Efficienza energetica in edilizia: ecco il centro dove nascono i materiali innovativi

CertiMaC, organismo di ricerca fondato da ENEA e CNR per la Certificazione Materiali per Costruzioni, studia i materiali edili innovativi, connotati da sostenibilità e da “intelligenza”

a cura di Andrea Ballocchi

Indice degli argomenti:

• Materiali innovativi per l’efficienza energetica e per il solare del futuro
• Materiali edili innovativi: l’unione tra efficienza energetica ed economia circolare
• Smart building e quartieri intelligenti: si lavora alla qualità della vita
• I progetti di ricerca CertiMac per il 2021: digitalizzazione e sostenibilità al centro

Per fare efficienza energetica in edilizia il ruolo della ricerca è fondamentale. Ma l’efficienza da sola oggi non basta: occorre anche dotare gli edifici di intelligenza, vale a dire corredarli di strumenti e tecnologie afferenti alla digitalizzazione e all’Internet of Things. Proprio per questo, i materiali edili si stanno preparando a un salto di qualità e anche in questo senso la Ricerca & sviluppo diventa un’attività strategica.

Portare know-how tecnico e innovazione nel settore dei materiali è lo scopo con cui è sorto CertiMaC (Certificazione Materiali per Costruzioni), organismo di ricerca fondato e partecipato da ENEA e da CNR nel Tecnopolo di Faenza, cuore del Distretto per l’Innovazione sui Materiali.

Il campo di applicazione e sperimentazione è ampio, come comprovano gli oltre 5mila materiali testati, da quelli destinati per lo smart building alle fonti rinnovabili di nuova generazione, per più di 300 aziende.

Al suo interno si sono sviluppate linee di ricerca sui materiali sensorizzati (oggetto del progetto MimeSIS – Materiali Smart Sensorizzati e Sostenibili per il Costruito Storico), ma anche sulla possibilità di riuso di materie prime seconde o l’impiego di materiali naturali.

L’obiettivo è riuscire a mettere l’edilizia nelle condizioni di fornire il proprio contributo al raggiungimento degli obiettivi di efficienza energetica, fissati al 27% dall’UE, oltre a quello più ambizioso di ridurre almeno del 55% le emissioni di CO2.

Materiali innovativi per l’efficienza energetica e per il solare del futuro

Gli scienziati dei materiali e gli esperti di gestione dell’energia di CertiMaC lavorano fianco a fianco alle imprese della filiera del costruito per raggiungere gli obiettivi UE su riduzione delle emissioni, energia “verde” e taglio dei consumi energetici negli edifici. Il laboratorio è attivo anche a livello internazionale con progetti di ricerca che lo vedono coinvolto insieme a partner europei.

Uno dei progetti in via di conclusione è NEXTOWER, finalizzato allo sviluppo di materiali ultraresistenti e tecnologie innovative per l’accumulo di energia per migliorare le prestazioni, il ciclo di vita e la competitività degli impianti solari a concentrazione.

CertiMaC si è occupato di tutta l’attività transnazionale relativa alla caratterizzazione e alla qualificazione delle proprietà termofisiche (scambio termico e durabilità) dei materiali che andranno a costituire il ricevitore solare dell’impianto demo che andrà a costituire l’impianto CSP di nuova generazione.

«Nello specifico, abbiamo seguito e studiato i materiali ceramici per il ricevitore solare ossia il cuore del concentratore dove si raggiungono temperature anche di 900-1000 °C», spiega il direttore tecnico di CertiMaC, Luca Laghi, segnalando tra l’altro che il progetto ha vinto il premio internazionale CEN-CENELEC Standards+Innovation Award 2020.

Materiali edili innovativi: l’unione tra efficienza energetica ed economia circolare

Veniamo ai materiali innovativi per l’edilizia, su cui si lavora in particolare a elevare prestazioni e capacità di isolamento termico. «Oggi non si tratta più di puntare a un componente specifico per isolare un edificio, ma ogni singolo elemento inserito nell’involucro viene caratterizzato e valorizzato anche dal punto di vista termico. Per questo, ad esempio, c’è stata una forte spinta verso i termo intonaci, i rasanti e si cura persino la capacità di scambio termico dei materiali di rivestimento come piastrelle o sistemi di finitura per ottimizzare il più possibile la capacità di efficientamento energetico. L’innovazione non sta però solo a connotare un materiale dal punto di vista delle prestazioni, ma anche della sostenibilità, combinando insieme le due proprietà. Si tratta di un vero e proprio cambio di paradigma».

Altro elemento importante è ragionare in ottica di economia circolare: l’idea di riutilizzare materiali di scarto – da processi agricoli e industriali – per dare loro nuova vita e reimmetterli nel ciclo produttivo è una logica ormai consolidata.

Gli esempi non mancano certo: «abbiamo fatto parte e avviato progetti di vario tipo, finanziati sia con fondi pubblici che privati, che hanno avuto come oggetto i materiali più disparati: penso al polverino ceramico, prodotto in grande quantità dal taglio e rettifica di impianti industriali e che possono essere reimmessi nella produzione dei calcestruzzi», spiega sempre Laghi.

Oppure il reimpiego di materiali naturali come gusci di mitili e conchiglie, nel progetto Mater_SOS, per la produzione di manufatti cementizi: «questi gusci sono composti per lo più di carbonato di calcio, ingrediente ideale per i conglomerati cementizi. Sono poi stati avviati studi per il reimpiego degli scarti di fonderia per la produzione di massetti alto conduttivi, capaci di favorire la resa termica e l’ottimizzazione di pavimentazioni dotate di impianto radiante».

Smart building e quartieri intelligenti: si lavora alla qualità della vita

L’Italia ha recepito quest’anno la direttiva UE 2018/844 che di fatto promuove gli smart building, altro tema di ricerca seguito da CertiMaC. «Parallelamente a MImeSis, che lavora sugli smart material e in particolare sul sistema integrato e ingegnerizzato materiale-sensore, siamo parte attiva nel progetto DARE (Ambiente digitale per alleanze collaborative per rigenerare gli ecosistemi urbani nelle città di medie dimensioni), iniziativa UIA – Urban Innovative Actions coordinata dal Comune di Ravenna. «Il nostro centro coordina la trigger action Healthy volta a favorire le condizioni di benessere e di qualità della vita all’interno del distretto urbano – illustra il direttore tecnico CertiMaC – Nello specifico, stiamo mettendo a punto metodologie di monitoraggio che in maniera continuativa consentiranno di qualificare consumi e qualità dell’aria indoor e outdoor». I risultati della ricerca saranno poi applicati concretamente nel quartiere Darsena di Ravenna nell’ambito di edifici ad uso residenziale, sia pubblici che privati e di edilizia scolastica.

Le finalità sono due: creare condizioni di consapevolezza sui consumi e sui comportamenti utili a fare efficienza energetica, in grado di assicurare risparmi previsti pari all’8-10% sui consumi finali. «Questo lavoro si inserisce nel più complesso progetto DARE e trova la sua matrice comune nella raccolta e gestione dei dati, veicolati attraverso una piattaforma in grado di renderli fruibili alla cittadinanza, ai ricercatori, al contesto interno ed esterno in modo che si creino le condizioni per attuare una piena digitalizzazione e intelligenza dell’edificio e del contesto territoriale».

I progetti di ricerca CertiMac per il 2021: digitalizzazione e sostenibilità al centro

Innovazione e sostenibilità caratterizzeranno le linee di progetto del 2021: «lavoreremo su iniziative di ricerca applicata finalizzate a definire e adottare strategie per l’uso consapevole dell’energia mediante il monitoraggio dei parametri ambientali ed energetici. Inoltre ci occuperemo dello sviluppo e implementazione di analisi e tecnologie di misura che consentano di valutare la salubrità e sicurezza dei materiali e di conseguenza degli ambienti di vita. Credo quindi che l’interazione tra digitalizzazione e sostenibilità inserite nel contesto complesso del sistema involucro-impianto sarà sicuramente un driver del 2021 e oltre», conclude Laghi.

CERTIMAC, IN SINTESI

Fondato nel 2005 da ENEA e da CNR, questo centro di ricerca è nato per valorizzare e mettere a disposizione del settore produttivo nazionale le competenze sviluppate nel distretto della ricerca sui materiali di Faenza.  

Il laboratorio opera in qualità di Ente tecnico nel testing di prodotto, certificazione, Ricerca e Sviluppo e trasferimento tecnologico. È uno dei laboratori di riferimento a livello nazionale per la qualificazione dei materiali da costruzione.

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