5 Materiali da costruzione sostenibili

La sostenibilità è un argomento che sta diventando parte integrante anche dell'industria edile.
Sono sempre di più le ricerche che vengono effettuate per trovare soluzioni che integrino i componenti tradizionali con le innovazioni sostenibili. Dal cemento armato con fibra di carbonio al concetto rivoluzionario di armatura con rinforzi in canapa, questa collezione mostra come la continua ricerca nel campo edile stia rafforzando, migliorando e incrementando la sostenibilità e le potenzialità di materiali ben noti.
Scopri i cinque materiali che stanno rivoluzionando le pratiche di costruzione e stanno gettando le basi per un futuro più sostenibile.

The Cube, un progetto architettonico pionieristico di Henn Architekten e dell'Università Tecnica di Dresda, mette in mostra le straordinarie capacità del cemento rinforzato con fibra di carbonio (da non confondere con il cemento di carbonio). Questo materiale innovativo, che integra il filo di fibra di carbonio nel calcestruzzo, migliora la resistenza strutturale, consentendo una significativa riduzione della quantità di calcestruzzo necessaria per la costruzione. Questa collaborazione è culminata nella creazione del primo edificio al mondo realizzato interamente in cemento armato con fibra di carbonio, che funge sia da laboratorio che da spazio per eventi dell’università.

Il progetto The Cube sfrutta la maggiore leggerezza e la resistenza della fibra di carbonio, consentendo una facciata snella e sinuosa che non potrebbe essere ottenuta con i materiali tradizionali. Inoltre, la natura antiruggine e la conduttività della fibra di carbonio introducono nuove funzionalità, come elementi riscaldanti integrati e monitoraggio dell’integrità strutturale. Questa tecnologia non solo promette di ridurre l’impatto ambientale della costruzione attraverso il risparmio di materiale, ma estende anche la durata delle strutture, offrendo un’alternativa sostenibile ai metodi di costruzione convenzionali.

I ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) e di Harvard hanno scoperto l'antico segreto che sta dietro alla millenaria resistenza del calcestruzzo dell’antica Roma, rivelando le sue proprietà di “autoriparazione”, che mirano ad adattare per l’uso moderno. A differenza del calcestruzzo moderno, che utilizza calce spenta, il calcestruzzo romano incorporava calce viva, che interagisce con l’acqua piovana per formare una soluzione satura di calcio, contribuendo efficacemente a sanare le crepe nel tempo. Questa scoperta potrebbe offrire un’alternativa sostenibile alle armature in acciaio, che sono soggette a corrosione e contribuiscono al decadimento prematuro delle strutture in calcestruzzo. L’uso della calce viva non solo prolunga la durata delle strutture in calcestruzzo, triplicandone potenzialmente la durabilità, ma offre anche vantaggi ambientali riducendo le emissioni di carbonio associate ai materiali da costruzione. Inoltre, questa innovazione prevede un processo di “miscelazione a caldo” che migliora la capacità del materiale di autoripararsi.

I ricercatori del Rensselaer Polytechnic Institute hanno sviluppato delle armature in canapa, un’alternativa innovativa al cemento armato con acciaio, che resiste alla corrosione e offre una significativa riduzione delle emissioni di carbonio derivanti dalla costruzione. Questa armatura innovativa, realizzata con fibre di canapa racchiuse in materiale termoplastico, potrebbe estendere notevolmente la durata delle strutture in calcestruzzo attualmente limitate dalla suscettibilità alla ruggine delle armature in acciaio. Con il suo potenziale di triplicare la vita utile di edifici, ponti e altre infrastrutture, soprattutto in ambienti ad alto contenuto di sale, così come le sue capacità di ridurre il carbonio, le armature in canapa rappresentano una soluzione sostenibile con una minore energia incorporata rispetto ai materiali tradizionali.

Gli ingegneri chimici del MIT hanno inventato una plastica super resistente, leggera e modellabile, che vanta una resistenza doppia rispetto all'acciaio. Denominato 2DPA-1, questo materiale ha una struttura bidimensionale unica, a differenza delle catene unidimensionali dei polimeri tradizionali, che le conferisce una straordinaria resistenza e durata. Inizialmente concepito come rivestimento ultrasottile per migliorare la durabilità di vari oggetti, il potenziale del 2DPA-1 come materiale di rinforzo strutturale per edifici e infrastrutture è particolarmente promettente. Con un modulo elastico molte volte maggiore del vetro antiproiettile e una densità significativamente inferiore a quella dell'acciaio, il 2DPA-1 offre una nuova strada per creare strutture più resilienti ed efficienti. Inoltre, la sua capacità di formare una barriera impermeabile contro acqua e gas potrebbe rivoluzionare i rivestimenti protettivi utilizzati nel settore AEC.

Gli ingegneri del MIT hanno rivelato un progresso pionieristico nella tecnologia delle energie rinnovabili con la creazione di celle solari ultrasottili e leggere. Basate su tessuto, queste celle solari ridefiniscono le possibilità di integrazione dell’energia solare nella nostra vita quotidiana rendendo praticamente qualsiasi superficie una potenziale fonte di energia. Queste celle pesano un centesimo rispetto ai pannelli solari convenzionali, ma generano 18 volte più energia per chilogrammo e combinano l’efficienza degli inchiostri semiconduttori con processi di stampa scalabili. Le loro applicazioni pratiche sono vaste e vanno dai tessuti energetici indossabili alle soluzioni di alimentazione di emergenza in aree remote, migliorando l’adattabilità della tecnologia solare a diversi ambienti. Anche la durata delle celle è degna di nota, poiché conservano oltre il 90% della loro capacità di generazione di energia anche dopo un'ampia manipolazione fisica, come il rotolamento e lo srotolamento. Tuttavia, per sfruttare appieno il loro potenziale preservandone l’integrità strutturale, il team del MIT sta esplorando soluzioni di imballaggio ultrasottili per proteggere le celle dai fattori ambientali senza aumentarne significativamente il peso.

Questi materiali dimostrano che il futuro dell’edilizia non risiede solo nelle nuove scoperte, ma anche nel reinventare e migliorare i materiali su cui abbiamo fatto affidamento per secoli. Questi progressi promettono edifici più forti, più duraturi e più in armonia con il nostro pianeta.