Dottorato in INGEGNERIA DELL'ARCHITETTURA E DELL'URBANISTICA

Titolo della tesi: WASTELOPE. STRATEGIE D’IMPIEGO DEGLI SCARTI COME MATERIALI COSTRUTTIVI: L’involucro edilizio per il conseguimento sostenibile del comfort ambientale

La ricerca è nata dall’osservazione dei macro-fenomeni che stanno interessando attualmente l’ambiente costruito. Negli ultimi decenni il fenomeno di urbanizzazione ha da una parte fatto crescere in maniera esponenziale la richiesta di materie prime per la produzione di materiali edili, evidenziando i limiti di sostenibilità degli attuali processi produttivi dei materiali stessi, dall’altra ha reso inoltre le città sempre meno salubri. Parallelamente si è osservato che lo studio di soluzioni per lo smaltimento dei rifiuti produttivi, che è ormai questione al centro dell’agenda di governi e industrie, costituisce una delle criticità ambientali più rilevanti. Alla luce di ciò, la tesi si propone di individuare una soluzione a queste problematiche, coniugandole con i principi di sostenibilità ed economia circolare. L’idea è quella di progettare nuovi elementi tecnologici che siano in grado di influire positivamente sulla salubrità e sul comfort dello spazio costruito. L’obiettivo principale di questa tesi è quindi quello di verificare la realizzabilità di un involucro opaco sostenibile, dotato di un’impronta di carbonio ridotta, in grado di contribuire in maniera positiva alla qualità e al comfort all’interno e all’esterno degli edifici in cui risulti applicato. Per il raggiungimento di tale obiettivo si è prevista la definizione di un programma sperimentale, volto all’analisi delle caratteristiche dei materiali e alla valutazione della loro fattibilità, e la definizione di una fase applicativa, volta ad analizzare i possibili benefici ottenibili dall’impiego dei materiali studiati sugli oggetti architettonici finiti. Il programma sperimentale è articolato su due obiettivi specifici; il primo focalizzato sulla definizione di uno strato esterno, a base di malta, realizzato mediante il ricorso ad uno scarto di provenienza agro-industriale, il canapulo, come sostituto dell’inerte, e additivato con gel di silice; il secondo centrato sulla definizione di uno strato interno, a base di intonaco, realizzato mediante aggiunta di uno scarto proveniente da operazioni di costruzione e demolizione, ovvero la chamotte, e additivato sempre con il gel di silice. Il programma sperimentale consta di cinque fasi utilizzate sia per l’analisi dello strato esterno che per quella dello strato interno. La prima fase riguarda lo studio del materiale di scarto inserito nella pasta. La seconda si focalizza sulla caratterizzazione preliminare dell’impasto, ed è strumentale alla terza fase, ovvero la scelta del conglomerato oggetto di studio, successivamente caratterizzato nella fase quattro, a completamento della quale, nella fase cinque, se ne definiscono le possibilità di impiego. La fase applicativa è articolata anch’essa in due obiettivi specifici, che riguardano rispettivamente la progettazione di elementi costruttivi, realizzati con i materiali precedentemente definiti, in accordo con quanto verificato nel completamento del programma sperimentale, e la verifica dell’apporto degli elementi di involucro studiati, mediante l’applicazione degli stessi a due casi di studio tramite modellazione. I risultati ottenuti mostrano la fattibilità dell’impiego dei materiali di scarto in entrambi i composti, realizzando così materiali di finitura più sostenibili che possano essere impiegati per la realizzazione di elementi di rivestimento interno ed esterno e che offrano così la possibilità di valorizzazione degli scarti. In particolare con riferimento alla malta si dimostra come il canapulo sia in grado di fornire un alleggerimento del composto, una buona durezza superficiale, un miglioramento della conduttività termica, buona resistenza al fuoco diretto, riduzione dell’altezza di risalita capillare. In aggiunta l’addizione superficiale di gel di silice conferisce al materiale composito proprietà di assorbimento degli inquinanti. Infine, è stata dimostrata la possibilità di reimpiego del materiale stesso per la produzione dello stesso composto. Mentre l’inserimento di chamotte nell’intonaco migliora sensibilmente le resistenze meccaniche del composto, riduce l’assorbimento del vapore acqueo e l’altezza di risalita di acqua per capillarità. Inoltre, l’addizione del gel di silice consente di produrre materiali con un alto grado di assorbenza nei confronti degli inquinanti. Per quanto riguarda l’applicazione, dai risultati emerge come l’addizione degli elementi costruttivi di progetto riduca sensibilmente i consumi per il riscaldamento, mentre abbia risultati discordanti in termini di consumi per il raffrescamento.