Il fenomeno di urbanizzazione degli ultimi decenni ha fatto crescere in maniera esponenziale la richiesta di materie prime per la produzione di materiali edili, evidenziando i limiti di sostenibilità degli attuali processi costruttivi. L'espansione incontrollata ha reso inoltre le città sempre meno salubri.
Parallelamente lo studio di soluzioni per lo smaltimento dei rifiuti da attività produttive, questione al centro dell'agenda di governi e industrie, costituisce una delle criticità ambientali più rilevanti.
Il progetto si propone di individuare una soluzione alle tre problematiche, coniugandole secondo i principi di sostenibilità ed economia circolare, progettando un nuovo elemento tecnologico in grado di influire positivamente su salubrità e comfort dello spazio costruito.
La ricerca ha come oggetto uno studio che porti alla realizzazione di un involucro opaco multistrato sostenibile, capace di contribuire al benessere interno e esterno dell'edificio.
L'involucro sarà realizzato tramite il ricorso a scarti produttivi e materiali riciclabili, e di essi verrà valutata l'applicabilità come materiali costruttivi.
Ogni strato è concepito in modo da rispondere a uno dei parametri per il raggiungimento del benessere ambientale: qualità dell'aria interna ed esterna, comfort termico e acustico, autonomia strutturale.
In particolare sarà verificata l'ipotesi di sostituzione dell'inerte fino nel calcestruzzo (strato portante) con scarti agricoli di realtà produttive laziali, analizzando come essa influenzi il conglomerato e come contribuisca alla durabilità del componente edilizio, studiandone, in particolare, la bioricettività nei confronti dei licheni (qualità aria esterna), dei quali sarà analizzato il contributo alla purificazione dell'aria esterna all'edificio, così come quello dello strato preposto alla purificazione dell'aria interna (sepiolite).
A seguito dei risultati si valuterà l'apporto fornito dall'involucro di progetto tramite applicazione sul caso studio.
L'innovatività della ricerca riguarda vari aspetti. Un primo aspetto di innovazione risiede nell'uso di inerti di riciclo provenienti scarti agro-industriali, volto minimizzare il ricorso a materie prime per la produzione di calcestruzzo. Questa scelta presenta un triplice vantaggio. In primo luogo la selezione di colture afferenti alla realtà produttiva italiana, nello specifico quella laziale, consente di colmare un vuoto presente in letteratura, grazie allo studio di filiere produttive ad oggi non indagate. Gli studi condotti finora, infatti, sono stati sviluppati in realtà agricole molto differenti dal contesto italiano, principalmente sud-est asiatico e sud America, e di conseguenza presentano informazioni riguardanti residui agricoli non presenti nella nostra area geografica. Un ulteriore vantaggio per l'avanzamento della conoscenza in questo ambito riguarderebbe lo studio e l'approfondimento di proprietà poco indagate (come la durabilità, resistenza al fuoco, resistenza ai cicli di gelo e disgelo, permeabilità all'acqua, etc).
In terzo luogo le ricadute positive dello studio avrebbero un portato tale da investire vari ambiti. Quelli che attualmente sono scarti e/o sottoprodotti agro-industriali, diventerebbero materiali con un effettivo valore di mercato, entrando de facto in un circuito commerciale. Si avrebbe uno sviluppo di nuove realtà produttive locali legate alla valorizzazione e alla trasformazione di questi materiali, che contribuirebbero a mantenere elevato e attuale il know-how in un settore tanto importante nel contesto italiano quale quello della produzione di cementi e calcestruzzi. Le ricadute sul settore delle costruzioni sarebbero molteplici: una maggiore sostenibilità dei materiali; una riduzione del costo del nuovo calcestruzzo; nonché maggiore prestigio dei manufatti edilizi, in grado così di rispondere alle sfide produttive e realizzative che si prospettano nell'immediato futuro.
In aggiunta a quanto precedentemente elencati, si deve menzionare che, l'approfondimento di un tema ad oggi solo sommariamente studiato come quello della bioricettività del calcestruzzo nei confronti delle coperture criptogamiche, con particolare riferimento ai licheni, consente di ampliare un filone di ricerca tutto sommato inesplorato.
Dal punto di vista applicativo, lo studio dei licheni come elemento verde presente sull'involucro, apre la strada ad un nuovo ventaglio di soluzioni tecnologiche. Pur presentando capacità analoghe a quelle delle piante (purificazione dell'aria tramite fotosintesi, isolamento termico, riduzione temperature nell'intorno della zona verde, ecc.), la realizzazione di elementi di involucro verdi mediante il ricorso ai licheni presenterebbe numerosi vantaggi rispetto ai tetti e alle facciate verdi definibili "tradizionali". Il ricorso a questi organismi consentirebbe infatti una riduzione dei costi (minore manutenzione del verde in quanto non necessitano potatura, nessuna necessità di irrigazione, poiché i licheni sequestrano l'acqua direttamente dall'atmosfera), riduzione del carico strutturale (i licheni non hanno un apparato radicale e pertanto non necessitano di uno strato di terreno su cui crescere), maggiori possibilità di applicazione (i licheni, pur essendo organismi eliofili, sono in grado di crescere e prosperare anche in condizioni che non prevedano l'esposizione solare diretta), sono sempreverdi (anche se in condizioni climatiche estreme i loro meccanismi biologici rallentano), inoltre i licheni sono estremamente sensibili al peggioramento della qualità dell'aria, fatto che si ripercuote sulla loro colorazione, rendendoli quindi utili anche come bioindicatore.
L'unione delle due tematiche analizzate nella ricerca, reimpiego di scarti e purificazione dell'aria, potrebbe essere in grado di conferire un ruolo nuovo all'edificato: un ruolo attivo nel mantenimento delle condizioni di benessere delle città, senza bisogno di ricorrere al consumo di energia.