Innovazioni costruttive che riducono l’impronta ambientale degli edifici

Con l’avanzare della tecnologia, appaiono nuove opzioni quando si tratta di costruire rispettando l’ambiente. Molte di queste tecnologie e innovazioni costruttive contribuiscono a una maggiore efficienza dei materiali e dell’energia. Sia minimizzando l’impatto ambientale, come la riduzione dei rifiuti e delle emissioni dovute ai trasporti, tra gli altri fattori, sia riducendo i costi sia nella produzione che nell’uso dei materiali.

Vediamo alcune applicazioni tecnologiche innovative nell’edilizia, i loro vantaggi, il loro rapporto con la sostenibilità e le tendenze future, ad esempio due tecnologie che possono essere perfettamente combinate: la stampa 3D e l’avanzamento dei materiali riciclati.

La stampa 3D come una delle innovazioni nella costruzione

La stampa 3D applicata all’edilizia consente la creazione di un gran numero di elementi: componenti specifici, strutture complesse, parti di edifici, soluzioni costruttive, pareti, colonne, elementi decorativi come mobili, ecc.

Una stampante 3D riceve informazioni su cosa stampare tramite software CAD o BIM e le macchine sovrappongono il materiale secondo le istruzioni ricevute. I materiali utilizzati per queste costruzioni sono vari, ma il più comune è una miscela di cemento, geopolimeri, fibra e sabbia.

Rispetto alle tecniche tradizionali, i principali vantaggi di questo metodo costruttivo sono la riduzione degli scarti generati, la riduzione e l’ottimizzazione dei tempi di lavorazione, la riduzione dei costi di materiale e manodopera, e la possibilità di non porre limiti alla creatività dell’architetto grazie alla flessibilità che esiste nel design.

Tutto ciò contribuisce a ridurre l’impatto ambientale generato dal settore delle costruzioni nell’estrazione delle risorse, nella fabbricazione dei suoi prodotti e nella costruzione stessa, la stampa 3D offre soluzioni con un approccio di economia circolare. Dal momento che incoraggia l’uso di materiali da costruzione a base organica, prodotti ecologici e riciclati. Inoltre, consentendo la costruzione in loco di edifici completi e modulari, si riducono anche le emissioni derivanti dallo stoccaggio e dal trasporto dei materiali.

I progressi che si verificano in queste tecnologie sono costanti, tanto che il loro valore nel mercato delle costruzioni dovrebbe raggiungere fino a 4 trilioni di dollari nel 2030. È un business incipiente che si consoliderà e potrebbe diventare una soluzione comune, rappresentando un’opzione sostenibile ed economica nel mercato immobiliare. 

Come viene applicata l’intelligenza artificiale alla progettazione degli edifici? 

Secondo l’analisi sviluppata da McKinsey uno studio recente, ci sono ancora poche volte in cui l’IA viene utilizzata nelle costruzioni, ma il suo potenziale di sviluppo è dimostrato dal fatto che diverse startup sono impegnate nella sua implementazione. Questa tecnologia è un’altra delle principali innovazioni nella costruzione, poiché sta aprendo possibilità senza precedenti come: 

• La possibilità di modificare le strutture e trovare alternative per la distribuzione degli spazi. Il punto di partenza si trova nell’introduzione di parametri e limitazioni, ad esempio che l’impianto di un edificio non superi una certa altezza, il tipo di materiali, tra gli altri. Una volta inserito il progetto iniziale, qualsiasi elemento può essere modificato e tutti gli altri parametri si adattano automaticamente alla modifica. 

• Progettano ottimizzatori il cui software, partendo da un piano iniziale e utilizzando parametri di progetto, effettua un’analisi esaustiva e calcola milioni di scenari diversi. Pertanto, le opzioni si riducono a un piccolo numero di alternative ottimali che vengono eseguite attraverso un modello 3D a cui viene aggiunto il tempo di esecuzione.

• Analisi di immagini e video dei lavori dove l’obiettivo principale è identificare problemi di sicurezza e comportamenti sconsiderati che possono essere risolti attraverso la formazione. 
• Piattaforme di analisi avanzate che raccolgono e analizzano i dati dai sensori per fornire soluzioni in tempo reale, ridurre i costi, dare priorità alla manutenzione preventiva ed evitare tempi di fermo.

Tecnologie innovative applicate al riciclo e all’utilizzo di prodotti riciclati

Il progetto europeo HISER (Holistic Innovative Solutions for an Efficient Recycling, o Holistic Innovative Solutions for Efficient Recycling) è un progetto dimostrativo dei principi dell’economia circolare applicati all’intera catena del valore dell’edificio. Il suo obiettivo è cercare soluzioni a basso costo con un approccio olistico che consentano il massimo utilizzo delle risorse e riducano gli sprechi. Questo progetto presentato come un’altra innovazione nella costruzione consiste in: 

• Sviluppo di metodologie: il primo aspetto consiste nella combinazione di soluzioni metodologiche e strumenti per controllare i tipi, le qualità e le quantità dei materiali che verranno utilizzati nella costruzione di un progetto e quali saranno i rifiuti di costruzione e demolizione che ne deriveranno. Per raggiungere questo obiettivo, è stato sviluppato un sistema di tracciabilità dei materiali che ci consente di classificare le risorse utilizzabili e di farne un inventario.
• Sviluppo di tecnologie per produrre materie prime ad alta purezza : una volta stabilita la quantità e la qualità dei rifiuti da costruzione, si cerca un modo per recuperarli. L’obiettivo è produrre materie prime pure tra l’80% e il 100% attraverso tecniche di selezione selettiva, macinazione ed elettroframmentazione. A ciò si aggiungeranno sistemi di analisi della qualità delle materie prime ottenute, che saranno molto importanti per la durabilità e l’affidabilità delle strutture. Si stima che queste misure siano più efficienti del 20% rispetto alle tipiche soluzioni di riciclaggio.
• Utilizzo di nuovi materiali da costruzione: dopo la produzione di materie prime risultanti da rifiuti edili, si cerca di sostituire o integrare queste materie prime con nuovi materiali. Come, ad esempio, con un cemento la cui carbon footprint è inferiore del 10% rispetto a quella attuale, mattoni con il 10% di materiali riciclati o pannelli in gesso con il 50% di materiali riciclati, tra gli altri.

Lo sviluppo e l’implementazione di tecnologie innovative nel settore delle costruzioni sta generando un cambiamento nel modo di progettare e costruire. Si va verso un futuro in cui le innovazioni in campo edilizio permetteranno non solo di ridurre i costi e i tempi del settore, ma anche di scommettere su un’edilizia più sostenibile, che minimizzi i suoi impatti ambientali e contribuisca a minimizzare i cambiamenti climatici.