Foto di copertina di Leo Wieling

Premessa

«Nulla si crea, nulla si distrugge, tutto si trasforma»

La legge della conservazione della massa è una legge fisica della meccanica classica, che prende origine dal cosiddetto postulato fondamentale di Lavoisier. In essa è chiaramente descritto l’errore a cui da anni ci siamo abituati, ovvero attribuire lo stato di rifiuto a qualcosa affinché “sparisca” dalla nostra catena del valore.

Nella realtà delle cose, non funziona così.

In primis perché il nostro pianeta è un sistema chiuso e la natura, in oltre 3,8 miliardi di anni di evoluzione, non ha mai generato nulla che fosse “un rifiuto“. Questo termine e le sue conseguenze sul nostro ambiente, sono un artifizio da noi creato per definire un livello così basso di qualità della materia da non venire più considerata, in quanto priva di valore (economico) e quindi scartata.

In questo articolo riprendo dei concetti di economia circolare, obiettivi ONU 2030 e innovazione sostenibile, già trattati in precedenti articoli, per declinarli specificatamente al settore delle costruzioni.

Qualche dato

Secondo gli ultimi dati diffusi da ISPRA, riportati nella “Strategia Nazionale per l’Economia Circolare” (Ministero della Transizione Ecologica [MITE] – giugno 2022), nel 2019 sono stati prodotti circa 52,1 milioni di tonnellate di rifiuti a seguito di costruzione e demolizione, +13,6% rispetto al 2018, corrispondente a oltre 6,2 milioni di tonnellate. La buona notizia è che il tasso di recupero (riutilizzo, riciclaggio e altre forme di recupero) di materia dei rifiuti da costruzioni e demolizioni, si attesta, nel 2019, al 78,1%, pari a 40,7 milioni di tonnellate, al di sopra dell’obiettivo del 70% fissato dalla Direttiva 2008/98/CE per il 2020 (NB: il monitoraggio dei rifiuti da costruzione e demolizione non tiene conto delle quantità relative alle terre e rocce da scavo e dei fanghi di dragaggio).

Sul fronte della decarbonizzazione del settore edile il BPIE (Buildings Performance Institute Europe) ha creato un indice per misurare il progresso delle costruzioni in UE in tal senso (da raggiungere nel 2050), l’indice ha una scala compresa tra 0 (situazione di riferimento nel 2015) e 100 (decarbonizzazione raggiunta nel 2050). Nel 2019 è stato calcolato a 0,48, contro un valore di 14. Significa che l’incremento è stato di appena 0,12 /anno contro i 3,6/anno attesi. Per recuperare il ritardo, il tasso di miglioramento annuo dal 2019 al 2030, dovrà essere di 5 punti all’anno.

Questo ci fa capire come l’impegno nell’ottenere gli obiettivi di sosteniblità e resilienza nelle costruzioni, lunge dall’essere considerato concluso.

Strategia Nazionale per l’Economia Circolare

Particolare interesse e speranza, per l’economia circolare applicata all’edilizia, ma non solo, è riservata alla “Strategia Nazionale per l’Economia Circolare” (Ministero della Transizione Ecologica [MITE] – giugno 2022), nella quale sono definiti gli elementi cardine su cui il MITE agirà per il traghettamento nazionale verso l’economia circolare (questo al netto degli eventuali nuovi indirizzi politici che l’esecutivo, che si insedierà a seguito delle elezione di settembre 2022, porrà in essere – ndr):

La strategia si innesta nel contesto dell’attuale crisi internazionale, con l’auspicio che tali proposte possano, anche, alleviare la dipendenza della nostra economia da energia e risorse provenienti da Paesi terzi, rendendola quindi più resiliente agli shock esterni. Non a caso il Green Deal europeo mira ad avviare l’Unione Europea sulla strada di una transizione ecologica con l’obiettivo ultimo di raggiungere la neutralità climatica entro il 2050 ed entro il 2030 assicurare, secondo le stime della Commissione, un risparmio di 132 Mtep di energia primaria, pari a circa 150 miliardi di m3 di gas naturale, quasi equivalenti all’importazione di gas russo nell’UE.

La Strategia Nazionale per l’Economia Circolare propone 5 modelli di business capaci di condurre a un sistema produttivo coerente con le finalità dell’economia circolare:

  1. Filiera circolare “fin dall’inizio” (ecodesign fin dalle prime fasi di progettazione del prodotto).
  2. Recupero e riciclo (fabbricare materia prima seconda e altre strategie “near zero waste”).
  3. Estensione della vita del prodotto (durabilità del prodotto, lavorando su economie di servizi e non di consumo di beni -> product-as-a-service).
  4. Piattaforma di condivisione (usare cosa serve e quando serve).
  5. Prodotto come servizio (che si lega indissolubilmente alla durabilità dei beni sopra).

Di seguito l’infografica proposta dal MITE in merito al ciclo di prodotto secondo l’economia circolare:

Di particolare interesse nel documento, ritengo, sono i principi dell’ecodesign indicati di seguito. In termini operativi potrebbero essere trasformati in un’utile check list di sviluppo prodotti:

  • materiali: razionalizzare l’uso delle risorse materiche (efficienza nell’uso dei materiali), cercando di sostituire materiali non rinnovabili con materiali rinnovabili, riciclati, biodegradabili e compostabili. La necessità è di “creare” nuovi materiali che contemplino al meglio sostenibilità e circolarità (es: materia prima seconda che sostituisce, anche parzialmente, quella vergine). È essenziale la conoscenza delle caratteristiche ambientali dei materiali per evitare di perseguire scelte di progetto che non favoriscono la circolarità delle risorse;
  • processi produttivi: aumentare l’efficienza nell’uso delle materie prime; migliorare la logistica degli approvvigionamenti e della distribuzione; ridurre al minimo la produzione di scarti di lavorazione o fare in modo che questi siano gestiti come sottoprodotti. I processi di simbiosi industriale (dove lo scarto di un processo produttivo diventa materia prima seconda per un altro) offrono un contributo importante per valorizzare gli scarti dei processi produttivi riducendo i costi di processo e arrivando a ottenere ricavi dalla vendita; al fine di favorire l’implementazione di tali processi dovranno essere sviluppati sistemi software di supporto alle decisioni (Decision Support System), che garantiscano dati aggiornati ed affidabili, integrando tutte le fonti di informazione in un’unica interfaccia di accesso;
  • approvvigionamenti: utilizzare approvvigionamenti energetici da fonte rinnovabile; valorizzare le risorse a livello territoriale o di prossimità per ridurre gli impatti ambientali del trasporto e creare un’identità locale del prodotto;
  • disassemblabilità e modularità: permettere più agevolmente la smontabilità delle diverse componenti di un prodotto in relazione anche alle tipologie di materiali impiegati; favorire la progettazione di prodotti seguendo il principio della modularità per permettere la sostituzione delle parti, il recupero e riuso di assiemi e sottoassiemi;
  • riciclabilità: favorire il recupero e riciclo dei materiali, evitando di avere componenti multimaterici con incastri irreversibili che non possono essere avviati al processo di riciclo;
  • riparabilità e manutenzione: permettere la sostituzione delle parti tecnologicamente obsolete o danneggiate e favorire una manutenzione che permetta l’allungamento del ciclo di vita del prodotto stesso;
  • sostituzione e gestione delle sostanze pericolose: cercare soluzioni materiche che non contengono sostanze pericolose per rendere più facilmente riciclabili i prodotti, prendendo anche a riferimento la normativa europea sulle sostanze chimiche. Tuttavia, per molteplici prodotti, la presenza di specifiche sostanze pericolose negli stessi è dettata dalla necessità di garantire determinate prestazioni e caratteristiche (anche di durabilità) che, sulla base delle attuali conoscenze e tecnologie disponibili, non possono essere raggiunte con sostanze alternative. È, pertanto, necessario anche garantire un’opportuna gestione e recupero delle sostanze pericolose;
  • riutilizzo: qualsiasi operazione attraverso la quale prodotti o componenti che non sono rifiuti sono reimpiegati per la stessa finalità per la quale erano stati concepiti;
  • raccolta post consumo: fase fondamentale per permettere ad un prodotto o a parte di esso di essere avviato ad una fase di manutenzione o riutilizzo;
  • rigenerazione: permettere che le parti funzionanti e riutilizzabili di un prodotto usato possano essere reimpiegate in un nuovo prodotto / processo;
  • qualità del riciclaggio: favorire il processo di riciclaggio, cercando di mantenere il più possibile le caratteristiche dei materiali. Una riduzione della qualità del materiale porta inevitabilmente ad un minore valore economico dello stesso;
  • ecoprogettazione dei processi produttivi: dall’end of pipe alle cleantech. Le tecnologie “end of pipe” o di fine ciclo devono la loro definizione al fatto che intervengono sul trattamento dell’inquinamento dopo che esso è stato prodotto, agendo quindi a valle del processo produttivo: gli impianti di abbattimento delle emissioni gassose e gli impianti di trattamento dei reflui biologici o chimico fisici ne sono un esempio. Le tecnologie cleantech devono intervenire a monte per evitare esternalità ambientali, come la riduzione dell’uso dell’acqua e dell’energia.

L’economia circolare applicata all’edilizia – strumenti

Riprendendo gli obiettivi ONU 2030 (17 Obiettivi – Sustainable Development Goals, (SDGs) – declinati in 169 target da conseguire entro il 2030) riporto un’interessante valutazione dal “dossier raggiungiamo gli obiettivi ONU 2030” di U&C n° 3 marzo 2019, nel quale si identificano i 10 obiettivi (su 17), che interessano il settore delle costruzioni:

L’impatto complessivo delle costruzioni è evidente, il tema è comprendere come fare affinché lo stesso sia a sommatoria positiva.

In termini strettamente ambientali (i 17 obiettivi ONU 2030 abbracciano più tematiche rilevanti) il peso attuale della produzione di rifiuti, di consumo energetico e di emissioni di CO2 del comparto costruttivo, non è certamente sostenibile.

Tanto da destare l’interesse della Commissione Europea nel proporre strategie di mitigazione e soluzioni concrete:

Le costruzioni si presentano come il settore a maggior potenziale di miglioramento delle prestazioni ambientali.

Vediamo qualche strumento che può essere utilizzato nella pratica. Secondo la Ellen MacArthur Foundation i principi dell’economia circolare sono 6:

  1. Eco-progettazione
  2. Modularietà e versatilità
  3. Energie rinnovabili
  4. Approccio sistemico
  5. Recupero dei materiali

Questi principi possono essere declinati per il settore delle costruzioni e trasformati (sempre) in una sorta di check list dinamica. Dinamica perché la sequenza numerico è mantenuta, ma non in forma rigida, in quanto la messa in campo dei diversi principi crea sinapsi e relazioni continue tra gli stessi. L’obiettivo non è mai l’uso dello strumento, bensì quello di massimizzarne i benefici per giungere ai risultati. Il valore generato è l’obiettivo (in questo caso la sostenibilità) e quindi lo strumento deve essere ben compreso affinché generi valore attraverso un suo uso intelligente.

Di seguito riporto una visualizzazione grafica e testuale di cosa intendo per applicazione dei principi dell’economia circolare al settore delle costruzioni:

Quello sopra non è certamente l’unico strumento possibile, ve ne sono altri estremamente interessanti.

A titolo esemplificativo cito le “Linee guida per la progettazione circolare di edifici” edite dal GBC Italia a settembre 2020, così strutturate:

  • Parte 1 | QUADRO DI RIFERIMENTO
  • Parte 2 | PRINCIPI
  • Parte 3 | PRINCIPI PER TARGET GROUP
  • Parte 4 | CONCLUSIONI E RACCOMANDAZIONI
  • Allegato 1 | APPROFONDIMENTI ED ESEMPI APPLICATIVI
  • Allegato 2 | TERMINI E DEFINIZIONI

Il documento si focalizza su 3 scenari:

L’economia circolare applicata all’edilizia – un esempio

L’esempio di economia circolare applicata all’edilizia che porto nel presente articolo riguarda le costruzioni in legno. Il settore delle costruzioni in legno è in forte crescita nel nostro paese e si presenta come una nicchia di valore. Il maggior vantaggio ambientale del legno è la sua capacità di stoccare il carbonio “C” della CO2, trasformando le opere lignee in veri serbatoi di carbonio che evitano la re-immissione in atmosfera di quanto stoccato dall’albero nella sua fase di crescita.

Il progetto SOFIE

Le costruzioni in legno sono oggetto di ricerche continue a livello globale. Il Trentino si distingue in questo e qualche anno fa ha dato origine a un’importante ricerca in campo sismico, il Progetto SOFIE, testando, a marzo 2007, un edificio in scala reale di 7 piani (23,5m) interamente in legno, per la precisione in CLT (Cross laminated Timber o XLam). La campagna di prove è avvenuta in Giappone sulla piattaforma NIED, con un ciclo di 15 scosse sismiche di intensità pari a 7,2 gradi della scala Richter.

Qui si può vedere un estratto del test:

Il risultato ottenuto è stato strabiliante.

Non solo l’edificio ha resistito alle sollecitazioni indotte, rimanendo in funzione durante e dopo l’evento sismico, ma non ha riportato danni ai pannelli delle pareti e dei solai, rendendosi quindi necessarie solo riparazioni locali alle connessioni di dimensioni contenute (si veda l’immagine sottostante) dimostrando grande durabilità ed economicità di riparazione.

Fonte immagine – Presentazione prof. Ario Ceccotti

Un altro aspetto interessante è stato il suo fine vita.

Ultimati i test l’edificio non è stato demolito, con produzione di rifiuti, bensì è stato smontato e riportato in Italia per essere ri-montato e ri-smontato e infine i pannelli sono stati ri-utilizzati per la costruzione di una scuola, di una foresteria presso l’ente di ricerca e per effettuare ulteriore ricerca scientifica.

L’applicazione delle 4R al Progetto SOFIE

Se applichiamo le 4R (Riusa, Riduci, Ricicla e Rinnova) a questo progetto possiamo osservare che:

  1. Riusa: Pannelli utilizzati in altre opere dopo lo smontaggio (nessuna demolizione).
  2. Riduci: Edificio strategico con notevoli minori costi di realizzazione (il sovra-costo per realizzare un edificio strategico in legno, rispetto alla baseline minima di legge, è dell’ordine del 3%, contro un 20-40% del convenzionale).
  3. Ricicla: Connessioni e pannelli pronti per il riciclo.
  4. Rinnova: Sostituzioni / rinforzi locali (connessioni, non pannelli CLT) con interventi minimi.

Il rispetto dei principi dell’economia circolare, con i relativi benefici ambientali che ne derivano, sono evidenti. Dobbiamo naturalmente osservare che mancano degli elementi essenziali per poter considerare ultimato e fruibile l’edificio analizzato, come il pacchetto cappotto (serramenti compresi) e gli impianti con le finiture interne.

L’opportunità di economia circolare applicata all’edilizia

Compreso come il pacchetto “strutturale“, sopra illustrato grazie al Progetto SOFIE, possa rispettare ampiamente i criteri dell’economia circolare, proseguiamo col ragionamento modulare, lavorando sugli altri pacchetti:

  • Pacchetto impianti interno: l’insieme di elementi passivi e attivi che concorrono a realizzare li sistema impiantistico e la loro collocazione e distribuzione all’interno dell’edificio.
  • Pacchetto energetico/protezione: l’insieme di elementi passivi e attivi che concorrono a realizzare li sistema di coibentazione e protezione dell’edificio.

Ragionando secondo un’ottica modulare integrata, con una visione olistica che consideri i diversi livelli di durabilità e interventi manutentivi dei 3 pacchetti (strutturale, impianti interni ed energetico/protezione), nonché i rischi associati ai fini della durabilità e per la minimizzazione dell’impatto ambientale, potremo creare innovazioni importanti nel settore edile.

Un invito a riflettere, anzi a lavorare…

Vi invito quindi a riflettere, nonché lavorare, sull’integrazione sopra proposta attraverso un’eco-progettazione che consideri le esigenze mutevoli di utilizzo (adaptability), le diverse condizioni di durabilità e i diversi impatti economici di interventi manutentivi, riuscendo a ottenere elevate performance di economia circolare ed edifici resilienti.

Al contempo potremo valutare percorsi virtuosi che contemplino le 4R (Riusa, Riduci, Ricicla e Rinnova), creando filiere di valore non solo su un singolo edificio, ma sull’intera filiera delle: costruzioni, manutenzioni e rinnovo degli edifici.

Serve aiuto?

ARM Process ha oltre 15 anni di esperienza nell’innovazione sostenibile e può supportarti nell’identificare le innovazioni di prodotto o processo in grado resilienti in grado di rispondere ai criteri dell’economia circolare.

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Buona innovazione!