Materiali organici a base di canna da zucchero, alghe e funghi promettono di trasformare l’edilizia in bioedilizia.
Allo stato attuale, il 40% delle emissioni globali annuali di CO2 è attribuito all’ambiente edificato, di cui il 23% è legato alla produzione di cemento, acciaio e alluminio. Tra gli indirizzi di ricerca più fertili in vista della transizione ecologica verso un modello di sviluppo sostenibile c’è perciò quello sui materiali organici per l’edilizia.
L’innovazione in questo campo ha il compito di trovare la formula perfetta per garantire durabilità e resistenza da una parte ed ecosostenibilità dall’altra, adottando materie prime green. Tra le soluzioni più sorprendenti in quest’ottica ci sono materiali a base di canna da zucchero, alghe e funghi.
I vantaggi dei materiali organici in edilizia
Quando si tratta di architettura e design sostenibili, uno dei fattori più importanti da considerare è il tipo di materiali utilizzati. Negli ultimi anni c’è stato uno spostamento sempre maggiore dell’attenzione dai materiali da costruzione tradizionali, come cemento e acciaio, a favore di opzioni più rispettose dell’ambiente, che spesso coincidono con soluzioni organiche. I materiali da costruzione organici sono rinnovabili e provengono da fonti naturali.
Il loro principale vantaggio è che aiutano a ridurre l’impronta di carbonio di un progetto architettonico. I materiali organici possono infatti immagazzinare carbonio in modo permanente, il che significa che possono aiutare a compensare le emissioni generate dal processo di costruzione. Ad esempio, il bambù sequestra più carbonio degli alberi.
L’utilizzo di materiali organici può poi aiutare a sostenere le economie locali e a risparmiare le emissioni legate ai trasporti, se i materiali provengono dagli immediati dintorni del sito di costruzione. Inoltre, sono generalmente più salutari delle alternative artificiali: sono traspiranti, non contengono sostanze chimiche dannose, non si deteriorano e sono meno soggetti a muffe e funghi. Tra i più comuni ci sono ovviamente il legno, il sughero, la paglia, la pietra, la terra battuta, l’argilla… Ma ultimamente la sperimentazione sta andando oltre l’ordinario, con la produzione di elementi costruttivi organici persino da funghi e alghe.
I mattoni di funghi
Architetti e urbanisti devono collaborare con la natura per coltivare il paesaggio urbano di quello che PLP Labs definisce simbiocene, un’era di re-integrazione tra esseri umani e natura. Il team di ricerca londinese esplora le proprietà costruttive dei biocomposti di micelio, studiandone le capacità strutturali e il potenziale architettonico. Così facendo, ha scoperto che il micelio è un materiale versatile per una varietà di applicazioni in questo campo. A differenza del cemento e dell’acciaio, i biocompositi di micelio:
- sono rinnovabili e biodegradabili
- possono essere coltivati e raccolti con un impatto ambientale minimo
- sono anche leggeri, resistenti al fuoco e hanno buone proprietà isolanti
Si tratta di un ottimo esempio di ingegneria applicata alla natura, sfruttando le caratteristiche naturali dei funghi. Questi ultimi vengono infatti coltivati in gusci di legno stampati con metodo 3D perché raggiungano la forma e la dimensione desiderata. Una tecnica che può modellare il micelio in un numero infinito di configurazioni con un alto livello di precisione.
Il micelio può infatti essere coltivato in un ambiente controllato utilizzando come substrato, all’interno della scocca in legno, rifiuti agricoli come paglia, trucioli di legno o segatura. Il micelio colonizza il substrato, creando un materiale denso e resistente che può essere modellato a piacimento. Ci vuole qualche settimana per ottenere il composto, che viene poi essiccato e reso inerte, pronto per essere usato come materiale da costruzione.
Bio-cemento a base di alghe
Ispirato alla composizione di coralli e conchiglie, il processo ideato dalla start up statunitense Prometheus Materials combina invece microalghe con altri componenti naturali per formare un biocemento e un biocemento a zero emissioni di carbonio. La produzione del classico cemento di Portland produce da sola circa il 7% delle emissioni globali annue ed è perciò in cima alle priorità della transizione ecologica dell’edilizia.
La start up basata all’Università del Colorado Boulder ha perciò pensato di utilizzare microalghe per sostituire l’elemento legante nel calcestruzzo. Le alghe vengono prelevate dagli stagni e coltivate in un bioreattore, dove vengono combinate con luce LED, acqua di mare e aria. Il processo produce appunto una sostanza simile al cemento. Il processo fotosintetico non è dissimile da quello naturale che produce la barriera corallina e dà vita a blocchi resistenti alla compressione, ideali anche per applicazioni strutturali.
Materiali organici dalla coltivazione di canna da zucchero
Di nuovo da Londra arriva invece il progetto Sugarcrete TM, che riunisce esperti dell’Università di East London e delle organizzazioni leader del settore Grimshaw e Tate & Lyle Sugars per sviluppare componenti edilizi a bassissimo tenore di carbonio utilizzando i rifiuti organici della canna da zucchero (bagassa). Una soluzione che consente lo stoccaggio di carbonio biogenico proveniente da piante a crescita rapida nei materiali da costruzione come strategia efficace per ritardare le emissioni di carbonio.
La canna da zucchero è il raccolto più grande del mondo per volume di produzione e la lavorazione della canna da zucchero per produrre zucchero genera prodotti sufficienti per sostituire completamente i sistemi di costruzione ad alto consumo energetico, come cemento e mattoni. La crescita della canna da zucchero fornisce infatti uno dei mezzi di conversione da CO2 a biomassa più rapidi disponibili, fino a 50 volte più efficienti della silvicoltura.
Il nuovo materiale Sugarcrete TM, prototipato utilizzando la modellazione digitale avanzata e la fabbricazione robotica, presenta proprietà meccaniche, acustiche, ignifughe e termiche di alta qualità ed è stato testato secondo gli standard del settore per la resistenza al fuoco, la resistenza alla compressione, la conducibilità termica e la durabilità. I test hanno mostrato risultati promettenti per l’utilizzo come pannelli isolanti, blocchi leggeri, blocchi portanti e solette strutturali per solai e tetti.
