LABORATORIO DI CONOSCENZA DELL’ARCHITETTURA MATERIALE · 2011-08-04 · Laboratorio di conoscenza architettura Materiale (CEGA) Modulo di Ecologia - Corsi A - B - C - A.A. 2008-2009

Laboratorio di conoscenza architettura Materiale (CEGA) Modulo di Ecologia - Corsi A - B - C - A.A. 2008-2009. Proff. Deborah Pennestrì, Francesca Villari, Antonia Maria Rao

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UNIVERSITA' DEGLI STUDI MEDITERRANEA

DI REGGIO CALABRIA FACOLTA' DI ARCHITETTURA

CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN

COSTRUZIONE E GESTIONE DELL’ARCHITETTURA- CEGA

LABORATORIO DI CONOSCENZA DELL’ARCHITETTURA MATERIALE

Anno Accademico 2008-09

Disciplina

ECOLOGIA

2 CFU

Prof.ssa: DEBORAH PENNESTRÌ (Corso A)

Prof.: FRANCESCA VILLARI (Corso B)

Prof.ssa: ANTONIA MARIA RAO (Corso C)

Dispensa IV


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I PRODOTTI MINERALI:

Materiali silicei: cemento, calcestruzzo armato, blocchi di calcestruzzo, vetro.

IL CALCESTRUZZO: APPROVVIGIONAMENTO MATERIE PRIME

Il calcestruzzo è costituito da aggregati (75-80%), cemento (9-14%), acqua (5-11%) e

additivi. Questi materiali sono in reperibili a livello locale.

Cementi:

Sono leganti idraulici composti da miscele di ossido di calcio, silicio, alluminio e ferro. La

percentuale dei diversi ossidi varia a seconda del tipo di cemento (cemento Portland, cemento

composito Portland, cemento da altoforno, cemento pozzolanico, cemento composito).

Aggregati:

Possono essere leggeri (tufo, pomice, scorie di lava, argilla espansa, frammenti di laterizio,

perlite, lana di legno, sfere di polistirolo), per migliorare le caratteristiche di isolamento termico,

oppure normali (ghiaia, pietrisco, materiale di riciclaggio, sabbia) o pesanti (minerali di ferro,

granulato di ferro, solfato e barite), per costruzioni speciali.

Tipologia e dimensione dei granuli aggregati (65-80%) determinano le proprietà del calcestruzzo.

IL CALCESTRUZZO: CARATTERISTICHE FISICO-TECNICHE

- Mantiene a lungo l'umidità;

- Scarsa traspirabilità ed elevata conducibilità;

- Richiede complesse opere di isolamento termoacustico e in qualche caso l'utilizzo di

additivi chimici specifici a forte impatto ambientale.

In caso di realizzazione di blocchi per muratura:

- Buon accumulo termico

- Buona coibenza e traspirabilità

- Buona resistenza al fuoco

- Basso costo

…dalla produzione


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LA PRODUZIONE DEL CEMENTO

Il processo produttivo più impattante è la produzione del cemento. Per la produzione del cemento

Portland si procede alla cottura di una miscela di calcare e argilla al di sopra del livello di

sinterizzazione (1450°C). Il clinker di cemento viene poi macinato da mulini a sfera (con un

elevato consumo energetico) fino all’ottenimento di una polvere fine.

Le ceneri volatili e le scorie di altoforno, che hanno entrambe proprietà cementizie, possono

sostituire parzialmente il cemento (fino al 35%), potenziando le prestazioni del calcestruzzo e

riducendo gli impatti ambientali (riduzione degli impatti di produzione del cemento e riciclaggio

rifiuti industriali.

CALCESTRUZZO ARMATO: POSSIBILITÀ DI RICICLO

Il cemento armato, previo trattamento in appositi stabilimenti, può essere diviso in:

CALCESTRUZZO: Riciclabile, se privo di sostanze pericolose, per:


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- massetti,

- sottofondazioni,

- riempimenti

FERRO: Riciclabile nello stesso ciclo produttivo.

CALCESTRUZZO: SCENARI DI FINE VITA

In stabilimento gli elementi di calcestruzzo prefabbricato possono essere reimmessi nel processo

come aggregati (riciclaggio post-produzione).

Dopo l’uso, il calcestruzzo può essere frantumato e per usi secondari: sottofondi stradali,

materiale di riempimento. Alcune nazioni (Giappone, Olanda) consentono l’uso del calcestruzzo

riciclato per la realizzazione di nuovo calcestruzzo (può sostituire fino a un terzo degli aggregati).

L’uso del calcestruzzo riciclato come aggregato richiede però una quota più elevata di cemento

nell’impasto, annullando i vantaggi del riciclo (Hegger et alii, 2005).

IL CALCESTRUZZO: EVOLUZIONE DEL SISTEMA COSTRUTTIVO

Più interessanti dal punto di vista bioedile i blocchi per muratura in:

- Cemento e argilla espansa

FRANTUMAZIONE SEPARAZIONE DELLE MACERIE

SELEZIONE DEL FERRO GRANULOMETRIA INERTI

RICICLATI

CALCESTRUZZO ARMATO: RECUPERO E RIUSO


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- Legno - cemento (fibre di legno mineralizzate)

L’INNOVAZIONE DEI MATERIALI: CEMENTI E LEGANTI FOTOCATALITICI

Il principio fotocatalitico TX Active® è la base dei cementi e dei leganti fotoattivi formulati e

brevettati da Italcementi. Viene impiegato nella produzione dei più vari prodotti cementizi - dalle

pitture alle malte ai manufatti prefabbricati - con i quali vengono realizzate pavimentazioni,

intonaci e ogni tipo di struttura o rivestimento orizzontale e verticale.

Blocchi-cassero in cemento e legno mineralizzato

… dalla produzione

Il progetto, vincitore del concorso “50 chiese per Roma 2000” indetto dal Vicariato, era caratterizzato

da tre imponenti “vele” bianche che dovevano essere realizzate con conci prefabbricati di

calcestruzzo. Una struttura di tale prestigio architettonico e

significato simbolico imponeva l’impiego di un calcestruzzo straordinario, capace non solo di

prestazione meccanica e durevolezza di rilievo, ma caratterizzato anche da un colore bianco di

impareggiabile brillanza e dal potere di conservare inalterato nel tempo l’aspetto estetico grazie alle

proprietà autopulenti della superficie.


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La fotocatalisi è il fenomeno naturale, con molte affinità con la sintesi clorofilliana, per cui una

sostanza, chiamata fotocatalizzatore, attraverso l’azione della luce naturale o artificiale,

attiva un forte processo ossidativo che porta alla trasformazione di sostanze organiche e

inorganiche nocive in composti assolutamente innocui.

La fotocatalisi è quindi un acceleratore dei processi di ossidazione che già esistono in natura.

Favorisce una più rapida decomposizione degli inquinanti evitandone l’accumulo.


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I PRODOTTI MINERALI: IL VETRO

Il vetro si ottiene fondendo una miscela di silice, carbonato di sodio e di calcio. L’ingrediente base

è la silice (sabbia di cava)

Il vetro è un materiale riciclabile al 100% e per innumerevoli volte. La raccolta differenziata di

questo materiale e il suo riciclo comportano vantaggi ambientali: si risparmiano risorse,

necessarie alla produzione del vetro, perché si limita l’estrazione delle materie prime dalle

cave e dalle miniere.

IL VETRO: APPROVVIGIONAMENTO DELLE MATERIE PRIME

Il vetro utilizzato oggi come materiale per l’edilizia è un vetro sodico-calcico. La composizione del

vetro (secondo norma EN 572) è:

- ossidi di silicio o silice (SiO4) 69-74%

- ossido di calcio (CaO) 5-12%

- ossido di sodio (Na2O) 12-16%

- ossido di magnesio (MgO) 0-6%

- ossido di alluminio (AI2O3) 0-3%

IL VETRO: PROCESSO PRODUTTIVO

Il vetro è un solido amorfo composto di elementi inorganici. Durante la produzione le sostanze

vengono riscaldate a temperature così elevate (1400°C) da diventare fluido-viscose, per poi

essere sottoposte a raffreddamento.

Nel 1959 Alastair Pilkington sviluppò il procedimento float: la miscela vetrificabile viscosa viene

colata su un bagno piano di stagno fuso, dove galleggia. Grazie alle tensioni superficiali e alle

differenze di viscosità della massa vetrosa e del bagno di stagno, il vetro fluido assume la forma

di lastre spesse 6 mm. Oggi è possibile realizzare lastre spesse da 1,1 mm a 19 mm. Il vetro

piano costituisce il 20% del totale della produzione di vetro.

La produzione industriale del vetro e dei suoi derivati (lana di vetro) richiede il

funzionamento del forno 24 ore su 24 ore per l’intero anno poiché il raffreddamento

farebbe solidificare il vetro fuso sulla parete dell’impianto rendendolo inutilizzabile.

utilizzando 100 kg di rottame di vetro

si ricavano 100 kg di prodotto nuovo

RISPARMIO DI RISORSE

occorrono 120 kg di materie prime vergini

per avere 100 kg di prodotto nuovo


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Questo richiede una combustione continua con consumo di combustibile e con

produzione di emissioni atmosferiche.

Per la produzione di vetro colorato si aggiungono concentrazioni minime di altre sostanze (ossidi

metallici). I trattamenti possono essere: smaltatura, satinatura (opacità con acidi), sabbiatura,

serigrafia, temperatura, curvatura ecc.

IL VETRO: VANTAGGI DEL RICICLO

Riciclare vetro significa risparmiare materie prime ed energia, con coseguenti benefici ambientali:

minore quantità di energia utilizzata nella fusione

IL VETRO E LA PROGETTAZIONE DEGLI EDIFICI

Con l’inserimento dei cocci di vetro nella pasta di vetro, si riducono le emissioni in atmosfera connesse all’attività produttiva. Le minori temperature di fusione del rottame vitreo implicano la riduzione del volume dei fumi di combustione.

riduzione del 2,5% di combustibile impiegato

Produzione di nuovo vetro, utilizzando il 10% di rottame di vetro

Un impiego dell’80% di frammenti vetrosi porta a un’economia energetica del 20%.


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Calcari, argille, marmo e le rocce saline

L’ARGILLA

È un materiale presente nell’ambiente in quantità consistenti

L’argilla costituisce, per le sue caratteristiche di assorbenza e di inerzia termica, un ottimo

volano termoigrometrico in grado di creare un clima abitativo ideale: accumula e irraggia

nuovamente il calore radiante prodotto all’interno delle abitazioni e tende ad equilibrare

l’umidità relativa dell’aria interna.

I manufatti in argilla sono dotati, pertanto, di grandi capacità di traspirazione e di isolamento

acustico.

IL LATERIZIO: CARATTERISTICHE GENERALI

Il laterizio è da considerare un materiale ecologico:

• la materia prima, l’argilla, è abbondantemente disponibile in quasi tutte le regioni;

• la produzione regionale rende le vie di trasporto relativamente brevi;

• il materiale possiede buone caratteristiche igrometriche;

• dismesso e frantumato può essere reimpiegato per la costruzione dei sottofondi di

strade e di piste, per la produzione di inerti da calcestruzzi (elementi speciale, canne

fumarie, coccio pesto, ecc.).

IL LATERIZIO: APPROVVIGIONAMENTO DELLE MATERIE PRIME

La materia prima del laterizio è l’argilla, che, in presenza di acqua, ha proprietà plastiche. Le

argille sono rocce sedimentarie clastiche incoerenti costituite principalmente da silice. A

esse vengono aggiunti minerali di tipo non plastico (feldspati, quarzo, calcite, ossidi di ferro ecc.)

e smagranti come sabbia, farina di quarzo, farina di laterizio, scarti (scorie, ceneri, trucioli di

segheria), per garantire la stabilità dopo essiccamento e cottura. Il colore del materiale dipende

dagli ossidi di metallo presenti nell’argilla e dalle temperature di cottura: l'ossido di ferro

conferisce colore rosso, e ad alte temperature colore verde-azzurro; il manganese conferisce

colore marrone, la grafite grigio e il calcio giallo.

In genere gli stabilimenti e le fornaci nascono in prossimità delle cave di estrazione. L’estrazione

avviene per strati.

IL LATERIZIO: LA PRODUZIONE

I composti vengono macinati, mescolati e bagnati, per formare l’impasto. Si procede quindi alla

formatura: l’impasto viene fatto passare attraverso una matrice (estrusione), che ne determina

la forma della sezione, e tagliato a pezzi tramite cavi. Piastrelle e forme complesse, come


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tegole vengono invece formate per stampaggio. L’impasto viene quindi essiccato a 120°C e

poi cotto nei forni a tunnel: a 600°C l’argilla espelle l’acqua e comincia a cristallizzarsi, a

800°C il materiale si consolida, a 1000°C avviene la compattazione della massa. Nel caso di

gres, clinker e ceramici, le temperature di cottura oltrepassano i 1200°C: la sinterizzazione porta

alla formazione di una struttura vetrosa superficiale.

In questi casi, prima della cottura vengono spruzzati fanghi e ossidi metallici (frittatura) per la

colorazione e la migliore sinterizzazione della superficie. Per realizzare laterizi porizzati,

vengono aggiunti inerti all’impasto a crudo: generalmente si tratta di palline di polistirolo (0,25%

della massa), segatura o residui fibrosi della lavorazione della carta (fino al 6% della massa). La

cottura elimina questi materiali, generando piccoli pori d’aria, che riducono la densità del laterizio

e migliorano le prestazioni di isolamento termico.


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IL LATERIZIO: CARATTERISTICHE DI NON COMPATIBILITA’ AMBIENTALE

• La cottura ad alta temperatura che varia a seconda dei prodotti tra i 900 e i 1200 °C,

esige un’elevata quantità di energia;

• L’estrazione in cave può comportare sensibili interventi nel paesaggio;

• Le argille usate possono essere leggermente radioattive (per la presenza di gas

Radon) ma la loro radioattività è normalmente troppo bassa per causare effetti negativi

sulla salute.

IL LATERIZIO: RIUSO- RECUPERO- RICICLO

• I laterizi sono componenti che presentano un’elevata attitudine al riuso sia per la

stessa destinazione che per le altre funzioni.

• E’ possibile prevedere un riuso secondario dal punto di vista prestazionale, ad

esempio da laterizio per struttura portante a laterizio per partizioni interne o

tamponamenti.

• Se il componente non presenta un buon stato di conservazione ed i componenti

costitutivi risultano compromessi nell’aspetto geometria e funzione, è consigliabile

prevedere stoccaggio separato dei laterizi ed avviarli a frantumazione per l’utilizzo quale

aggregato riciclato.

PRODOTTI MINERALI: LA PIETRA

LA PIETRA: CARATTERISTICHE GENERALI

• L’utilizzo di pietre naturali per la realizzazione di murature portanti non comporta un

costo energetico elevato per le fasi di prima lavorazione del materiale.

• Da valutare in relazione al luogo di provenienza del materiale, l’incidenza delle fasi di

trasporto e movimentazione.

• ...

LA PIETRA: CARATTERISTICHE DI NON COMPATIBILITÀ AMBIENTALE

• Notevole impatto ambientale derivante dalla cavazione;

• Possibile contenuto di radioattività naturale (come graniti o pietre di origine

vulcanica come il tufo).

LA PIETRA: RIUSO – RECUPERO - RICICLO

• I blocchi in pietra rappresentano un prodotto altamente recuperabile e/o riciclabile.


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• Se l’elemento presenta una buona prestazione residua, infatti, è consigliabile

recuperarne sia la funzionalità che il contenuto energetico e materico avviandolo al

RIUSO previa operazione di pulitura.

• E’ possibile avviare il prodotto a riciclo.

• I potenziali impieghi della pietra riciclata sono molteplici, questi infatti dopo essere stati

sottoposti a frantumazione potranno essere avviati alla realizzazione di nuovi

componenti.


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Metalli e leghe metalliche: acciaio, alluminio, rame, ottone, titanio.

I METALLI: CARATTERISTICHE GENERALI

I metalli sono elementi indispensabili in edilizia e nell’industria ma, dati i consumi di energia e di

risorse non rinnovabili richiesti dalla produzione dei metalli vergini, è necessario preferire l’utilizzo

di metalli facilmente riciclabili e/o riciclati, limitando il loro utilizzo ai casi in cui esso sia

effettivamente giustificato.

I METALLI: CARATTERISTICHE DI NON COMPATIBILITA’ AMBIENTALE

- Attività estrattive;

- Sono risorse esauribili presenti in natura in piccole quantità;

- Elevato consumo energetico in fase di produzione e lavorazione;

- Le fasi di fusione e raffinazione liberano in aria e acqua grosse quantità di inquinanti

(ossidi di zolfo, arsenico, piombo e altri metalli pesanti).

L’ACCIAIO

L’ACCIAIO: CARATTERISTICHE GENERALI

L'acciaio è una lega a base di ferro, contenente carbonio in quantità variabile fino ad un massimo

del 2%, a cui si aggiungono altri elementi (metallici e non) per conferirgli particolari proprietà .

Il 40% della produzione mondiale di acciaio è costituita da materiali di riciclo (rottami di ferro),

per cui l’acciaio risulta essere, per quantità, il materiale più riciclato: 350 milioni di tonnellate

all’anno, che costituiscono un notevole risparmio di energia e di risorse naturali.

L’ACCIAIO: APPROVVIGIONAMENTO MATERIE PRIME

Vengono definite acciaio le leghe ottenute dalla fusione minerali di ferro (ossidi, come ematite,

magnetite, Iimonite, e idrossidi di ferro), carbonio e altri elementi accompagnatori (fosforo, zolfo,

azoto) e di lega (manganese, silicio, cromo, nichel, molibdeno). Ogni acciaio contiene quantità

minime di additivi che ne influenzano la qualità.

Stati Uniti, India, Russia, Svezia, Norvegia, Venezuela, Africa e Cina possiedono importanti

giacimenti di minerali di ferro. Brasile e Australia sono i principali paesi esportatori di minerali di

ferro sul mercato europeo. L'approvvigionamento in Italia dipende esclusivamente da

importazioni estere.

Oggi la produzione di acciaio prevede alti quantitativi di acciaio riciclato.


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L’ACCIAIO: LA PRODUZIONE

Il minerale viene triturato, distribuito su una griglia e scaldato, nell’impianto di agglomerazione, a

più di 1200°C con il coke, ottenuto a partire dal carbone. L’agglomerato e il coke vengono

caricati alternativamente per la bocca dell'altoforno. Le gocce di metallo, più pesanti, cadono sul

fondo dell'altoforno, mentre la Ioppa (scorie) resta in superficie. La ghisa liquida sul fondo viene

convogliata verso i convertitori ossigeno, dove sono stati introdotti i rottami fusi provenienti dal

riciclaggio (25-35%). Viene insufflato dell'ossigeno puro: il carbonio contenuto nella ghisa brucia e

i rottami fondono. Si ottiene così dell’acciaio liquido greggio. È possibile produrre acciaio liquido

anche partendo dai rottami (riciclaggio dell’acciaio), fondendoli in un forno elettrico.

L’acciaio liquido greggio acquisirà la sua composizione chimica finale nell’impianto di affinazione:

è possibile ottenere diversi tipi di acciaio a seconda del procedimento d'affinazione impiegato.

L’acciaio liquido è poi messo in forma allo stato solido mediante “colata continua" e trasformato in

semilavorati siderurgici (blumo, billetta, bramma).

Le bramme, riscaldate a 800-1200°C in forno, vanno al laminatoio a caldo, dove vengono

schiacciate e trafilate tra due cilindri contrastanti per ottenere prodotti piatti (lastre e lamiere in

rotoli) e prodotti lunghi (barre e profilati). Le lamiere in rotoli possono poi essere piegate a freddo

(CFS)

L’ACCIAIO: PRESTAZIONI AMBIENTALI

• Interamente e infinitamente riciclabile;

• Si ricava principalmente da rottami;

• La media di acciaio riciclato contenuto in ogni prodotto inox è circa del 70%;

• Non presenta nocività o emissioni nocive se non trattato con prodotti ignifughi;


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• La compattezza della superficie metallica ne garantisce l’igienicità non consentendo

l’annidamento di batteri;

• …

L’ACCIAIO: RECUPERO - RIUSO - RICICLO

• Gli elementi strutturali in acciaio sono interamente smontabili e completamente riusabili in

nuove strutture;

• Gli elementi sono completamente riciclabili in presenza di basse prestazioni residue

come materia destinata alla rifusione;

• La separazione dei metalli da macerie generiche, viene facilmente attuata negli impianti

fissi di trattamento tramite l’utilizzo di separatori elettrodinamici, detti deferrizzatori che

consentono il recupero integrale del materiale;

• L’acciaio, tradotto in fili normali o zincati mediante trafilatura a freddo del filo metallico

laminato, tagliato e piegato, può essere utilizzato nella pasta cementizia per

pavimentazioni industriali, aeroportuali in sostituzione della rete elettrosaldata ottenendo

migliori risultati poiché conferisce migliore elasticità al calcestruzzo

L’ALLUMINIO

L’ALLUMINIO: CARATTERISTICHE GENERALI

L’alluminio reperibile in natura viene estratto dalla bauxite, minerale molto comune (costituisce

circa l’8% della crosta terrestre), che si presenta sotto forma di argilla granulosa o rocciosa di

vario colore (rosa, rossa, bruna, grigia).

L’alluminio così prodotto è detto alluminio primario, che si differenzia da quello secondario

prodotto dal riciclaggio dei rottami di alluminio.

L’alluminio richiede l’aggiunta di piccole quantità di altri metalli - nichel, titanio, zirconio, cromo,

bismuto, piombo, cadmio, scandio ed anche stagno e ferro - che ne esaltino determinate

proprietà fisiche e meccaniche.

Caratteristiche dell’alluminio:

- leggero ma resistente agli urti;

- durevole;

- resistente alla corrosione;

- ottimo conduttore termico ed elettrico.

L’alluminio è un materiale totalmente riciclabile. Il suo recupero e riciclo, oltre a evitare

l’estrazione di bauxite, consente di risparmiare il 95% dell’energia richiesta per produrlo partendo

dalla materia prima.


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L’ALLUMINIO: APPROVVIGIONAMENTO DELLA MATERIE PRIME

L'alluminio è il terzo elemento chimico più comune nella crosta terrestre (dopo il silicio e

l’ossigeno) ed è largamente diffuso nel primo strato di 16 km della crosta terrestre. Si trova nella

bauxite, sotto forma di ossido di alluminio (circa il 40%). I giacimenti di bauxite sono localizzati al

90% nei Paesi della fascia tropicale. L’Australia copre il 30% della produzione mondiale. Altri

giacimenti si trovano in: Guinea, Camerun, Giamaica, Brasile.

L’alluminio di prima fusione ha una purezza compresa tra il 90% e il 99%. Oltre all'alluminio sono

presenti il manganese (0,9-1,5%) e un altro 2% di componenti di lega (ferro, silicio, zinco, cromo,

titanio).

L’ALLUMINIO: PROCESSO PRODUTTIVO

Dalla bauxite, tramite elettrolisi, viene ricavato l’ossido di alluminio (allumina), la materia prima

necessaria per la produzione di alluminio primario.

Sono necessarie 4-5 tonnellate di bauxite per fornire 2 tonnellate di allumina e produrre 1

tonnellata di alluminio. Con una soluzione di soda caustica l'idrossido di alluminio viene

separato dagli altri componenti del minerale: a 1200°C si ottiene l’ossido di alluminio. La

temperatura di fusione dell'allumina è molto elevata (2000°C). L’alluminio liquido viene prelevato

e portato in fonderia e colato in lingotti.

L’alluminio "puro" viene rifuso e mescolato in lega con ferro, silicio, rame, magnesio, a seconda

delle prestazioni attese. I lingotti ottenuti da queste mescole vengono diretti verso presse di

estrusione. Con la laminazione a freddo delle barre si ottengono nastri, lamiere e fogli di

spessore inferiore a 1 mm.

La produzione dell’alluminio richiede una notevole spesa energetica: il 40% del costo economico

dell'alluminio dipende dal costo energetico per produrlo.

L’ALLUMINIO: PRESTAZIONI AMBIENTALI

• E’ uno degli elementi più diffusi sulla crosta terrestre, secondo solo ad ossigeno e

silicio;

• E’ riciclabile;

• Il riciclo richiede un dispendio energetico 25-30 volte inferiore a quello richiesto per la

produzione di alluminio vergine;

• Il materiale secondario ha inoltre le stesse caratteristiche di quello primario a causa

del minimo deterioramento e della notevole resistenza a incorporare impurità nella fase di

utilizzo

• Circa il 30% della produzione mondiale di alluminio proviene dal metallo recuperato;

• In Italia vengono trasformate ogni anno 376.000 tonnellate di rottame, ovvero il 34% del

consumo totale.


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• L’alluminio è facilmente separabile dal resto delle macerie e dai metalli ferrosi con

l’utilizzo di separatori elettrodinamici;

L’ALLUMINIO: CARATTERISTICHE DI NON COMPATIBILITA’ AMBIENTALE

• Estrazione estremamente costosa – per produrre 1t di alluminio sono necessarie 4t di

bauxite;

• Elevato consumo energetico in fase di produzione – pari al doppio dell’acciaio;

• Le vernici impiegate per il trattamento dell’alluminio sono a base di resine acriliche,

epossidiche, poliesteri e poliuretaniche che sono potenzialmente emissive e causa di

fumi nocivi in caso di incendio.

LE LEGHE METALLICHE

LE LEGHE METALLICHE: CARATTERISTICHE GENERALI

Le leghe metalliche sono miscele di metalli o di metalli e non metalli che solidificando

presentano proprietà metalliche.

Sono ottenute generalmente a partire dai metalli allo stato fuso e poi raffreddando con cautela.

Permettono di ottenere proprietà specifiche o ottimizzare un insieme di proprietà.

LE LEGHE DI RAME

Il rame ha una spiccata capacità di legarsi agli altri metalli, che ne rafforzano le caratteristiche

meccaniche e chimico-fisiche.

Le leghe del rame: ottoni, bronzi, cupronickel

Lo zinco e il rame formano la famiglia più numerosa e utilizzata: gli ottoni (a seconda del tenore

di zinco presente, offrono caratteristiche molto diverse )


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Lo stagno e il rame danno origine ai bronzi, il cui uso più noto è quello artistico.

Il binomio rame-nickel forma il gruppo delle leghe denominate cupronickel, di particolare

interesse per la loro resistenza alla corrosione.

LE LEGHE DI RAME: PRESTAZIONI AMBIENTALI

• È un materiale riciclabile;

• Il rame riciclato può essere sottoposto a processi di raffinazione che gli consentono di

mantenere le sue proprietà;

• Il mercato del rame riciclato non è molto sviluppato: solo il 20% del rame in circolazione

deriva da riciclo.

LE LEGHE DI RAME: CARATTERISTICHE DI NON COMPATIBILITA’ AMBIENTALE

• Le leghe di rame contenenti cadmio provocano emissioni dannose sulla salute umana.

Uffici amministrativi WeberHaus, Rheinau/Linxs, Germania architetto Dipl.-Ing. Günter Hermann, Stoccarda costruttore Wittenauer GmbH, Sasbach

Alcuni sistemi Il rame: le applicazioni in architettura

Scaglie

Scandole rivestimento orizzontale

Scandole rivestimento a nido d’ape


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Con l’impiego di uno speciale procedimento industriale, le lastre in rame vengono patinate in verde su di un lato. Lo strato di ossido ha origine dal rame stesso – così come avviene in natura, ma solo in tempi molto più lunghi, con l’esposizione del rame all’influsso degli agenti atmosferici

Doghe verticali

Doghe orizzontali

Alcuni sistemi

Il rame: le applicazioni in architettura

La copertura della Chiesa è stata realizzata utilizzando scandole in rame, scelte per la loro caratteristica unica di modificare aspetto con il passare del tempo; da qui deriva il colore verde rame che conferisce uno stile unico all'intera opera del grande architetto.

Per il complesso design si sono resi necessari ben 19.500 m2 di questo materiale.

Renzo Piano La Chiesa del pellegrino San Giovanni Rotondo

Il rame: le applicazioni in architettura


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IL TITANIO E LE SUE LEGHE

Il Titanio è un elemento metallico presente in natura sotto forma di ossido. Titanio è disponibile

sul mercato come Titanio puro o come lega.

Le principali caratteristiche chimico fisiche del Titanio e sue leghe:

- Elevata resistenza alla corrosione

- Buona resistenza meccanica (soprattutto nelle leghe)

- Leggerezza (4.5 Kg/dm3)

- Basso coefficiente di dilatazione termica

- Elevata elasticità

Queste eccezionali caratteristiche hanno permesso un notevole incremento dell' utilizzo del Ti in

molti settori.

Con laminazione, trafilatura ed estrusione si ottengono i principali semilavorati disponibili sul

mercato: barre, nastri, fili, lamiere e tubi.

LASTRE OTTAGONALI

Si impiegano per manti a piccoli elementi per la realizzazione di coperture, ma si possono

utilizzare anche per rivestimenti di pareti esterne. Si fissano su listelli in legno, assiti o pannelli in

compensato e connessi con elementi di connessione e speciali a disegno.

Chiesa di S. Giacomo, Laives (BZ) architetti: Höller & Klotzner Architetti, Merano (BZ) installatore: Lavorazioni Metalli Renon SNC, Collalbo (BZ)

Superficie in ottone, ottenuta da una lega di rame e stagno. Con l’esposizione alle intemperie, il colore rosso-dorato della superficie si modifica. Dopo un’iniziale opacità, assume un colore verde-bruno, che successivamente sfuma gradualmente in una tonalità grigio-marrone, sino a tramutarsi in un intenso marrone-antracite. Sulle superfici inclinate si forma poi uno strato di patina che le caratterizza in modo del tutto singolare.

L’ottone: le applicazioni in architettura


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LASTRE QUADRATE

Si impiegano per manti a medi elementi per la realizzazione di coperture e di rivestimenti esterni

(anche per realizzare facciate ventilate).

LAMIERE GRECATE

Si tratta di elementi grecati con imbutitura di irrigidimento negli elementi piani. Si impiegano per

manti di copertura ad elementi di grandi dimensioni per applicazioni sia in edilizia industriale sia

in quella civile.

LASTRE OTTAGONALI LASTRE QUADRATE LAMIERE GRECATE


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I PRODOTTI VEGETALI

IL LEGNO

ASPETTI GENERALI

Il legno è il materiale ecologico da costruzione per eccellenza, per le sue caratteristiche di

resistenza meccanica, coibenza termica, traspirabilità e neutralità ai campi elettrostatici.

Il legno ha un’elevata resistenza alla deteriorazione e al fuoco grazie al fatto che, in caso di

incendio, lo strato più esterno del legno si carbonizza proteggendone gli strati più interni.

Anche quando viene separato dalle sue radici continua a vivere e a respirare migliorando la

qualità del microclima domestico compensando naturalmente tutte le variazioni di umidità

all’interno di un ambiente (assorbe l’umidità in eccesso per restituirla quando l’ambiente è secco).

Il legno:

• isola dalle correnti indotte;

• attutisce i suoni;

• filtra e depura l’aria;

• la sua durata è da considerarsi illimitata (in paesi come il Giappone o la Cina esistono

costruzioni millenarie realizzate in legno).

Tutte le specie di legno, hanno una propria e differente resistenza naturale all’attacco dei funghi e

dei parassiti che potrebbero indebolirne la resistenza meccanica.

Il mantenimento di tutte le caratteristiche del legno è sempre legato al corretto taglio e alla

corretta essiccazione delle varie essenze.

Caratteristiche Tecniche

- Ottima resistenza meccanica

- Forte potere termocoibente

- Ottima igroscopicità

- Stagionatura naturale

- Trattamento ignifugo: Sali di boro, vernici

- Tecniche di giunzione: Colle viniliche, a spina, con elementi metallici

IL LEGNO: CARATTERISTICHE AMBIENTALI GENERALI

Una parte dei prodotti da costruzione a base di legno utilizza materia vergine “tal quale” (ovvero

priva di trattamenti), per cui il legname recuperato da travi, travetti, telai di infissi, può essere

recuperato e riutilizzato direttamente, dopo il processo di nobilitazione che prevede pulitura,

consolidamento ed altri trattamenti di conservazione.


24

Il legno, da sempre utilizzato nel settore edile, possiede caratteristiche favorevoli anche in tutela

dell’ambiente.

Il legno massello è un materiale:

• naturale biodegradabile;

• è una risorsa rinnovabile ed anche inesauribile (sempre che il patrimonio boschivo venga

gestito accuratamente per evitarne il depauperamento);

• immobilizzatore di CO2 (favorendo la diminuizione dell’effetto serra);

• la sua trasformazione richiede, in genere, poca energia.

IL LEGNO: OSSERVAZIONI E PRECAUZIONI AMBIENTALI

La caratteristica di compatibilità ambientale del legno viene facilmente meno se non si valutano

alcuni fattori determinanti legati all’origine, alla produzione e alla lavorazione del legname.

Precauzioni rispetto all’origine: Va sempre evitato l’utilizzo di legname proveniente da foreste

primarie, la cui formazione ha richiesto millenni di evoluzione e che rischia di distruggersi per

sempre a causa del suo sfruttamento intensivo.

La provenienza migliore è quella locale nazionale o europea e da foreste a gestione sostenibile e

a coltivazione controllata.

Precauzioni rispetto ai trattamenti: Per migliorare le qualità estetiche e prestazionali dei

manufatti ottenuti dalla materia prima “legno” è pratica comune l’uso di additivi derivanti chimici

quali colle, tinte di rifinitura e prodotti di protezione, che inevitabilmente compromettono la vita

ciclica del materiale ed il suo impatto ambientale.

I TRATTAMENTI DEL LEGNO

Se trattato con prodotti derivati dalla sintesi petrolchimica (impregnanti per uso all'esterno,

collanti e vernici protettive ricchi di formaldeide,solventi etc..) può essere un materiale pericoloso

per l’ambiente e per la salute umana. Questi prodotti, infatti:

- determinano un pericolo in fase di produzione e di applicazione per gli addetti;

- tendono a rilasciare VOC nei primi mesi dopo la posa e modificano le prestazioni del

legno (es: le vernici poliuretaniche per i pavimenti annullano l’igroscopicità del legno).

I trattamenti per la protezione e la cura del legno di origine naturale: prodotti di derivazione

vegetale o animale (olio di lino, resine di conifera, essenze di agrumi, cera d'api, etc..)

I semilavorati (i compensati, listellari, multistrati ecc) richiedono sempre l’uso di collanti

dipendenti dall’industria petrolchimica. Es: la formaldeide (molto presente nei lavori di protezione

ed incollaggio del legno).

IL LEGNO PER USI STRUTTURALI

Per l’uso strutturale vengono principalmente impiegati tre tipi di legno:


25

• il legno massiccio,

• il legno lamellare

• il legno massiccio incollato a pettine.

Le essenze più utilizzate a tale scopo sono: abete, castagno, cipresso, faggio, larice, pino.

IL LEGNO LAMELLARE: CARATTERISTICHE GENERALI

Il legno lamellare è costituito da tavole di legno massello piallate ed incollate tra loro. Il

legno lamellare associa ai pregi estetici del legno massello qualità fisico meccaniche derivanti

dalla sezione dei legnami ed una tecnica di realizzazione che lo rendono controllato e garantito.

Le prestazioni del legno lamellare ed i pregi rispetto al legno massello riguardano la lavorazione

del materiale stesso con la possibilità di ridurre le imperfezioni intrinseche come sacche di

resina e nodi.

L’elemento che si ottiene è pertanto più omogeneo e riesce a garantire elevate prestazioni

meccaniche. Per questo motivo il lamellare nelle grandi strutture consente di ottenere luci molto

ampie con pesi assai contenuti.

Il lamellare, in relazione al suo processo di produzione, risulta meno sensibile del legno

massiccio alle aggressioni biologiche causate da insetti e funghi e presenta una maggior

resistenza ali agenti corrosivi.

Anche il lamellare come il legno massello richiede le accortezze costruttive tipiche del legno:

deve essere protetto dagli agenti atmosferici, progettando i dettagli costruttivi in relazione alla

caratteristica dl materiale (come il ristagno di umidità nell’attacco a terra).

Un aspetto fondamentale, però, che riguarda l’utilizzo del legno lamellare, è l’utilizzo di collanti

spesso con elevati contenuti di formaldeide.

MATERIALI DERIVATI DAL LEGNO

In commercio esistono molti materiali che derivano dal legno utilizzati per differenti scopi, quali la

produzione di pannelli per la realizzazione di arredi, o per il termo-fonoisolamento degli edifici.

Per ottenere pannelli in fibra di legno vengono normalmente utilizzati scarti di legno da

lavorazioni. Le fibre del legno vengono semplicemente sminuzzate e pressate senza

l’aggiunta di collanti particolari, ma solo con lignina.

I pannelli così ottenuti sono traspiranti e antistatici presentano un basso valore di

conducibilità termica, quindi sono termoisolanti e isolano anche acusticamente (12 cm di

legno corrispondono in termini di isolamento termico a sei volte quello del mattone e a dodici

volte quello del cemento, con una corrispondenza in spessori pari a 60 cm di muro in mattoni e

120 cm di muro in cemento).


26

EFFICIENZA ENERGETICA IN FASE DI PRODUZIONE

IL RICICLO DEL LEGNO

La maggior parte dei prodotti da costruzione a base di legno utilizza materia vergine, per cui il

legname recuperato da travi, travetti, telai di infissi, puo’ essere recuperato e riutilizzato

direttamente, dopo il processo di nobilitazione che prevede pulitura, consolidamento ed altri

trattamenti di conservazione.

In modo alternativo si stanno rendendo disponibili alcune alternative basate sugli scarti lignei di

differente origine: possono essere elementi recuperati da edifici demoliti (travi, serramenti,

parquet….), sfridi da cantiere di nuova costruzione, ecc…

Nel campo del riciclaggio del legno si registrano impieghi innovativi: ad esempio per la

produzione di mattoni a basso coefficiente di trasmittanza termica o pannelli ed elementi a

sezione profonda anche curvilinei, ottenuti unendo fibre di legno e miscele acquose.

Un recente studio della società americana, la Waste Alternative, ha sperimentato la possibilità di

utilizzare le fibre di legno provenienti da impianti di riciclaggio C&D per la realizzazione di casseri

a perdere per muri isolanti. I casseri sono stati realizzati in un composito legno-cemento che ha

molti vantaggi: il prodotto è naturalmente resistente al fuoco ed alla putrefazione del legno, è

acusticamente assorbente ed ha un buon indice di isolamento termico.

La chiave di successo del prodotto è risultata essere, oltre al processo produttivo, la possibilità di

disporre di un materiale durevole, con energia incorporata ragionevolmente bassa, senza

formaldeide e senza VOC, ed in ultimo esso stesso riciclabile.


27

LE MATERIE PLASTICHE

LE MATERIE PLASTICHE: CARATTERISTICHE GENERALI

Sono sostanze artificiali prodotte dall’industria utilizzando soprattutto petrolio oltre che gas

naturale e carbone per l’energia. Sono costituite da macromolecole dette polimeri che sono

catene di molecole più piccole, dette monomeri.

LE MATERIE PLASTICHE: TIPOLOGIE

Le materie plastiche più diffuse sul mercato dei prodotti di consumo sono:

• il Polietilene PE, (sacchetti, bottiglie e flaconi per detergenti, giocattoli, pellicole e altri

imballi);

• il Polipropilene PP, (oggetti per l’arredamento, contenitori per alimenti, flaconi per

detersivi e prodotti per l’igiene personale, moquette, ai mobili da giardino);

• il Cloruro di Polivinile PVC, (film e tubi. Lo si trova anche tra i muri, nelle porte, nelle

finestre o nelle piastrelle)

• il Polietilentereftalato PET, (oltre che trasformarsi in fibre sintetiche e nastro per

cassette, è utilizzato soprattutto per le bottiglie per bibite e l’acqua minerale);

• il Polistirene (Polistirolo) PS, (vaschette per alimenti, posate, piatti, tappi, isolanti).

LE MATERIE PLASTICHE: CARATTERISTICHE TECNICHE

Le caratteristiche vantaggiose delle materie plastiche rispetto ai materiali metallici e non metallici

sono:

• la grande facilità di lavorazione;

• l'economicità;

• la colorabilità;

• l'isolamento acustico, termico, elettrico, meccanico (vibrazioni);

• la resistenza alla corrosione e l'inerzia chimica;

• l'idrorepellenza e l'inattaccabilità da parte di muffe, funghi e batteri.

Lo smaltimento dei rifiuti plastici, quasi tutti non biodegradabili, avviene di solito per riciclaggio o

per stoccaggio in discariche.

LE MATERIE PLASTICHE: IL RICICLO

Molti tipi di plastica possono essere facilmente riciclati (è il caso del PET principalmente

avviato alla produzione di nuovo polimero, di poliesteri, e su cui è attiva l'organizzazione europea

PetCore ).


28

Per altri tipi di plastica (specie di bassa qualità e/o termoindurenti) la procedura è più

complessa, in quanto il costo di rilavorazione è generalmente superiore al costo di produzione di

plastica nuova.

Le numerosissime materie plastiche presenti sul mercato non possono essere mescolate fra di

loro: un circolo vizioso da cui è difficile uscire, ma non impossibile (basta averne la volontà

politica).

Impianti a tecnologia avanzata permettono di separare automaticamente le varie tipologie di

plastiche in tempi rapidi e quindi economicamente vantaggiosi, e sono già stati adottati in diversi

paesi.

LE MATERIE PLASTICHE: RECUPERO, RIUSO, RICICLO

Dal riciclo di PET, PVC e PE è possibile ottenere nuove risorse.

IL POLIETILENE (PE)

APPROVVIGIONAMENTO MATERIE PRIME

Polimero termoplastico ottenuto dall'etilene, la più piccola molecola olefinica polimerizzabile. Si

tratta dunque di un materiale di sintesi chimica, composto esclusivamente da idrocarburi. Può

essere ad alta densità (HD) e bassa densità (LD).

PROCESSO PRODUTTIVO

Per la produzione viene usato il procedimento della polimerizzazione. Il grado di cristallizzazione

e di polimerizzazione (da rigido a morbido) ne influenzano l’impiego. E’ uno dei polimeri più

facilmente lavorabili. I processi di lavorazione impiegati sono l’estrusione di membrane e film, lo

Con il PET riciclato maglioni, "pile", moquette, interni per auto, lastre per imballaggi vari.

tubi, scarichi per l’acqua piovana….soprattutto per il settore edile (iglu per vespai areati, ecc..).

Con il PVC riciclato

IGLU IMPERMEABILIZZAZIONE


29

stampaggio e l’estrusione di tubi. Viene utilizzato per i tubi di scarico, i teli di

impermeabilizzazione, barriera al vapore.

SCENARI DI FINE VITA

E’ possibile sia il riciclaggio sia il recupero energetico.

POLIPROPILENE (PP)


Polimero termoplastico, noto col nome Moplen (marchio registrato dalla Montedison). Rientra tra

le poliolefine.

PROCESSO PRODUTTIVO

Il propene proviene dal cracking di raffineria e deve essere purificato da residui di acqua,

ossigeno, monossido di carbonio e composti solforati. Il processo avviene a 60-70°C e 10 atm di

pressione. La reazione è esotermica e l’ambiente di reazione è raffreddato da serpentine. Il

prodotto viene asciugato e additivato da stabilizzanti prima di essere esposto all’aria (la polvere è

sensibile all’ossidazione atmosferica). La polvere viene quindi estrusa in pellets. Il granulato fuso

viene sagomato e si raffredda solidificandosi.


E’ possibile sia il riciclaggio sia il recupero energetico.

POLIVINILCLORURO (PVC)


Il PVC, o cloruro di polivinile, è il risultato della sintesi del cloro e dell’etilene. All’origine vi sono

sale e petrolio.

PROCESSO PRODUTTIVO

L’elettrolisi del sale permette la produzione di cloro. La raffinazione del petrolio, seguita dal

cracking con vapore d'acqua, produce l’etilene. La sintesi dell’etilene e del cloro permette di

produrre il cloruro di vinile, il quale, dopo un processo di polimerizzazione, è trasformato in

cloruro di polivinile. Gli additivi ne caratterizzano le qualità.


Oggi solo il 3% viene riciclato, il 17% viene incenerito (possibile rilascio di diossina) e l’80%

viene conferito in discarica (possibile rilascio di ftalati). A causa degli additivi (plastificanti,

coloranti, stabilizzanti ecc.) non può essere riciclato.

LE MATERIE PLASTICHE: CARATTERISTICHE DI NON COMPATIBILITA’ AMBIENTALE

• Non sono materiali biodegradabili


30

• Difficoltà di smaltimento;

• Non sempre riciclabile;

• …

LE GOMME NATURALI

Le gomme naturali si ottengono coagulando il lattice ricavato da piante tropicali (in particolare

Hevea brasiliensis) e raccolte tramite incisione del tronco della pianta.

Hanno le seguenti caratteristiche:

• Elasticità, resistenza alla fatica;

• Ottime caratteristiche meccaniche,

• Elevata igienicità per le proprietà antibatteriche, anallergiche e l’alta traspirabilità

• Scarsa resistenza agli agenti atmosferici, alla temperatura ed a molti composti

chimici.

LA BIO-PLASTICA

I problemi ambientali legati alla non biodegradabilità delle materie plastiche, hanno incentivato

negli ultimi anni la diffusione della bioplastica, in cui una piccola percentuale di resina è

sostituita da farine vegetali quale quella di mais.

Il tempo di decomposizione è di qualche mese in compostaggio contro i 1000 richiesti dalle

materie plastiche.

Le plastiche bio, oltre ad essere organiche col vantaggio della biodegradabiità, hanno il

pregio di non rendere sterile il terreno sul quale vengono depositati.


31

I MATERIALI ISOLANTI

I MATERIALI ISOLANTI: TIPOLOGIE

I MATERIALI ISOLANTI: LE CARATTERISTICHE

Le doti richieste ad un materiale per la coibentazione termoacustica sono:

- traspirabilità;

- igroscopicità;

- resistenza al fuoco;

- assenza di odore;

- assenza di radioattività;

- resistenza a muffe, funghi, insetti, roditori senza l’utilizzo di prodotti sintetici.

Fibra di cocco, juta, cotone, lino, canapa

Materiali coibenti di origine vegetale

Sughero

Legno mineralizzato

Cellulosa riciclata

Fibre di legno

Materiali coibenti di origine animale

Lana di pecora

Materiali coibenti di origine petrolchimica

Polistirene (Polistirolo)

Poliuretano

Materiali coibenti di origine minerale

Lana di roccia

Silicato di Calcio

Vermiculite

Lana di vetro

Perlite

Argilla espansa


32

I MATERIALI ISOLANTI VEGETALI:

Sughero, Pannelli in fibra di legno, Pannelli in legno mineralizzato, Fibra di

cellulosa, Fibra di cotone

IL SUGHERO

CARATTERISTICHE GENERALI

Corteccia composta da un tessuto cellulare spugnoso, morbido e resinoso costituito da milioni di

alveoli che si stratificano lentamente, la corteccia, una volta asportata, si riproduce nell'arco di 10

anni.

L’utilizzo

• Granulato con diverse sezioni, può essere utilizzato senza ulteriori lavorazioni come

ottimo materiale coibente in intercapedini di murature, pavimenti e coperture

• Legato con calce o vetrificanti minerali specifici, nei massetti sottopavimento

• Agglomerato in pannelli a seguito dell’effetto combinato del calore e della compressione

I pannelli in sughero per essere di qualità devono essere :

• Privi di residui legnosi che favoriscono l’insorgere di muffe

• Non legati con colle sintetiche ma dalle capacità autocollanti della suberina (parte

resinosa che sottoposta a calore si scioglie legando i granuli, ma libera benzopirene

prodotto naturale ma tossico e dall'odore sgradevole).

- ottimo potere coibente termico e acustico

- grande traspirabilità

- Impermeabilità

- inattaccabilità da insetti e roditori

…d

alla

pro

du

zio

ne


33


Il sughero deriva dalla corteccia della quercia da sughero che proviene soprattutto da Portogallo,

Spagna, Turchia, Algeria, Sardegna e Sicilia. La scortecciatura può avvenire prima volta dopo 25-

30 anni di vita della pianta e in seguito ogni 8-10 anni, senza danneggiare l’albero.

PROCESSO PRODUTTIVO

Dopo 2 anni di stagionatura, la corteccia viene macinata e cotta in forno sotto pressione con

aggiunta di vapore acqueo caldo a circa 350-450°C. Il sughero si espande per il 20-30% del suo

volume e la resina liberata lega il granulato in blocchi. Alcuni produttori utilizzano anche collanti

sintetici a base di formaldeide o bitume.


Senza collanti è riutilizzabile, riciclabile e compostabile.

PANNELLI IN FIBRA DI LEGNO


Composto da legno tenero (abete, abete bianco, pino) di scarto proveniente da segherie o dalla

ripulitura dei boschi.

PROCESSO PRODUTTIVO

Il legno viene sminuzzato in fibre; le fibre vengono miscelate con acqua a formare un impasto e

compresse a caldo (160-180°C); l’impasto viene essiccato fino a un’umidità residua del 2% e

tagliato in pannelli. Il legame si basa sull’infeltrimento delle fibre e sulla capacità di adesione

degli ingredienti propri del legno (lignina). Alcuni produttori aggiungono quantità minime di

trattanti (solfato di alluminio,paraffina, colla) per aiutare il processo di legatura.


I pannelli possono essere riciclati oppure compostati (se non abbinati a materiali bituminosi nella

messa in opera).


34

PANNELLI DI LEGNO MINERALIZZATO


Composto da residui legnosi piallati a lunghe fibre (in genere abete o pioppo, pianta a rapido

accrescimento).

PROCESSO PRODUTTIVO

La miscela di trucioli di legno e legante viene pressata ad alte temperature (350-450°C) con

l’aggiunta di leganti minerali (magnesite o cemento Portland) e infine essiccata. Il consumo di

energia complessivo è elevato a causa della produzione dei leganti. Un ulteriore pretrattamento

dei trucioli con solfato di magnesio serve come impregnamento di protezione contro l'attacco di

parassiti. Il legno perde le parti organiche deperibili e si mineralizza assumendo ottima

resistenza al fuoco


Il legante rende impossibile il recupero energetico e difficile il riciclaggio. Può essere usato, dopo

frantumazione, come inerte per il calcestruzzo.

- elevata capacità di dispersione del vapore

- completamente biodegradabile

- riciclabile

- ottima coibentazione termica e acustica di pavimenti, pareti e operture.

- elevata traspirazione, quindi ambienti più sani

- elevata stabilità

- lavorabilità

- nessun componente artificiale.

…d

alla

pro

du

zio

ne

I MATERIALI ISOLANTI: PANNELLI IN FIBRA DI LEGNO


35

FIBRA DI CELLULOSA

CARATTERISTICHE GENERALI

• Proveniente da riciclaggio

• Non infiammabile inattaccabile dalle muffe, dai roditori e

dagli insetti

Utilizzo

Il materiale viene insufflato nelle intercapedini di pareti e

coperture.


Il materiale di partenza è la carta usata, per esempio, per

quotidiani con nero di stampa senza piombo, carta straccia e carta residua.

PROCESSO PRODUTTIVO

La carta usata viene sminuzzata in un processo di lavorazione in più fasi e mescolata

meccanicamente con l'aggiunta di sali di boro fino al 20% della massa, per migliorare le

proprietà antiparassitarie e antincendio. I fiocchi possono essere elaborati sotto forma di granuli

- coibenza termica e acustica

- traspirabilità

- igroscopicità

- inattaccabilità da insetti e roditori

- ottima resistenza al fuoco

…d

alla

pro

du

zio

ne

I MATERIALI ISOLANTI: PANNELLI DI LEGNO MINERALIZZATO


36

(4 mm), mediante formatura a pressione senza aggiunta di leganti, o pannelli, mediante aggiunta

di fibra di poliestere e termofissaggio.


I fiocchi possono essere aspirati con poca spesa, asciugati e insufflati nuovamente,

riutilizzandoli.

COTONE


Composto per metà da cotone grezzo e per metà da scarti dell’industria tessile. Il cotone

richiede lunghi trasporti e uso di fitofarmaci e fertilizzanti per la coltivazione. Il cotone grezzo è

formato per il 90% di cellulosa, cera di cotone e pectina.

PROCESSO PRODUTTIVO

Le materie prime vengono pettinate, pulite meccanicamente e addizionate di sali di boro

(antiparassitari, protezione antincendio). Infine avviene la lavorazione in veli sottili, che vengono

stratificati gli uni sugli altri e cuciti a formare stuoie.


Se non trattato, è biodegradabile e può essere convogliato ai siti di compostaggio dove avviene

la decomposizione a opera di microrganismi e la reintegrazione in natura.


37

I MATERIALI ISOLANTI MINERALI:

Silicato di calcio, Perlite, Argilla Espansa, Vermiculite, Lana di vetro, Lana di roccia

SILICATO DI CALCIO


I pannelli di silicato calcico sono composti da sabbia quarzitica, idrato di calce, cemento e un

fissatore con effetto idrofobizzante.

PROCESSO PRODUTTIVO

Il consumo di energia e alto per la produzione del cemento e della calce. Analogamente al

calcestruzzo poroso, la produzione (formazione di pori, indurimento ed essiccazione) avviene in

caldaie di tempra (autoclavi). La formazione dei pannelli comporta un consumo energetico

contenuto: il consolidamento e asciugatura del materiale avviene a basse temperature.


Può essere riciclato, dopo frantumazione, nella realizzazione di rilevati stradali e in sostituzione

della sabbia per riporti.

- materiale poroso

- pannelli leggeri, molto resistenti a compressione, di grande precisione dimensionale e di facile lavorabilità

- ininfiammabili e molto resistenti al fuoco

- privi di radioattività

- privi di emissione di polveri o altri agenti irritanti,

- traspiranti e riciclabili (per la produzione di cls).

…d

alla

pro

du

zio

ne

I MATERIALI ISOLANTI: CALCIO SILICATO


38

PERLITE


La perlite, appartenente a un gruppo di rocce vetrose acquose di origine vulcanica, è un silicato

complesso naturale di alluminio, sodio e potassio.

PROCESSO PRODUTTIVO

La perlite grezza macinata viene cotta per un breve periodo a circa 1000°C fino al

raggiungimento di uno strato viscoso. Evaporando, l’acqua espande i granuli fino a 20 volte il loro

volume originario. Per migliorare l’idrorepellenza, i granuli possono essere trattati con silicone,

paraffina o silicato di potassio. Con l’aggiunta di fibre di vetro (10-20%), fibre cellulosiche (20-

35%), bitume (3-6%) e amido (2-5%) si possono formare pannelli.


I granuli sfusi possono essere riciclati come inerte per cls.

ARGILLA ESPANSA

“Materiale costituito da granuli di argilla espansa,

caratterizzata da una struttura interna cellulare racchiusa entro

una scorza dura e resistente”

• E' un inerte leggero, naturale ed isolante

termicamente ed acusticamente, caratterizzato da

bassa igroscopicità.

• È destinato all'impiego in sottofondi, alleggerimenti e

isolamenti.

• Permette applicazioni in luoghi umidi (esempio

massetti).

• È un materiale riutilizzabile e smaltibile.


L’argilla viene estratta da cave e giacimenti collinari a cielo aperto e in seguito stoccata in loco

per circa un anno.

PROCESSO PRODUTTIVO

L’argilla subisce una serie di lavorazioni (frantumazione, mescolatura e granulazione) per rendere

omogenea la pezzatura. I granuli vengono immessi in un forno rotante ad alta temperatura, che

opera a ciclo continuo, dove vengono prima essiccati e in seguito espansi a circa 1200°C con

l’evaporazione dell’acqua contenuta e la formazione di migliaia di micropori. Il rotolamento dei

granuli all’interno del forno ne conferisce la forma tondeggiante.



39

Il materiale granulare sfuso è riutilizzabile, come riempitivo o come inerte per calcestruzzo.

VERMICULITE


Si tratta di un minerale di origine vulcanica, composto da alluminio, ferro e magnesio. E’ un

minerale di origine secondaria, ossia derivato dalla mica biotite e dalla flogopite in presenza di

acqua e calore.

PROCESSO PRODUTTIVO

Estratta in blocchi irregolari, subisce trattamenti simili alla perlite: viene frantumata, macinata e

sottoposta a trattamento termico, durante il quale l'acqua evapora e la espande. Si determinano

cosi minuscole celle piene d’aria che ne conferiscono potere termoisolante.


Il materiale ha una durata potenzialmente illimitata, quindi può essere riutilizzata più volte. Non va

trattata con bitume. Se conferito in discarica costituisce un materiale inerte.

Vermiculite, perlite:

Si usano a secco come riempimenti in intercapedini, soprattutto come inerte per intonaci leggeri

coibenti con buone prestazioni di coibentazione termoacustica. Va garantita l'assenza di

radioattività.

LANA DI VETRO


La lana di vetro è composta da vetro riciclato (generalmente per il 50%, ma anche fino al 90%),

sabbia quarzitica, feldspalto, bicarbonato di sodio e calcare. Inoltre sono contenuti il 3-9% di

leganti di resine artificiali (in genere resine fenolo-formaldeide) e circa l'1% di idrofobizzanti a

base di silicone o minerali.

PROCESSO PRODUTTIVO

Materie prime e aggregati vengono fusi a 1300-1500°C, la massa viene sfibrata e rilavorata con

l'aggiunta del legante.


Vermiculite Perlite


40

Il riutilizzo è possibile se il materiale è ancora in buono stato, ma viene poco praticato poiché le

lane prodotte prima del 1995 sono sospette cancerogene. Il riciclaggio è possibile reinserendo il

materiale nel processo di produzione.

LANA DI ROCCIA


La lana di roccia viene ottenuta dalla fusione e filatura di rocce naturali di origine vulcanica

(diabase, basalto, dolomite e calcare), e materiali riciclati provenienti dagli scarti di produzione

del cemento, del laterizio o dell'acciaio (scorie di altoforno, materiale refrattario); inoltre è

presente un 4% di leganti (resine fenoliche).

PROCESSO PRODUTTIVO

Le rocce vulcaniche vengono mescolate con scarti di produzione industriali. Il collante è aggiunto

in una camera di filatura. Il prodotto così ottenuto viene posto in una camera di polimerizzazione

e infine tagliato in pannelli e imballato.


Come per la lana di vetro, il riutilizzo è possibile, ma viene poco praticato, reinserendo il materiale

nella produzione.

Fibre minerali: lana di roccia, lana di vetro.

- pericolosità delle microfibre: si possono liberare nell'aria dell'ambiente microfibre

particolarmente irritanti per le mucose dell'apparato respiratorio.

- nella produzione e nel confezionamento in pannelli di questi materiali sono utilizzati

prodotti collanti di origine petrolchimica.

Lana di roccia Lana di vetro


41

I MATERIALI ISOLANTI DI ORIGINE PETROLCHIMICA:

Poliuretano, Polistirene (Polistirolo)

POLIURETANO


I principali componenti sono il difenilmetandiisocianato (MDI) e il poliolio polietere e/o poliestere.

Questi ultimi possono essere prodotti da petrolio greggio o materiali rinnovabili (per esempio

canna da zucchero, mais, patate).

PROCESSO PRODUTTIVO

L’espanso rigido di poliuretano nasce dalla miscelazione e dalle reazioni chimiche dei suoi

componenti liquidi con l'aggiunta di HFC, pentano o CO2 come agente espandente.


Essendo un polimero termoindurente, non può più essere fuso. Può essere riciclato, dopo

granulazione, come materiale di riempimento o per agglomerati. L’incenerimento consente il

recupero energetico, ma la combustione deve avvenire a temperature elevate per evitare

emissioni tossiche.

POLISTIRENE (POLISTIROLO)


Il polistirene espanso (EPS) è un polimero termoplastico derivato dallo stirene (ottenuto dal

petrolio o dal gas naturale) addizionato di un espandente (pentano).

PROCESSO PRODUTTIVO

Con la polimerizzazione dello stirene e l'aggiunta di un agente espandente volatile leggero

(pentano o CO2, dopo l'abolizione dei CFC e HCFC) Si ottengono perle di polistirene sinterizzato

grandi 0,1-2 mm. Dopo l’essiccazione e lo stoccaggio intermedio, il granulato viene riscaldato in

dispositivi specifici a temperature di circa 100°C ed espanso fino a 20-50 volte il suo volume.


Il materiale può essere avviato a riciclo (in prodotti meno nobili) o a termovalorizzazione

(feedstock circa 50 MJ/kg).


42

FONTI

I paragrafi relativi a “Approvvigionamento materie prime”, “Processi Produttivi”, e “Scenari

di fine vita” sono interamente tratti da:

Lavagna M., Life cycle Assessment in edilizia. Progettare e costruire in una prospettiva di

sostenibilità ambientale, Hoepli, Milano 2008.

BIBLIOGRAFIA

- ANDIL, Secondo Rapporto Ambientale dell’industria Italiana dei Laterizi, ANDIL

Assolaterizi, 2005, http://www.laterizio.it

- Bigazzi D., Sala M., Capitolato: Materiali e Tecnologie ecocompatibili, Alinea Editrice,

Firenze 1999.

- Hegger M., Auch-Schwelk V., Fuchs M., Rosenkranz T., Atlante dei materiali, Utet,

Milano, 2006.

- Lavagna M., Life cycle Assessment in edilizia. Progettare e costruire in una prospettiva di

sostenibilità ambientale, Hoepli, Milano 2008.

- Sasso U., Isolanti sì, Isolanti no, Alinea Editrice, Firenze, 2003.

Documents

LABORATORIO DI CONOSCENZA DELL’ARCHITETTURA MATERIALE · 2011-08-04 · Laboratorio di conoscenza architettura Materiale (CEGA) Modulo di Ecologia - Corsi A - B - C - A.A. 2008-2009