Materiali bio-based per l’architettura del futuro

Nel lento e lungo cammino della transizione ecologica uno dei passaggi chiave è la progressiva sostituzione dei materiali da costruzione artificiali con quelli naturali, un cambio di passo necessario a ridurre l’inquinamento sul pianeta e, insieme, a rendere abitazioni e luoghi di lavoro più salubri. Il processo è in atto e progettisti, aziende e manifestazioni di settore fanno convergere il loro lavoro sul recupero dei materiali antichi e sulle loro nuove possibili applicazioni. 

Che cosa sono i materiali bio-based

I materiali cosiddetti “bio-based” sono quelli di origine biologica che non presentano componenti che derivano dal carbone o dal petrolio, che hanno la caratteristica di derivare da fonti rinnovabili, come le biomasse.

Molti polimeri sono stati sostituiti con materiali bio-based (polietilene, polietilene tereftalato, poliamide, acido polilattico, poliuretano), tuttavia questi materiali variano grandemente per biocompatibilità, biodegradabilità (ref. EN 13432) e processabilità, caratteristiche fondamentali per diventare pervasive nel consumer market e contribuire alla transizione da un’economia lineare a quella circolare (Fonte Enea).

Tra ricerca e sperimentalismo: qualche esempio

Si parte dal metodo sperimentale per approdare a traguardi concreti, come quelli ottenuti dall’architetto svedese Johnny Andersson, fondatore di Jordens Arkitekter che, adottando un approccio olistico alla costruzione, ha dato vita all’agricoltura e all’abitare e alla fattoria Osprey (sul lago Mälaren, in Svezia), un’azienda sostenibile che copre dieci ettari con i biotopi chiave: acqua, foresta, prati e un’area agricola di poco meno di un ettaro, e la cui struttura è interamente in legno.

Un approccio che sarà possibile conoscere a Stockholm Furniture Fair (6 – 10 febbraio 2024), dove lo studio di Andersson trasferisce temporaneamente l’intera attività in un padiglione di 300 mq per mostrare una varietà di materiali da costruzione e progetti che integrano elementi agricoli, promuovendo conversazioni sull’edilizia sostenibile e sulla connessione tra architettura, ecologia e origini dei materiali.

Alla kermesse si parlerà anche di masonite svedese, un materiale ottenuto dal legno pressato e compattato in pannelli (fu ideato ai primi del ‘900 dall’ingegnere W.H.Mason), con la mostra The Museum of Masonite, attraverso la quale lo studio di design svedese Folkform sottolinea l’importanza di condividere la conoscenza su come vengono realizzati mobili e oggetti in un’era in cui l’industria locale deve affrontare le sfide della produzione di massa globale.

Oppure, parlando di materiali naturali per l’edilizia, si potrebbe prendere spunto dalla Tane Garden House realizzata di recente nel Vitra Campus, in Germania, dall’architetto Tsuyoshi Tane dello studio ATTA: con una superficie di appena 15 metri quadrati, la casa combina una piattaforma panoramica sul tetto per i visitatori del campus e una sala riunioni per i giardinieri che si prendono cura dei giardini.

La struttura è in cannette di paglia (richiamo sia alle coperture nord europee che alle case tradizionali africane) e l’approccio progettuale unico dell’architetto giapponese, esplora il contesto locale al fine di utilizzare l’artigianato tradizionale e le risorse regionali.

Si può approfondire l’argomento in una mostra al Vitra Design Museum (Weil am Rhein, vicino a Basilea) “Tsuyoshi Tane: The Garden House”, fino al 21 aprile 2024, dove l’architetto presenta modelli di studio, modelli architettonici e disegni dell’edificio, insieme alle impressioni della stretta collaborazione con gli artigiani locali.

Dal concept alla produzione: piccolo è bello e sostenibile

Tra le realizzazioni più recenti che utilizzano materiali naturali (oltre a impianti e tecnologie per l’architettura sostenibile) c’è il progetto Monocabin by Mandalaki, lo studio di progettazione e consulenza di Milano fondato nel 2012 e oggi composto da George (Koli) Kolliopoulos, Giovanni Senin e Davide Giovannardi.

Nel 2018 Mandalaki ha ideato Monocabin Prefab, piccole case prefabbricate concepite secondo i principi del design e con caratteristiche di eco-sostenibilità, tra cui pareti in bio miscela di calce canapa, luci LED e pannelli solari, accessori riciclabili.

Per la realizzazione delle strutture si fa riferimento, in primis, al contesto, come spiegano i progettisti di Mandalaki, sia in termini di clima che di ambiente sociale. Tra i materiali utilizzati c’è la fibra di legno, nelle sue diverse tipologie, cartongesso e tutte le vernici sono di natura ecologica.

Un settore che produce ancora troppa CO2

Nel 2021, gli investimenti nell’efficienza energetica degli edifici sono aumentati del 16% arrivando a 237 miliardi di dollari, ma la crescita della superficie ha superato gli sforzi di efficienza.

Le emissioni di CO2 del settore legate all’energia nel 2021 sono aumentate del 5% rispetto al 2020 e del 2% rispetto al picco pre-pandemia nel 2019.

A dirlo è il il rapporto di Global Alliance for Buildings and Construction (GlobalABC) 2022, evidenziando che il divario tra le prestazioni climatiche del settore e il percorso di decarbonizzazione del 2050 si sta ampliando. La Global Alliance for Buildings and Construction è un’alleanza trai governi di alcuni Paesi e organizzazioni intergovernative, finalizzata al raggiungimento degli accordi di Parigi sul contenimento del riscaldamento globale. Il rapporto di GlobalABC ha rilevato che, nonostante l’aumento degli investimenti nell’efficienza energetica, il consumo di energia e le emissioni di CO2 del settore dell’edilizia e delle costruzioni sono risaliti dalla pandemia di COVID-19 a un massimo storico: il settore rappresenta oltre il 34% della domanda di energia e circa il 37% delle emissioni di CO2 legate all’energia e ai processi. Quindi molto è ancora da fare, anche nell’adozione di materiali bio-based in luogo di quelli che vengono realizzati con l’utilizzo carbone e petrolio.

Materiali e componenti Edili bio-based

Canapa

Trai più innovativi elementi edili ottenuti con materiali naturali c’è il bio-mattone in canapa. La canapa, che per le sue caratteristiche consente di regolare l’umidità costituendo un isolante naturale ed è facilmente reperibile sul territorio, è alla base di molte componenti per edilizia bio-based, come appunto il bio-mattone (quello, per esempio realizzato da ENEA con il Politecnico di Milano per gli edifici NZEB).

La lana e la canapa (seppur con caratteristiche diverse perché l’una è di origine animale e l’altra vegetale), sono due materiali (ormai sperimentati) coibentanti idonei in edilizia per essere sostituiti con quelli di natura petrolchimica.

A settembre 2023 Park Associati, in occasione della kermesse Casa da Arquitectura, a Porto, ha messo in luce le potenzialità dei materiali bio-based in architettura attraverso un’installazione realizzata in blocchi di cemento di canapa. Il progetto ricorda il giardino pantesco, presentandosi come un emiciclo in mattoni di canapa posto a protezione di un singolo elemento vegetale che rappresenta la biosfera.

Riso

Dal 2016 Ricehouse trasforma gli scarti della lavorazione del riso in materiali naturali per la bioedilizia, attraverso un percorso di economia circolare con l’obiettivo di creare un impatto positivo a livello ambientale.

Con la miscela di calce, lolla e paglia, i materiali di Ricehouse sono leggeri, termici, traspiranti e formaldeide free.

Tra i prodotti per edilizia sviluppati da Ricehouse: RH50, il pannello isolante semi-rigido in paglia di riso, la biomassa isolante RH-L, composta da lolla di riso pura, e il blocco isolante prefabbricato composto da lolla di riso RH-B.

 Micelio

Dal biopolimero che si ricava dai funghi, il micelio, si possono realizzare pannelli fonoassorbenti, per pavimenti e rivestimenti come quelli che produce il marchio Mogu.

Mogu Floor FLEX è una collezione di pavimenti flessibili e resilienti al 67% di origine biologica disponibili in rotoli. Sono perfetti per aree ampie e ad alto traffico, come uffici, edifici e strutture ricettive.

Nella prima fase del processo, le materie prime sono sterilizzate per evitare contaminazioni e ad esse viene aggiunto il micelio. Il materiale ottenuto viene lasciato crescere nella stanza di coltivazione e poi macinato. Infine messo in stampi e lasciato crescere ancora. Una volta espanso, il micelio, i pannelli vengono lasciati ad essiccare lentamente per ottenere un prodotto stabile, sicuro e durevole.

Mogu Floor può essere applicato in continuità dal pavimento alla parete, grazie al suo design flessibile e al suo basso spessore (1,5 o 2,5 mm) e Mogu FLEX può essere applicato anche su superfici curve come rivestimento di mobili.

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