Materiali sostenibili innovativi per l’edilizia e la produzione

La costruzione è il cuore di ogni edificio ed è uno dei fattori più importanti nel determinare la sostenibilità complessiva di una struttura. 

L’edilizia moderna è diventata una preoccupazione fondamentale, spingendo il settore ad adottare materiali da costruzione che promettono una minore impronta di carbonio, una maggiore efficienza energetica e la riduzione dei rifiuti. Questo cambiamento è in linea con la crescente necessità di costruzioni durature, economiche e rispettose dell’ambiente, a beneficio delle persone e dell’ecosistema. Inoltre, tali materiali sono conformi alle normative ambientali. Poiché lo sviluppo sostenibile diventa un faro per i progetti futuri, l’esplorazione dei migliori materiali da costruzione sostenibili diventa essenziale per i professionisti che desiderano prendere decisioni informate nelle loro pratiche di costruzione.

In questo articolo, esploriamo il mondo dei materiali da costruzione sostenibili, mettendo in evidenza materiali all’avanguardia come il micelio e il cemento stampato in 3D, che stanno facendo progressi significativi nelle applicazioni dell’economia circolare, oltre a opzioni più diffuse come il bambù, il sughero e la plastica riciclata.

L’impatto delle costruzioni sull’ambiente

Il settore delle costruzioni ha un enorme impatto sia in termini di emissioni globali di carbonio sia di consumo di risorse naturali. Secondo il World Economic Forum, il 39% delle emissioni di carbonio legate all’energia a livello mondiale è attribuito agli edifici; il 28% deriva dal loro funzionamento e l’11% dai materiali e dalla costruzione. 

Utilizzando risorse che richiedono meno energia per la produzione e la manutenzione, i materiali da costruzione sostenibili aiutano a compensare le conseguenze dannose e a ridurre l’impronta ambientale totale degli edifici. I materiali che richiedono una lavorazione ridotta, come il bambù e il sughero, provengono da fonti rinnovabili, risparmiando energia e riducendo i rifiuti. 

Comprendere i materiali sostenibili

I materiali per la bioedilizia, noti anche come materiali per l’edilizia sostenibile, sono essenziali per le tecniche di costruzione contemporanee volte a ridurre gli effetti negativi sull’ambiente. Questi materiali sono fondamentali per promuovere un futuro sostenibile oltre che per ridurre al minimo i danni. Le loro caratteristiche principali includono robustezza e riutilizzabilità. Grazie all’approvvigionamento locale e all’utilizzo di risorse naturali, promuovono la sostenibilità ambientale. Oltre agli effetti positivi sull’ambiente, questi materiali sono importanti perché favoriscono metodi di costruzione più sicuri e riducono i costi a lungo termine.

La resilienza, la riciclabilità e la fornitura locale sono tra le caratteristiche principali dei materiali da costruzione sostenibili. Nel tempo, la durabilità riduce gli sprechi di materiale, garantendo che i materiali possano tollerare una varietà di condizioni ambientali senza deteriorarsi e richiedere meno sostituzioni. La riciclabilità promuove un’economia circolare che privilegia l’efficienza delle risorse e la riduzione dei rifiuti, consentendo di riutilizzare i materiali alla fine del loro ciclo di vita. L’utilizzo di materiali prodotti localmente favorisce inoltre le economie locali e riduce le emissioni di carbonio legate al trasporto. 

Materiali sostenibili comunemente utilizzati

Bambù

Il bambù è un materiale da costruzione unico, molto sostenibile grazie alla sua rapida crescita e alle sue forti caratteristiche fisiche. Con un tasso di crescita fino a 30 centimetri al giorno, è tra le piante a più rapida crescita al mondo e può raggiungere la maturità in pochi mesi.

Rispetto ai materiali da costruzione convenzionali, il bambù ha un impatto ambientale notevolmente ridotto grazie al suo rapido rinnovamento e al basso utilizzo di pesticidi. I suoi usi strutturali sono numerosi e includono pilastri, travi e persino costruzioni in calcestruzzo, dove serve come rinforzo al posto dell’acciaio, se necessario. Il bambù è un materiale popolare nelle aree vulnerabili ai terremoti e alle tempeste, come la Cina o le Filippine, grazie alla sua notevole resistenza alla trazione, pari a quella dell’acciaio.

Il sughero

La natura rinnovabile del sughero e il suo basso impatto ambientale lo rendono un materiale da costruzione estremamente sostenibile. Rigenerato ogni 9-12 anni, il sughero è una risorsa rinnovabile raccolta dalla corteccia delle querce da sughero senza danneggiare le piante stesse. Grazie a questo metodo di raccolta sostenibile, le querce da sughero possono continuare ad assorbireCO₂, contribuendo al sequestro del carbonio e promuovendo la biodiversità.

Grazie alle sue qualità intrinseche, il sughero è un ottimo materiale per la pavimentazione, il trattamento acustico e l’isolamento degli edifici. Offre un buon isolamento termico e acustico ed è robusto e leggero. Inoltre, il sughero è resistente al fuoco, all’umidità e ai parassiti, riducendo la necessità di trattamenti chimici.

Plastica Riciclata

L’industria edilizia sta riconoscendo sempre più la plastica riciclata per la sua resistenza, il peso ridotto e l’adattabilità al design. Utilizzando la plastica riciclata, è possibile ridurre la quantità di rifiuti destinati alle discariche e preservare le risorse naturali, come il petrolio, utilizzato intensamente per produrre nuova plastica. Il video qui sotto, realizzato da Business Insider , illustra come vengono prodotti mattoni utilizzando rifiuti di plastica, contribuendo alla salvaguardia ambientale, alla creazione di posti di lavoro e alla riduzione dei rifiuti.

La plastica riciclata può essere impiegata nell’edilizia per creare materiali ad alte prestazioni con eccellenti proprietà termiche ed energetiche, come pannelli isolanti ed elementi strutturali. Grazie al minor consumo energetico necessario per il riscaldamento e il raffreddamento degli edifici, il suo ciclo di vita può drasticamente ridurre le emissioni di CO₂. Inoltre, la versatilità della plastica riciclata consente utilizzi architettonici creativi che migliorano sia gli aspetti funzionali che estetici degli edifici.

Legno a strati incrociati

Nell’ambito dell’edilizia sostenibile, il legno a strati incrociati (CLT) sta emergendo come un materiale all’avanguardia. Estremamente resistente e stabile, il CLT viene realizzato sovrapponendo e incollando diversi strati di legno disposti ad angolo retto. Questo materiale immagazzina carbonio per tutta la sua esistenza, rendendolo non solo più ecologico di acciaio e cemento, ma anche più leggero.  

Grazie alla sua resistenza al fuoco e alla capacità di mantenere l’integrità strutturale anche in condizioni di calore estremo, il CLT rappresenta una scelta sicura per la costruzione di edifici. I pannelli in CLT, essendo prefabbricati, consentono un rapido assemblaggio in cantiere, riducendo i tempi di costruzione e minimizzando i danni ambientali associati alle tecniche edilizie tradizionali. Il CLT si profila come uno dei principali protagonisti nel futuro dell’edilizia ecologica, con il potenziale di ridurre le emissioni di gas serra fino al 26% rispetto ai materiali convenzionali.

Pietra

Per migliaia di anni, la pietra è stata un materiale fondamentale per le costruzioni, grazie alla sua durabilità naturale e alla minima necessità di lavorazione. Essendo una sostanza naturale, può essere estratta senza l’aggiunta di risorse aggiuntive e può essere completamente riciclata al termine del suo ciclo di vita. La pietra è apprezzata in edilizia per la sua lunga durata e la sua resistenza al deterioramento in varie condizioni climatiche, contribuendo così alla sostenibilità.  

Le sue caratteristiche estetiche possono migliorare l’appeal architettonico degli edifici e supportare pratiche costruttive sostenibili. È considerata un materiale ecologico moderno perché può essere facilmente ottenuto localmente, riducendo ulteriormente le emissioni di carbonio associate al trasporto.

Materiali sostenibili innovativi ed emergenti

Micelio

Il micelio derivato dalla rete di radici dei funghi, ha dimostrato vantaggi significativi in termini strutturali e ambientali nell’edilizia sostenibile. Questa sostanza organica richiede poca energia per la sua produzione e ha una bassa impronta di carbonio. Utilizzando scarti agricoli come substrato ricco di nutrienti, i funghi possono crescere e trasformarsi in materiali da costruzione durevoli come rivestimenti e mattoni. Per ulteriori informazioni sulle straordinarie proprietà del micelio e sulle sue caratteristiche di resistenza superiore rispetto al cemento, guarda il video qui sotto

Inoltre, i ricercatori stanno esplorando il micelio per sviluppare rivestimenti ecologici che resistano al fuoco e al trasferimento di calore, offrendo un’alternativa più sicura ai materiali tradizionali. Questo utilizzo innovativo dei funghi non solo supporta i principi dell’economia circolare, ma si allinea anche agli sforzi per ridurre l’impatto ambientale dei materiali da costruzione.

Mattoni assorbi-inquinamento

I “mattoni Breathe”, o mattoni assorbi-inquinamento, sono progettati per migliorare la qualità dell’aria all’interno degli edifici. Grazie a un meccanismo di filtraggio a ciclone integrato, questi mattoni agiscono come dispositivi passivi di filtrazione dell’aria, catturando polvere e agenti inquinanti. Senza bisogno di parti meccaniche, il cuore del sistema – un accoppiatore di mattoni composto da plastica riciclata – guida il flusso d’aria e filtra le impurità per garantire una migliore qualità dell’aria interna.

Questi mattoni sono particolarmente utili nelle aree in via di sviluppo dove la qualità dell’aria rappresenta una problematica, poiché non solo sono economici ed ecologici, ma anche efficienti nel filtrare particelle molto sottili. Grazie all’aumento dei programmi governativi a sostegno delle pratiche di bioedilizia e alla crescente consapevolezza dell’importanza della sostenibilità ambientale, il mercato globale dei mattoni assorbi-inquinamento è in crescita. 

Calcestruzzo stampato in 3D

La stampa 3D è una delle tecnologie più interessanti e versatili attualmente in fase di sviluppo. Dall’elettronica stampata in 3D alle case stampate in 3D, ai trasporti stampati in 3D e persino al bioprinting 3D, che consente di stampare tessuti e organi biologici, la produzione additiva ha il potenziale per trasformare quasi tutti i settori. 

Tuttavia, l’argomento di questo articolo riguarda l’edilizia e i materiali utilizzati in questo settore. Lo sviluppo tecnologico più significativo nell’edilizia è la stampa 3D del calcestruzzo (3DCP). Questa tecnologia non solo riduce lo spreco di materiali, ma aumenta anche l’adattabilità dei progetti edilizi. Uno dei maggiori vantaggi della stampa 3D del calcestruzzo è la sua capacità di ridurre le emissioni di anidride carbonica e il consumo complessivo di materiali. Il calcestruzzo a basse emissioni di anidride carbonica sta diventando sempre più popolare per la stampa 3D, contribuendo così alla sostenibilità ambientale. Un altro beneficio significativo è l’eliminazione delle casseforme tradizionali. Questo metodo non solo riduce gli effetti negativi sull’ambiente associati alla produzione di casseforme, ma consente anche la realizzazione di strutture complesse che sarebbero difficili da ottenere con i metodi costruttivi convenzionali. Tuttavia, la sostenibilità della 3DCP è al centro di dibattiti, principalmente a causa dell’elevato contenuto di malta e dell’uso di materie prime vergini. Per migliorare la sostenibilità, i ricercatori stanno esplorando l’utilizzo di risorse riciclate e la sostituzione dei geopolimeri con il cemento Portland normale (OPC).

Vantaggi dell’uso di materiali sostenibili nelle costruzioni

Vantaggi ambientali

I materiali sostenibili riducono l’impatto ambientale delle costruzioni conservando le risorse, minimizzando i rifiuti e riducendo le emissioni di carbonio. L’uso di materiali riciclati o rinnovabili riduce l’impronta dell’industria e previene la distruzione dell’habitat, l’erosione del suolo e i danni all’ecosistema associati all’estrazione dei materiali tradizionali. Questi materiali richiedono meno energia per la produzione e il trasporto, contribuendo ulteriormente alla riduzione delle emissioni di carbonio.

Vantaggi economici 

I materiali sostenibili sono più convenienti nel lungo periodo e hanno effetti positivi sull’ambiente. Possono aumentare il valore di un immobile dell’8-12% e spesso comportano incentivi normativi, nonché costi inferiori per la manutenzione e la riparazione. Inoltre, l’uso di materiali sostenibili riduce i costi del progetto e aumenta la redditività grazie al minor consumo di risorse in generale e alla gestione dei rifiuti.

Vantaggi per la salute 

Poiché i materiali da costruzione sostenibili non contengono le pericolose sostanze chimiche presenti nei materiali tradizionali, favoriscono ambienti interni più salubri. Le scelte non tossiche come l’argilla e il legname, che non contengono composti organici volatili (VOC), migliorano la qualità dell’aria interna. Migliorando la luce naturale, il comfort termico e acustico, gli edifici realizzati con questi materiali promuovono il benessere e riducono il rischio di malattie croniche. 

Conclusioni

I materiali all’avanguardia che offrono sostituti sostenibili ai materiali convenzionali, come il micelio, i mattoni che assorbono l’inquinamento e il cemento stampato in 3D, stanno trasformando l’industria delle costruzioni. Questi sviluppi dimostrano l’impegno del settore verso la sostenibilità e l’innovazione, promuovendo le tecniche di bioedilizia e integrandole con gli obiettivi ambientali e finanziari.

Per affrontare le urgenti questioni ambientali, è essenziale utilizzare materiali sostenibili. Consapevoli dei vantaggi che questi materiali offrono all’economia e all’ambiente, i costruttori, gli sviluppatori e gli operatori del settore sono incoraggiati ad investire in queste soluzioni. Con questo cambiamento, l’ambiente costruito diventerà più eccellente, sostenibile, resiliente e rispettoso dell’ambiente in futuro.

Domande frequenti