Valutazione del ciclo di vita delle costruzioni in struttura metallica

Carbonio incorporato dal concepimento al cancello nella costruzione con struttura in acciaio

Intensità di carbonio nella produzione di acciaio strutturale: medie globali e variabilità regionale (UE vs. Cina)

A livello mondiale, la produzione di acciaio strutturale genera circa 1,8 tonnellate di CO2 equivalente per ogni tonnellata prodotta, sebbene vi siano notevoli differenze tra le regioni in termini di riduzione delle emissioni di carbonio. Gli impianti europei riescono generalmente a ottenere risultati migliori, con circa 1,4 tonnellate di CO2e, grazie a fonti elettriche più pulite e a normative ambientali rigorose, riducendo così le proprie emissioni di circa il 22% rispetto alla media globale. La situazione è invece molto diversa in Cina, dove la forte dipendenza dal carbone fa salire le emissioni oltre le 2,0 tonnellate di CO2e. Ciò avviene perché gli impianti cinesi tendono a utilizzare ampiamente i propri altiforni, integrando una quantità molto limitata di energia rinnovabile nelle operazioni. Queste differenze hanno conseguenze concrete sugli edifici che impiegano strutture in acciaio durante l’intero ciclo di vita. Scegliere semplicemente la provenienza dei materiali può determinare una differenza superiore al 30% nelle emissioni totali di gas serra derivanti da progetti edilizi.

Percorsi EAF rispetto a BF-BOF e contenuto di rottame: leve chiave per ridurre il carbonio incorporato nelle strutture in acciaio

La tecnologia dei forni elettrici ad arco (EAF), che utilizzano rottami metallici riciclati, rappresenta uno dei metodi più efficaci per ridurre le emissioni di carbonio nella produzione di acciaio strutturale. Questi forni generano circa 0,4 tonnellate di CO2 equivalente per tonnellata di acciaio prodotto quando operano con oltre il 90% di rottame, ovvero circa tre quarti in meno rispetto ai tradizionali processi di altoforno e convertitore a ossigeno (BF-BOF). Scegliendo acciaio prodotto nei forni EAF, di cui è nota con precisione la percentuale di rottame impiegata, le aziende possono effettivamente ridurre le proprie emissioni lungo l’intero ciclo produttivo fino a 1,2 tonnellate di CO2 equivalente per tonnellata di acciaio prodotto. L’approvvigionamento di materiali provenienti da edifici dismessi e da altre strutture fuori servizio contribuisce a promuovere il modello dell’economia circolare. Tuttavia, gli operatori del settore devono essere consapevoli delle problematiche locali legate alla separazione dei diversi tipi di rottame, al mantenimento di una qualità costante e alla gestione di reti di trasporto che non sempre sono adeguatamente sviluppate.

Affidabilità e standardizzazione dei dati LCA per edifici con struttura in acciaio

Conformità delle EPD alle norme BS EN 15804 e BS EN 15978: punti di forza e lacune nelle valutazioni degli edifici con struttura in acciaio

Le Dichiarazioni Ambientali di Prodotto (EPD) conformi alle norme BS EN 15804 e BS EN 15978 offrono un metodo per riportare il carbonio incorporato nelle strutture in acciaio, dal concepimento alla porta d’uscita (cradle-to-gate), in un formato standardizzato. Tali norme definiscono chiaramente i confini entro cui rientrano le voci da conteggiare, le modalità di allocazione delle risorse e gli impatti ambientali considerati più rilevanti, rendendo possibile il confronto tra prodotti e materiali diversi lungo l’intera catena di fornitura. Tuttavia, permangono ancora alcune problematiche. Le EPD europee tendono a indicare impronte di carbonio inferiori del 20–30% rispetto ai valori osservati a livello globale, poiché presuppongono condizioni energetiche locali che non rispecchiano la realtà in altre aree geografiche. I produttori cinesi, che forniscono una quota significativa dell’acciaio mondiale, spesso omettono informazioni dettagliate sulla provenienza della loro energia elettrica o sui combustibili utilizzati negli impianti. Anche se le modifiche introdotte nel 2023 al Regolamento di Categoria di Prodotto (PCR) hanno migliorato il modo in cui si tiene conto dei materiali riciclati, nessuno sembra monitorare correttamente le emissioni derivanti dal trasporto. Chiunque utilizzi tali dichiarazioni deve ricordare che esse rappresentano soltanto un punto di partenza, non un quadro completo. Nelle applicazioni reali è necessario integrare dati verificati relativi alle reti elettriche regionali e alle effettive distanze di trasporto, al fine di colmare tutte le lacune attualmente non coperte dal sistema.

Coerenza delle fonti dati: BRE, RICS, ICE e EPD dei produttori — sfide in termini di trasparenza per i professionisti

Armonizzare i dati sul carbonio incorporato provenienti dai benchmark BRE, dalle linee guida RICS, dai database ICE e dalle EPD dei produttori rimane un ostacolo persistente per una valutazione accurata delle strutture in acciaio. Le principali incongruenze includono:

• Confini del sistema : ICE riporta esclusivamente il ciclo 'dalla culla al cancello' (cradle-to-gate), mentre RICS impone la rendicontazione completa del carbonio lungo l’intero ciclo di vita (fasi A1–C4)
• Fattori di carbonio : I dataset BRE forniscono sistematicamente valori di carbonio incorporato superiori del 15% rispetto a quelli indicati nelle EPD dei produttori per sezioni di acciaio identiche
• Lacune in termini di trasparenza : Meno del 40% delle EPD pubblicamente disponibili dichiara l’origine o la storia di lavorazione del rottame — oscurando così le reali prestazioni in termini di riciclo

Le lacune nei dati costringono i professionisti a creare autonomamente processi manuali di riconciliazione, che tipicamente coinvolgono da cinque a sette fonti diverse per ogni progetto. Iniziative come il Construction Product Database cercano di introdurre un certo ordine in queste dichiarazioni, ma non esiste alcun modo efficace per imporre controlli sui dati fondamentali inseriti. Quando le normative non sono allineate e le verifiche da parte di terzi non sono obbligatorie, tentare di confrontare quanto effettivamente sostenibili siano gli edifici in acciaio finisce per diventare estremamente complesso, poiché ciascuno utilizza metodi diversi. Ciò rende quasi impossibili confronti significativi senza un approccio standardizzato applicato in modo uniforme.

Prestazioni a fine vita e realtà "dal concepimento al concepimento" per gli edifici con struttura in acciaio

Miti sul tasso di riciclo: Il riciclo globale dell'acciaio superiore al 90% si traduce effettivamente in un beneficio netto in termini di analisi del ciclo di vita (LCA) per gli edifici con struttura in acciaio?

Il comunemente citato tasso globale di riciclo dell'acciaio superiore al 90% nasconde alcune realtà piuttosto complesse in relazione alle valutazioni del ciclo di vita delle strutture in acciaio. Ciò che spesso le persone dimenticano è che questo dato aggrega diversi flussi di acciaio, come materiali per imballaggi e componenti automobilistici, insieme al recupero effettivo di acciaio strutturale di qualità. Esaminando i dati reali, emerge un notevole divario tra le diverse regioni: i paesi sviluppati riescono generalmente a recuperare oltre il 95% del loro acciaio strutturale, mentre molti paesi in via di sviluppo faticano a raggiungere tassi di recupero inferiori al 60%, secondo il Global Steel Recycling Council dell’anno scorso. E c’è un altro aspetto su cui si parla poco: il riciclo dell’acciaio non è affatto privo di emissioni di carbonio. La fusione di elementi con rivestimenti pesanti, zincatura o leghe speciali richiede comunque circa il 60% dell’energia necessaria per produrre acciaio nuovo partendo da materie prime. Inoltre, si verificano perdite dopo lo smantellamento degli edifici, con una riduzione del peso che può arrivare fino al 15% durante la demolizione, oltre a tutte le emissioni derivanti dal trasporto su lunghe distanze dei materiali riciclati. Alcuni studi sull’impatto ambientale ignorano completamente questi fattori, ipotizzando semplicemente un riciclo perfetto senza alcun costo energetico. Questi modelli semplificati tendono a sovrastimare i reali risparmi di carbonio del 20–40%.

Downcycling, rimbalzo energetico e compromessi relativi ai confini del sistema nell’uso dell’acciaio secondario

Le prestazioni reali delle strutture in acciaio, quando si seguono i principi "dalla culla alla culla", risultano limitate principalmente perché i materiali si degradano nel tempo e le valutazioni del ciclo di vita non coprono tutti gli aspetti che dovrebbero. Circa il 66% dell'acciaio recuperato viene trasformato in prodotti di qualità inferiore, come le barre per calcestruzzo armato. Perché? Perché ogni volta che viene fuso, le impurità si accumulano e la stessa struttura metallica inizia a mostrare segni di affaticamento. Quando ciò accade, i produttori devono produrre nuovo acciaio vergine per colmare il fabbisogno di mercato di componenti strutturali più resistenti, annullando così eventuali risparmi energetici ottenuti. I comuni calcoli sull’impatto ambientale spesso tralasciano aspetti fondamentali, come ad esempio quanto avviene durante le operazioni di demolizione (si pensi a tutte le emissioni derivanti dal taglio con torce a gas o dalla gestione di rivestimenti pericolosi) e le azioni necessarie dopo lo smontaggio degli edifici (sabbiatura delle superfici, applicazione di nuovi rivestimenti). Queste omissioni rendono il riciclo apparentemente più vantaggioso di quanto non sia in realtà. Pertanto, se vogliamo una costruzione in acciaio veramente sostenibile, concentrarsi esclusivamente sulla quantità di acciaio riciclato non è sufficiente. Ciò che conta di più sono scelte progettuali intelligenti fin dalle prime fasi, compresi metodi di facile smontaggio, sistemi di connessione modulari e specifiche di materiali riutilizzabili già a partire dalla loro installazione iniziale.

Prestazioni comparative di carbonio incorporato: edificio con struttura in acciaio rispetto ad altri sistemi

Caso studio di un ufficio nel Regno Unito: struttura in acciaio rispetto a calcestruzzo e legno massiccio secondo la norma BS EN 15978

L’analisi di un recente progetto di edificio per uffici nel Regno Unito, valutato secondo gli standard della norma BS EN 15978, evidenzia quanto la scelta del sistema strutturale influisca sulle emissioni di carbonio. Le strutture in acciaio hanno registrato valori compresi tra circa 20 e 30 kgCO ₂e per metro quadrato. Sebbene la produzione di acciaio richieda una notevole quantità di energia, queste strutture presentano vantaggi quali un’elevata riciclabilità e la possibilità di una fabbricazione precisa in fabbrica. I sistemi in calcestruzzo armato hanno invece registrato valori compresi tra 25 e 35 kgCO ₂e per metro quadrato. Questo valore varia notevolmente a seconda del tipo di cemento utilizzato e dell’eventuale aggiunta di materiali supplementari speciali. Il vero vincitore è tuttavia risultata la costruzione in legno massiccio con pannelli CLT, che ha mantenuto le emissioni iniziali a circa 10–15 kgCO ₂e per metro quadrato grazie al modo in cui gli alberi immagazzinano naturalmente il carbonio durante la crescita. Tuttavia, anche in questo caso esiste un limite: questo vantaggio si realizza soltanto se il legno proviene da foreste sostenibili adeguatamente certificate e viene trasportato senza causare ulteriori danni ambientali lungo il percorso.

L'acciaio presenta sicuramente alcuni importanti vantaggi nella costruzione di edifici veloci, nella generazione di minori scarti durante la fase di costruzione e nella riciclabilità al termine del suo ciclo di vita. Questi benefici diventano ancora più significativi quando si utilizzano materiali provenienti da forni elettrici ad arco (EAF) e si adottano approcci progettuali che facilitino il riutilizzo futuro. D’altro canto, anche il legno offre vantaggi in termini di carbonio, ma soltanto se le foreste sono gestite in modo responsabile e il legname proviene da fonti locali. In sintesi? Non esiste un singolo materiale ottimale per ridurre l’impatto sul carbonio. Ciò che davvero conta è come i diversi materiali si inseriscono in contesti specifici, tenendo conto di fattori quali la loro origine, la durata degli edifici e la possibilità di smontare i componenti per riutilizzarli successivamente nel loro ciclo di vita.

Domande Frequenti

Qual è il carbonio incorporato negli edifici con struttura in acciaio?

Il carbonio incorporato si riferisce alle emissioni totali di gas serra generate durante le fasi di produzione, trasporto e smaltimento dei materiali da costruzione, inclusi gli elementi strutturali in acciaio.

Perché la produzione di acciaio genera emissioni diverse in Europa e in Cina?

Gli impianti europei raggiungono emissioni più basse grazie a fonti energetiche più pulite e a normative ambientali rigorose, mentre gli impianti cinesi dipendono fortemente dal carbone, aumentando così la loro impronta di carbonio.

Qual è la differenza tra EAF e BF-BOF nella produzione dell'acciaio?

L'EAF utilizza rottami metallici riciclati ed è significativamente più pulito, generando emissioni di carbonio inferiori rispetto al tradizionale processo BF-BOF.

Perché le EPD sono importanti nella valutazione delle strutture in acciaio?

Le Dichiarazioni Ambientali di Prodotto (EPD) forniscono informazioni standardizzate sul carbonio incorporato, facilitando il confronto delle impronte di carbonio di diversi materiali.