Algoritmi naturali per migliorare l’efficienza energetica delle case

Talvolta ci capita di trovarci improvvisamente senza energia elettrica perché il contatore è scattato per sovraccarico: succede quasi sempre quando usiamo troppi elettrodomestici contemporaneamente. Ma cosa succede quando in ogni appartamento di un condominio, in ogni quartiere e nell’intera città ogni famiglia utilizza il massimo dell’energia disponibile, ad esempio quando fa molto caldo o molto freddo, anche senza far scattare il contatore? Succede che la rete di distribuzione a sua volta va in sovraccarico aumentando inutilmente il consumo totale di energia e i relativi costi delle bollette e delle emissioni di gas serra. Ciò avviene sostanzialmente perché i singoli carichi negli appartamenti non comunicano tra di loro. Ogni famiglia pensa a climatizzare la propria casa e nessuno immagina che il sovraccarico complessivo della rete comporterà un blackout generale che potrà durare anche delle ore. Attualmente in quasi tutte le case sono installati contatori o altri dispositivi intelligenti che ci consigliano come utilizzare l’energia nel modo più efficiente possibile e in base all’utilizzo giornaliero che ne facciamo. Tuttavia questi dispositivi comunicano il singolo consumo energetico delle persone ad un livello superiore, il gestore della rete, in una modalità di verifica del consumo in corso: nient’altro. Una sorta di presa d’atto di quante utilizzazioni individuali si stanno compiendo. Non c’è alcun controllo a monte di quella che in gergo tecnico viene definita la domanda di picco. Risolvendo questo problema pertanto si potrebbero ottenere grandi risparmi, sia in senso economico che ecologico. Per questo, sempre non a caso, qualcuno ha cominciato a studiare come mai l’organizzazione sociale delle api e i loro modelli di comunicazione, consentono all’intera colonia di evitare qualsiasi spreco di energia. Mentre si muovono nello spazio, le api raccolgono dati ambientali, prelevano il polline dai fiori e sono note per comunicare in modo molto efficace: per esempio nel lasciare traccia su un fiore appena visitato. La comunicazione agisce in modo molto efficiente soprattutto per costruire gli alveari e nutrire colonie. L’idea dunque è quella di usare questo protocollo di comunicazione e adattarlo al comportamento umano. Nella organizzazione sociale delle api infatti funziona una sorta di algoritmo naturale che potenzia al massimo l’efficienza energetica complessiva, non quella di ogni singolo individuo. In sostanza è un po come se non scattasse mai alcun contatore (e men che meno un blackout) all’interno e all’esterno dell’alveare.

Dalla fine dello scorso mese di giugno questa curiosità è cominciata a diventare un’applicazione reale con un progetto rivoluzionario che è destinato a ridefinire il modo in cui le famiglie vengono consigliate sull’uso più efficiente della loro energia, in base agli algoritmi naturali ispirati alle api per non sprecare energia.
Un team di ricercatori multidisciplinari dell’Università di Bristol, nel Regno Unito, stanno sviluppando un algoritmo che diventerà un modello di utilizzazione dell’energia elettrica in base al quale i singoli contatori e dispositivi collocati presso le abitazioni comunicheranno tra di loro (un pò come avviene tra i computer attraverso Internet). La comunicazione serve ad informare tutti i dispositivi a quale livello si trova la domanda locale di elettricità in tempo reale e quale potrebbe essere l’orario migliore per l’utilizzo di un elettrodomestico in modo differito (cioè non urgentemente), tipo una lavatrice o una lavastoviglie che di solito assorbono molta energia elettrica. L’algoritmo potrebbe persino essere programmato per decidere a chi e quando attivare la lavatrice/lavastoviglie da remoto al miglior prezzo rinvenibile sul mercato elettrico.

Il progetto ha un nome alquanto complesso “Biosistema nidificato a energia luminosa che fluisce da una casa ad un hub”, ed avrà una durata iniziale di due anni e mezzo. Intanto ha già ottenuto un importante finanziamento di 586mila sterline dall’agenzia governativa (la EPSRC) che gestisce la rete nel sud-ovest dell’Inghilterra e nel Galles. Al progetto stanno partecipando in questa fase utenti volontari che vivono in tre nuove comunità abitative a basse emissioni di carbonio, che forniranno informazioni tramite interviste e prove fotografiche delle loro abitudini energetiche quotidiane. Saranno valutate anche le informazioni su ogni singola casa, il suo orientamento geografico, i tipi di finestre e tetto presenti, nonché la configurazione della strada e del quartiere. L’algoritmo sarà il risultato di tutte queste informazioni computerizzate ed imiterà il modo in cui le api non sprecano neppure un grammo della fatica che compiono quotidianamente per procurarsi energia e su come la utilizzano nel modo più efficiente possibile per soddisfare i loro bisogni collettivi. Il team dell’Università di Bristol è composto da esperti di biologia, energia e biomimetica, architetti e “geografia umana” che a fine sperimentazione realizzeranno un’applicazione, scaricabile su uno smartphone, per permettere a tutti gli interessati di condividere i risultati sul funzionamento del sistema: la curiosità su quest’applicazione è già arrivata alle stelle. I risultati andranno a beneficio dei residenti, degli sviluppatori di alloggi, dei professionisti dell’edilizia, della tecnologia per la casa intelligente e dei fornitori di servizi pubblici, nonché dei responsabili delle politiche energetiche locali che dovranno governare la transizione all’economia ecologica. Un’azienda nel frattempo, la SwarmLogic di Encycle, ha già “posizionato le sue vele” nel verso giusto. Ha messo a punto un algoritmo che consente a tutti gli apparecchi che consumano energia, ovunque si trovino e che di solito operano isolati l’uno dall’altro, di comunicare tra loro allo scopo di risparmiare sia energia che calore. Il risultato economico/ecologico è noto come “rasatura della domanda di picco.” Una bella e intelligente sfida da vincere a vantaggio di tutti, grazie alle api.