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Bioarchitettura, una via verso l’economia circolare Parlano Alessandro Rogora, architetto e Professore ordinario di Tecnologia dell’Architettura presso il Politecnico di Milano, e Guglielmo Carra, Senior Engineer alla guida del team di Consulenza dei Materiali di ARUP

All’interno dell’ambiente in cui viviamo, gli usuali modelli di business non rappresentano più un’efficace opzione per costruire un futuro sostenibile; bisogna concepire modelli innovativi per creare una società più sostenibile e prosperosa. In tal senso, il settore delle costruzioni deve riflettere su questa urgenza di cambiamento e, soprattutto, trovare soluzioni innovative che rispondano alle suddette esigenze.  L’edilizia è ancora fortemente legata ai materiali tradizionali e a soluzioni costruttive ad alto impatto ambientale.

Alessandro Rogora, architetto e Professore ordinario di Tecnologia dell’Architettura presso il Politecnico di Milano, è molto realista sulle possibilità a breve termine del settore: “La bioedilizia è, certamente, un settore di nicchia in un comparto, quello delle costruzioni, che è in grossa difficoltà perché ha visto scemare la propria quantità di attività in relazione alla  flessione del mercato edilizio. Il mercato della bioedilizia si presenta, comunque, in crescita. Se da un lato l’edilizia è molto conservatrice, dall’altro i committenti sono sempre più attenti a questi temi e cominciano a considerare l’importanza di una casa sana come elemento necessario e positivo”, ci spiega.  

Considerando che, secondo l’ analisi dell’Istituto superiore per la protezione e la ricerca ambientale (ISPRA) del 2017, nel 2016, la percentuale di raccolta differenziata in Italia è stata del 52,5%, bisogna capire quali siano le difficoltà e le condizioni per costruire in maniera ecosostenibile e riqualificare il territorio attraverso rifiuti che vengono smaltiti e poi recuperati.

Il problema della raccolta differenziata consiste nel fatto che in Italia, pur esistendo consorzi che raccolgono materiali specifici (alluminio, vetro, plastica, ecc.), i quali in alcune parti del mondo ritornano nella filiera delle costruzioni, in realtà restano al di fuori per un loro valore intrinseco.  Per quello che riguarda i materiali organici esistono delle criticità: essi tendono a degradare e, quindi devono essere stabilizzati per poter essere utilizzati”, osserva Rogora. E aggiunge: “gli scarti di produzione edilizia (ad es. gli elementi del taglio del legno), che un tempo venivano bruciati e immessi nuovamente in un ciclo, sebbene di breve uso, adesso sono smaltiti con dei costi correlati. D’altra parte, costruire una filiera per il mercato delle costruzioni di tali materiali per i quali non c’è necessità di raccolta differenziata e che andrebbero invece differenziati dall’umido, ne rende di fatto quasi impossibile l’utilizzo se non orientando la filiera alla sua base. Pertanto, all’interno delle segherie esiste una produzione di scaglie di legno stabilizzate con cemento e reimmesse nel processo. Ma si tratta di una piccola frazione”.

credits: Daniel Imade_Arup

Rogora spiega che un ulteriore problema è legato alla storia del rifiuto e alla relativa normativa, per cui certi rifiuti che sarebbero potenzialmente utilizzabili – una volta entrati nelle piattaforme per i rifiuti solidi urbani – possono essere recuperati solo da soggetti specialisti, e questo crea delle difficoltà. Nel settore delle costruzioni, esistono molte opzioni di riutilizzo di materiali organici (come paglia di riso o di grano), considerati dagli agricoltori come un rifiuto e che, invece, noi consideriamo un sottoprodotto.  E questo sdogana molto nell’immaginario la loro possibilità d’uso. Altri esempi, come le alghe molto utilizzate – dal punto di vista sperimentale – in Danimarca e nel Nord Europa, presentano una condizione diversa: non sono rifiuti ma vengono raccolte. La differenza è sostanziale: ciò che si butta viaè percepito come rifiuto, quello che è raccolto (come lo stelo della canapa, del riso o del grano), è  percepito in maniera diversa. E’ lunga la lista di rifiuti alimentari che potrebbe rivelarsi utile al settore (gusci di arachidi, resti di banane, foglie d’ananas, gusci del cocco, ecc.).

Da un’analisi di Alessandro Rogora sull’attuale situazione italiana in merito alla trasformazione dei rifiuti in materiali per l’architettura, emerge una consolidata esperienza nell’uso dei materiali nella filiera del legno. “Le scaglie di legno, ad esempio, sono considerate oggetti da poter riutilizzare e reimmettere nel ciclo. Si ha la  stabilizzazione fatta con magnesio (Eraclit) o con cemento (Celenit). Esiste una nuova tendenza riguardo l’uso della paglia con materiali isolanti. Sono stati fatti diversi studi e ricerche con la creazione di potenziali brevetti. La raccolta di canapa – per usi diretti come isolante – richiede una filiera complessa di filatura, presente in Italia. Abbiamo grande uso del canapulo, la parte dell’asta della pianta meno fibrosa; ma  la filatura della canapa per farne fibra dev’essere realizzata – per motivi tecnologici – al di fuori dall’Italia. Al momento, non abbiamo filiere di produzione di canapa filata per fare materassini per l’edilizia. Paradossalmente, produciamo la canapa per l’olio con i semi ma la parte di sotto. Considerando i costi energetici legati a spostamenti e trasformazioni, il materiale non è particolarmente sostenibile, sebbene in sé sia abbia molta sostenibilità. Un’altra filiera di materiali alternativi è quella del bambù, prodotto generalmente in Centro America o in Asia; ma esiste anche una produzione locale di bambù utilizzabile in edilizia. Da menzionare anche i rifiuti non organici come il ‘poliaccoppiato’ (es.  Tetra Pak, marchio riservato, per latte, succhi di frutta, ecc.) le cui prestazioni potenziali d’uso – una volta richiuso e riempito d’aria – permettono di costruire muri paragonabili per prestazioni a quelli reperibili sul mercato”.

Anni fa il Politecnico di Milano, ci dice Rogora, elaborò delle esperienze sia a livello di tesi sia a livello di progetti in collaborazione con lo studio ALBORI,  il quale presentò anni fa alla Biennale di Architettura di Venezia un progetto molto interessante, chiamato ‘ecomostro addomesticato realizzato con il recupero di materiali dalla filiera edilizia.

credits: Daniel Imade_Arup

Se si pensa che negli USA all’interno del settore delle costruzioni si registra un significativo spreco di risorse ed inquinamento, con una stima annuale del 39% di emissioni di CO2 e 534 milioni di tonnellate di rifiuti , si comprende che l’edilizia deve muoversi in maniera più incisiva nella direzione del concetto di economia circolare, unica risposta proattiva alla crisi del sistema economico lineare.  Alla luce di queste importanti considerazioni, è nato il Report ‘The Urban Bio-Loop   elaborato da ARUP – società presente in America, Australia, Est Asiatico e Europa – che presta servizi professionali di ingegneria, design e altro per ogni aspetto del settore edile. ARUP intende dimostrare che un paradigma diverso di progettazione è possibile mediante l’utilizzo di rifiuti organici provenienti dalle nostre città e campagne e trasformabili – all’interno della filiera dell’edilizia – in materiali per l’architettura prima della fine del loro ciclo di vita, esortando il settore a dirigersi verso l’economia circolare in virtù di una maggiore efficienza dal punto di vista del consumo energetico e del benessere ambientale. Ciò comporta lo sfruttamento del loro valore inespresso, ma anche una ricaduta di impatto positivo sull’ambiente dal punto di vista del benessere sociale, tecnologico ed economico.  

La filosofia alla base del progetto ‘Urban Bio-Loop’ ci è stata spiegata da Guglielmo Carra, Senior Engineer alla guida del team di Consulenza dei Materiali di ARUP. Tutto è nato da un progetto di ricerca denominato BioBuild, iniziato nell’anno 2015 presso ARUP Germania, il cui obiettivo principale era quello di sviluppare dei materiali sia per l’ingegneria sia per l’architettura (uso interno ed interno) che avessero come materiale base i cosiddetti biocompositi, cioè un mix composito di fibre naturali (derivati dalla canapa, dal lino, dalla juta) e polimeri di origine naturale (ad es. derivati dalla soia). “Abbiamo quindi sviluppato, non solo a livello tecnologico ma anche a livello di consapevolezza, la possibilità concreta che è possibile realizzare dei prodotti a base naturale da impiegare in edilizia. Sono stati fatti dei test su tali prodotti per verificare l’opportunità di uso effettivo sul mercato sia riguardo alla durabilità sia per le prestazioni meccaniche dei materiali”, specifica Guglielmo Carra. Il progetto si è concluso nell’anno 2015 con dei prototipi realizzati e testati, che però non sono mai diventati  prodotti commerciali.

In parallelo a questo progetto, sempre presso ARUP Germania, ne è stato sviluppato un altro – denominato ‘BIQ HAMBURG’ – il quale è diventato un edificio sperimentale. Il core essenziale di questo progetto è rappresentato dai pannelli di facciata, il cui vetro ha all’interno un’intercapedine riempita con una soluzione che consente la proliferazione delle alghe attraverso un processo di fotosintesi. Quindi, le alghe si moltiplicano e crescono principalmente nella stagione primaverile ed estiva e creano  una maggiore opacità di questi pannelli, che diventano degli elementi di ombreggiatura attiva per gli edifici. Di conseguenza, riducono l’apporto energetico dell’ambiente sull’edificio e il riscaldamento dello stesso. Al contempo, queste alghe possono essere raccolte e diventare biomassa per la produzione di energia utile al funzionamento dell’edificio. “Questo ulteriore progetto ci ha fatto comprendere quanto importante sia l’uso di materiali biologici in architettura”, dichiara Carra.  

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Bioarchitettura, una via verso l’economia circolare Parlano Alessandro Rogora, architetto e Professore ordinario di Tecnologia dell’Architettura presso il Politecnico di Milano, e Guglielmo Carra, Senior Engineer alla guida del team di Consulenza dei Materiali di ARUP">