Tatu

Un’installazione realizzata in blocchi di cemento di canapa per puntare i riflettori sulle potenzialità dei materiali bio-based in architettura.

In occasione della seconda edizione di Build - From High Tech to Low Tech, fiera che si è tenuta lo scorso settembre a Casa da Arquitectura a Porto, Park Associati è stato invitato a progettare e realizzare un padiglione che valorizzasse il ruolo che i materiali bio-based rappresentano per il futuro dell'architettura.

La struttura, completamente realizzata a secco e fatta per essere smontata rapidamente, aveva lo scopo di indagare il potenziale strutturale ed estetico del cemento di canapa e come un approccio parametrico possa migliorare l'efficienza del processo di costruzione nelle applicazioni low-tech. Una volta smantellati, i blocchi usati per realizzare l’installazione sono stati spediti sul cantiere di una villa privata in costruzione fuori Porto.

Il processo progettuale e l’assemblaggio

Il padiglione rivisita la tipologia vernacolare del giardino pantesco, configurandosi come un emiciclo in mattoni di canapa posto a protezione di un singolo elemento vegetale che rappresenta, in maniera evocativa, la biosfera. Il concept del progetto è stato affidato al team di Park Plus e al gruppo di Design Technology dello studio. Proprio quest’ultimo si è occupato dell’impostazione geometrica generale dell’intervento. L’installazione doveva essere realizzata in poche ore e completamente a secco, rendendo necessaria l’elaborazione di un meccanismo di posa in opera pensato in ambiente parametrico. La dima utilizzata dai partecipanti al workshop di autocostruzione è stata realizzata internamente allo studio, con fresa CNC, ed utilizzata in loco per controllare “matematicamente” un processo che, altrimenti, per la sua natura inevitabilmente low-tech, avrebbe finito per inficiare il risultato finale dell’opera. La rotazione progressiva dei blocchi che garantisce l’effetto pelle di armadillo voluto dai progettisti (da qui il nome dell’installazione, “tatu” – armadillo in portoghese) è stata così realizzata in maniera praticamente perfetta.

Circolarità

I materiali bio-based comprendono materiali derivati da fonti biologiche rinnovabili come piante, legno e scarti organici, rendendoli ecologicamente preferibili rispetto ai materiali tradizionali. Per valutare il loro impatto ambientale e rilevanza nel contesto di un'economia circolare, strumenti come la Valutazione del Ciclo di Vita (LCA) svolgono un ruolo cruciale. L'LCA, ormai ampiamente utilizzata, valuta gli effetti ambientali associati a ciascuna fase del ciclo di vita di un prodotto, dalla estrazione delle materie prime e la produzione alla distribuzione, all'uso, alla riparazione e allo smaltimento.

Nell’ottica della transizione verso un'economia circolare, che cerca di ottimizzare il valore e la durata delle risorse minimizzando gli sprechi attraverso la rigenerazione dei materiali, diventa cruciale sviluppare strumenti in grado di misurare il contributo effettivo di scelte meno convenzionale. Poiché lo sviluppo e l'applicazione dei materiali bio-based sono ancora relativamente agli inizi, ulteriori ricerche sono necessarie per determinarne la sostenibilità rispetto ai materiali esistenti e per capire come possano offrire opzioni e opportunità per un approccio progettuale nuovo.

Materiali bio-based

L'introduzione di nuovi materiali non testati e senza una storia di durabilità, insieme al riciclo di materiali originariamente non destinati a scopi edilizi e all'emergere di materiali bio-based, rappresenta una sfida significativa per la capacità di innovazione dell'industria delle costruzioni. Passando dai materiali riciclati ai materiali bio-based e ai compositi, la gamma di materiali commercialmente disponibili continua a espandersi, aprendo opportunità per il riutilizzo, il riciclo e la riprogettazione. Materiali come segatura, legno, argilla, terra cruda, micelio e alghe vengono ora davvero presi in considerazione.

Scegliere materiali con un elevato potenziale di circolarità è un passo cruciale per facilitare la transizione ecologica, garantendone la riutilizzabilità.

Fattori come l'approvvigionamento, i metodi di produzione e le considerazioni sul ciclo di vita svolgono un ruolo vitale nella determinazione delle qualità circolari. Attualmente, i materiali bio-based sono al centro delle discussioni. L'Unione Europea definisce i materiali bio-based come derivanti dalla biomassa, offrendo un quadro generale per l'operatività. Tuttavia, è importante notare che essere bio-based non implica automaticamente la biodegradabilità o un ciclo di vita circolare esteso, né specifica una proporzione fissa di miscelazione per i materiali compositi.

Processo

Per avvicinarsi all’implementazione di strategie circolari in ambito architettonico, è cruciale dare priorità alla manutenzione e al riutilizzo dei componenti. Il riutilizzo di componenti non tradizionalmente associati all'architettura può portare a espressioni materiali interessanti e imprevedibili.

Incorporare la circolarità e i materiali bio-based nella nostra pratica di progettazione richiede un cambiamento di mentalità: si passa dalla progettazione tradizionale alla progettazione sistemica, che prende in considerazione il ciclo di vita e i flussi di produzione/smaltimento di materiali e componenti.

Il processo svolge un ruolo fondamentale, mettendo in evidenza la relazione tra biomateriali, componenti, qualità di progettazione e fabbricazione, anziché concentrarsi solo sulla resa estetica e di performance. Per massimizzare la circolarità nei progetti, la progettazione e la produzione devono allineare l'uso di materiali e componenti, trattando diversi aspetti cruciali in modo unitario ed olistico.

La computazione e la fabbricazione digitale offrono strumenti preziosi per ottimizzare l'efficienza, la produzione e le prestazioni, riducendo gli sprechi di materiale attraverso la progettazione di flussi di lavoro basati su CNC. Abbracciare tecnologie emergenti richiede un adattamento da parte dei progettisti, degli artigiani e dei produttori, che devono imparare a gestire una logistica molto più complessa.

Questo cambiamento implica anche l'espansione delle reti e la promozione della collaborazione per superare le limitazioni attuali nei punti di contatto e nelle reti su larga scala. È importante riconoscere che progettare per la smontabilità può richiedere ulteriori risorse, tempo e lavoro. L'industria, i professionisti e i clienti devono riconoscere queste realtà e le loro implicazioni.

Coinvolgere i clienti fin dall'inizio del processo, anche prima che vengano commissionati progetti specifici, è fondamentale. Inizialmente, i clienti potrebbero essere riluttanti ad accettare un certo grado di "imprevedibilità" gestita nei materiali o nei componenti, ma il loro impegno è essenziale per navigare con successo questi processi.

Vantaggi

La pressante questione del cambiamento climatico e dell'esaurimento delle risorse finite ha creato un imperativo urgente nella ricerca di alternative valide ai materiali grezzi a base di fossili. I materiali bio-based offrono una soluzione promettente in questo senso, facilitando una transizione dalle fonti fossili e sostenendo lo sviluppo di una architettura più consapevole del proprio impatto. Un vantaggio notevole dei materiali bio-based è la loro migliore riciclabilità rispetto a molti dei materiali tradizionali. Inoltre, i loro processi di produzione, che sfruttano metodi organicamente derivati come enzimi, fermentazione e bio-catalisi, spesso comportano una maggiore efficienza di processo e possono ridurre l'impronta di carbonio in fase di produzione. Non ultimo, i materiali bio-based spesso hanno livelli di tossicità inferiori rispetto ai materiali tradizionali e possiedono proprietà uniche, tra cui la biodegradabilità.

Di seguito alcune delle caratteristiche più importanti

• Rinnovabilità: sono derivati da risorse rinnovabili come piante, colture, scarti organici e possono essere prodotti in modo sostenibile, riducendo la nostra dipendenza da risorse non rinnovabili.

• Bassa impronta carbonica: Il biossido di carbonio rilasciato durante la produzione dei materiali bio-based è tipicamente compensato dal carbonio assorbito dalle piante durante la loro crescita, rendendoli carbon-neutral.

• Riciclabilità: Possono essere facilmente scomposti e trasformati in nuovi prodotti o compostati, minimizzando gli sprechi e sostenendo i principi dell'economia circolare.

• Ridotto impatto ambientale: Possono richiedere meno energia e acqua per la produzione, emettere meno inquinanti e avere un minore potenziale di effetti tossici o pericolosi per l’essere umano.

• Opportunità di business: favoriscono l'innovazione e gli investimenti nelle tecnologie sostenibili, sostenendo la transizione verso un sistema economico diverso.

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Una ricerca di: Federico Bruno, Marco Ghezzi, Giorgia Ronco, Martha Serra, Simone Tolosano