Pubblicato il 9 giugno 2016

(produzione) Bottiglie vs mattoni

Costruire edifici utilizzando carta riciclata, contenitori per bevande oppure bottiglie di plastica, in sostituzione di pietra o mattoni, può apparire bizzarro, tuttavia, le ricerche e le applicazioni in atto dimostrano che l’utilizzo di materiali di recupero nelle costruzioni può portare a soluzioni sorprendenti ed efficienti. 
Prima che qualificarsi come un problema di natura tecnica, la possibilità di utilizzare dei “rifiuti” nel processo di realizzazione degli edifici deve però essere accettata dagli utenti. Occorre infatti rimuovere dall’immaginario collettivo la relazione che lega l’uso del rifiuto agli interventi realizzati in condizioni di emergenza e di precarietà tipici dei ricoveri provvisori o delle aree marginali delle grandi metropoli. L’utilizzo nel settore delle costruzioni di materiali di recupero provenienti da filiere diverse da quella edilizia non produce necessariamente manufatti con basse prestazioni, così come la stessa immagine architettonica non deve per forza risentire negativamente delle soluzioni costruttive e dei materiali utilizzati. Certamente usare materiali tanto diversi da quelli tipici implica l’interruzione di una pratica consolidata e codificata, imponendo ai soggetti coinvolti nel processo edilizio nuove e diverse regole che devono essere comprese e rispettate. Per il progettista significa riappropriarsi del proprio ruolo di organizzatore e gestore del processo costruttivo, per le maestranze equivale invece ad azzerare le proprie competenze con tutti i problemi di accettazione dei nuovi ruoli che questo comporta.  

L’esperienza del Politecnico di Milano 
Nell’ambito del laboratorio di Costruzione dell’Architettura I, diretto dal prof. Alessandro Rogora, sono stati organizzati dei workshop, nel 2010 e 2011 presso il centro LIPU di Palude Brabbia (VA), nel 2012 nel Come di Legnano (MI) e nel 2013 nel Comune di Abbiategrasso (MI) nel corso dei quali sono stati realizzati dei manufatti edilizi interamente costruiti dagli studenti e “donati” al soggetto ospitante. La necessità di contenere i costi e la voglia di sperimentare soluzioni innovative hanno portato il gruppo di lavoro a studiare delle soluzioni costruttive che utilizzassero materiali a costo quasi zero. Nel 2012, in accordo con il Comune di Legnano, il dipartimento DASTU e la società AMGA (Società partecipata che si occupa della raccolta dei rifiuti solidi urbani), è stato realizzato all’interno del Parco del Catello a Legnano un piccolo modulo edilizio con funzione di punto informativo e deposito: denominato STONE (SusTainable ONE), con una superficie di circa 8 metri quadrati, il modulo è stato realizzato in larga part con materiali di recupero ed è stato interamente autocostruito dagli studenti in 5 giorni di lavoro. Le fondazioni sono state realizzate utilizzando degli pneumatici come casseri a perdere per i getti di calcestruzzo, mentre le pareti sono state realizzare con elementi in legno, riadattando la tecnica costruttiva messa a punto d Walter Segal (Berlino 1907 – Londra 1985), architetto svizzero naturalizzato britannico, che sviluppò l’omonimo sistema autocostruttivo di edifici in legno. Per la struttura primaria sono stati impiegati elementi in legno provenienti dalla demolizione del vecchio impianto scenico del Cinema Teatro Legnano, mentre le travature secondarie sono state realizzate con elementi in parte di recupero e in parte di nuova fornitura. Le pareti di tamponamento, con spessore di 20 cm, sono state realizzate in quattro tipologie diverse: con contenitori in tetrapak; con paglia di grano incollata con resina vinilica diluita; con fogli di cartone ondulato sovrapposti; con miscela di carta-cemento (papercrete). Le finiture esterne sono state eseguite in OSB, mentre le finiture interne sono state realizzando dei battiscopa in legno. Il manto di copertura è stato realizzato con teloni in PVC di recupero, mentre porta e finestra sono state recuperate dalla demolizione di un edificio poco distante dal sito di progetto.  
Il Modulo edilizio STONE 2.0 ha una superficie di circa 24 metri quadrati, di cui 4 destinati a portico: è utilizzato come deposito e punto informativo per le attività di Palazzo Stampa alle porte di Abbiategrasso. Il Modulo è il risultato di una tesi di laurea (tesi di Laurea Magistrale in Architettura di Lingesan Sharavanan e Chikodi Shantanur Recycled material in building construction: a module at Abbiategrasso, Politecnico di Milano, 23 luglio 2014) ed è stato progettato per essere costruito in 5 giorni. La struttura primaria è stata realizzata con elementi di recupero (travi ad H e a C) in fibra di vetro forniti dall’azienda PCR di Bernareggio, mentre per l’isolamento sono state utilizzate al contempo soluzioni convenzionali e innovative. Nella parete Sud è stato realizzato un sistema di captazione solare che contribuisce alla climatizzazione passiva dell’edificio. sono stati utilizzati due infissi di recupero e un muro solare realizzato con bottiglie di plastica recuperate dagli studenti e riempite di acqua per l’accumulo del calore da fonte solare; le bottiglie sono state inserite in un pannello isolante per limitare le dispersioni verso l’esterno. Il resto dell’involucro verticale è stato realizzato con una struttura in legno riempita secondo quattro opzioni di isolamento: pannelli di polistirene; lana di roccia; sottile multistrato riflettente all’infrarosso; lana di roccia accoppiata all’isolamento multistrato all’infrarosso. Il funzionamento energetico del modulo edilizio è attualmente monitorato per verificare le prestazioni in opera delle soluzioni proposte. 

L’esperienza dell’Università degli studi Roma Tre 
Da qualche anno un gruppo di ricerca del Dipartimento di Architettura (il gruppo di lavoro è costituito dal prof. A Baratta, arch. Phd. L. Calcagini, arch. A. Magarò, arch. O. Minella) svolge una ricerca con l’obiettivo di: 
- Valorizzare i rifiuti dando una risposta (anche solo parziale= alla crescente domanda di materiali sostenibili; 
- Fornire spunti di riflessione per ipotizzare strategie di intervento più adeguate atte ad una corretta gestione delle materie prime e dei rifiuti. 
L’occasione per dare consistenza alla ricerca è stata data dal Festival Internazionale “RiscARTI”, contenitore multidisciplinare che, con linguaggio anticonvenzionale e popolare, vede realizzare performance, mostre e laboratori sul tema del riuso e del riciclo. Giunto alla terza edizione, nel settembre 2015 l’evento ha ospitato prodotti d’artigianato e filiere virtuose dell’alimentazione, sposando così le tematiche di Expo Milano 2015. Il gruppo di ricerca ha quindi spostato l’attenzione sul recupero di alcuni rifiuti solidi urbani provenienti dal settore alimentare per re-immetterli nel ciclo produttivo attraverso il riuso in edilizia. La ricerca ha previsto l’investigazione di materiali e prodotti riusabili e riciclabili, l’ideazione di soluzioni tecniche, la valutazione tecnica dei livelli prestazionali forniti, la realizzazione di campioni a scala reale per valutarne l’effettiva fattibilità. 
Dopo aver vagliato diverse opportunità, il gruppo di ricerca ha concentrato la propria attenzione su due casi di studio. Il primo caso di studio, un “Solaio controterra realizzato con contenitori esausti”, è costituito da uno strato di poliaccoppiato precedentemente forato e getto di completamento in calcestruzzo. I vasetti di yogurt, tipicamente di plastica, possono essere reimpiegati con la funzione di casseri a perdere, nella realizzazione di un solaio controterra. La loro disposizione ordinata permette di alleggerire il pacchetto di solaio di creare un’intercapedine aerata: il getto di completamento in calcestruzzo è armato con una rete elettrosaldata per la corretta ripartizione dei carichi. Per tenere in sede i vasetti durante il getto è necessario un supporto, che può essere realizzato in cartone riciclato pressato, che ha anche una funzione parzialmente isolante: il supporto è impermeabilizzato con dei fogli di poliaccoppiato ricavati dallo sviluppo di contenitori esausti, così da non assorbire l’acqua del calcestruzzo vanificandone la presa e compromettendone la prestazione. Il solaio è completato da uno strato di livellamento e da un tavolato di legno di recupero. Un solaio siffatto utilizza circa il 30% in meno di calcestruzzo e garantisce l’aerazione al fine di prevenire fenomeni di condensa. Tale soluzione, seppure priva di isolamento termico e con uno spessore di soli 18 cm, determina una trasmittanza pari a 1,50 W/ m2K. Seppure le valutazioni abbiano dei possibili margini di errore, l’esperimento dimostra come il reimpiego di un elemento che solitamente aumenta il volume dei rifiuti solidi urbani possa fornire interessanti prestazioni. 
Il secondo caso di studio, una “Parete interna realizzata con contenitori esausti”, è costituito da quei contenitori di poliaccoppiato /75% carta, 20%polietilene e 5%alluminio) che rappresentano una delle soluzioni più diffuse per la distribuzione, lo stoccaggio, la vendita e la conservazione di liquidi per uso alimentare. Non essendo imballaggi monomaterici, il loro smaltimento tramite raccolta differenziata casalinga è complesso: eppure si tratta di prodotti costituiti da strati che potrebbero essere facilmente reimmessi nel ciclo produttivo. Fissate queste due premesse e sfruttando la tipica modularità delle confezioni, che ne consente un trasporto e uno stoccaggio più efficiente, è stato utilizzato il contenitore come elemento modulare per la realizzazione di pareti di divisione e separazione con spessori di 10 e 24 cm. Con una parete di soli 10 cm di spessore, la trasmittanza termica è risultata pari a 1,89 W/ m2K. Considerato che il valore delle adduttanze interne, sintesi degli scambi convettivi e all’infrarosso, tiene conto della emissività dei materiali e che l’intercapedine d’aria è delimitata da superfici aventi bassi valori di emissività emisferiche, in realtà si ha una riduzione dello scambio radiativo e un corrispondente incremento della resistenza termica di intercapedine; tale incremento può essere dell’ordine di 2-3 volte. Si può, quindi, affermare che il valore di trasmittanza ottenuto sia estremamente cautelativo rispetto alle prestazioni termiche che si possono ottenere con tale soluzione tecnologica. 

Risultati e possibili sviluppi 
Le esperienze descritte hanno indagato le potenzialità d’suo e le prestazioni dei materiali di recupero, con particolare riguardo alle prestazioni termiche e meccaniche. I risultati delle due attività sono stati sorprendenti. Seppure con risultati parziali e certamente non esaustivi, le attività dimostrano che le potenzialità dei rifiuti impiegabili nel settore delle costruzioni sono enormi. Nei prossimi anni si prevede di realizzare delle ulteriori esperienze focalizzando l’attenzione sulla messa a sistema delle soluzioni tecniche già analizzate, individuando nuove modalità di utilizzo dei materiali con particolare attenzione alla soluzione dei nodi tecnologici e delle discontinuità nell’involucro edilizio. Più in generale, l’obiettivo è di creare un prototipo, perfettamente funzionante e utilizzabile in maniera continuativa, che sia allo stesso tempo luogo di sperimentazione e luogo di comunicazione delle potenzialità d’uso dei materiali di recupero. La possibilità di osservare e sperimentare il risultato di un uso corretto di questi materiali e di toccarne con mano il funzionamento dovrebbe aiutare a sdoganare queste soluzioni che possono competere in termini prestazionali e con le soluzioni convenzionali. 


Pubblicato su Modulo 401, giugno 2016
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