curato dall’Associazione VDMA, Forum Tecnica del Vetro, in programma il 21 settembre, e nella conferenza “Function Meets Glass”, in programma il 19 e 20 settembre.
Nello smartphone del futuro il vetro ultrasottile di Schott AG assolverà importanti funzioni: come vetro di copertura temprato nel display OLED pieghevole, telecamera o sensore delle impronte, come materiale di substrato per la batteria di strato sottile oppure nel processore come componente termica e stabile nella forma. Foto: Schott AG.