Materiali sostenibili nella costruzione di edifici con struttura in acciaio

Riciclabilità dell’acciaio e integrazione del ciclo di vita cradle-to-cradle negli edifici con struttura in acciaio

L’acciaio è il materiale da costruzione più riciclato al mondo, con un tasso globale di recupero superiore al 90% (Worldsteel, 2023). Questa eccezionale riciclabilità posiziona costruzione di strutture in acciaio gli edifici con struttura in acciaio come pilastro delle economie edilizie circolari.

Riciclaggio a circuito chiuso: dalla demolizione di edifici con struttura in acciaio alla loro reintegrazione in nuovi progetti

Quando gli edifici raggiungono la fine del loro ciclo di vita, l’acciaio strutturale viene separato dai detriti mediante magneti nei cantieri di demolizione, il che consente di recuperare quasi interamente questo materiale per un nuovo utilizzo. La maggior parte degli altri materiali si degrada o perde qualità durante il riciclo, ma l’acciaio mantiene inalterata la propria resistenza, indipendentemente dal numero di volte in cui viene sottoposto a tale processo. Dopo aver fuso le vecchie parti in acciaio, i produttori le trasformano in nuovi elementi costruttivi, come travi e pilastri, senza alcuna perdita di qualità. L’intero sistema funziona in modo estremamente efficiente in un circuito chiuso, poiché invece di finire nelle discariche, questo metallo continua semplicemente a ‘rinascere’. E c’è anche un ulteriore vantaggio: l’energia necessaria per il riciclo è notevolmente inferiore rispetto a quella richiesta per produrre acciaio nuovo da zero, circa tre quarti in meno secondo i dati del settore.

Progettazione ‘dalla culla alla culla’ che consente il riutilizzo infinito dei componenti in acciaio strutturale

Oggi gli edifici in acciaio sono sempre più progettati integrando fin dalla fase iniziale il concetto di economia circolare «dalla culla alla culla». La tendenza verso collegamenti bullonati e sezioni standard fa la differenza quando si tratta, in un secondo momento, di smontare le strutture. Quando i componenti devono essere sostituiti o riutilizzati, queste soluzioni consentono una separazione pulita senza danneggiarli. Molte strutture possono essere adattate nel tempo a nuovi utilizzi senza dover fondere completamente i materiali. Inoltre, esiste ormai anche questa interessante innovazione chiamata «passaporto digitale dei materiali», che registra in modo dettagliato quali materiali sono stati impiegati e dove, permettendo di conoscere con precisione la composizione del materiale al momento del riciclo. Ciò che distingue l’acciaio strutturale è la sua capacità di conservare quasi per intero il proprio valore anche dopo molteplici cicli di vita. A differenza dei prodotti in calcestruzzo e legno, che spesso subiscono un degrado qualitativo durante i processi di riciclo, l’acciaio mantiene invece intatte le proprie prestazioni generazione dopo generazione.

Riduzione del carbonio incorporato e innovazione nell’acciaio verde per gli edifici in struttura metallica

Riduzione diretta basata sull’idrogeno e forni elettrici ad arco ottimizzati per ridurre le emissioni nella produzione di acciaio strutturale

La produzione di acciaio verde sta trasformando il modo in cui realizziamo l’acciaio strutturale, grazie alla tecnologia di riduzione diretta basata sull’idrogeno. Invece di fare affidamento sulla coke di carbone, questo metodo utilizza idrogeno verde come principale agente riducente, riducendo circa il 95 percento delle emissioni di CO2 tipiche dei tradizionali altiforni. Abbinando questo approccio a forni elettrici ad arco alimentati da fonti rinnovabili, quale risultato otteniamo? Quasi zero emissioni nella produzione dell’acciaio. I componenti strutturali risultanti mantengono la loro resistenza, pur avendo un’impronta carbonica pari soltanto al 14 percento rispetto ai metodi tradizionali. Per i progetti edilizi che mirano a raggiungere lo stato di impatto climatico netto zero, queste innovazioni rappresentano un vero e proprio punto di svolta nelle pratiche edilizie sostenibili.

Acciaio riciclato vs. acciaio vergine: confronto dell’impronta carbonica incorporata e implicazioni per la costruzione di strutture in acciaio

La scelta dei materiali influisce in modo determinante sul profilo di carbonio dei progetti edilizi con struttura in acciaio. Secondo Worldsteel (2023), la produzione di acciaio riciclato emette soltanto 1,37 tonnellate di CO₂e per tonnellata, rispetto alle 2,6 tonnellate dell’acciaio vergine: una riduzione del 47%. Questo vantaggio in termini di emissioni di carbonio genera sinergie sostenibili particolarmente significative:

Specifica di acciaio con contenuto riciclato pari o superiore al 95% consente ai progetti di soddisfare i requisiti del credito MRc2 (Dichiarazione sui prodotti edilizi) e, al contempo, di promuovere i principi dell’economia circolare. La scelta strategica dei materiali diventa quindi un potente levaro per la riduzione delle emissioni di carbonio per soddisfare gli obiettivi aziendali in materia di sostenibilità.

Fabbricazione fuori sede ed efficienza dei materiali nella costruzione di strutture in acciaio

Riduzione dei rifiuti grazie alla prefabbricazione: fino al 90% in meno di perdite di materiale in cantiere nella costruzione di strutture in acciaio

La produzione di componenti in acciaio per edifici lontano dal cantiere effettivo riduce gli sprechi, poiché le fabbriche possono tagliare e assemblare i materiali con una precisione molto maggiore rispetto a quanto avviene nei tradizionali lavori in opera. Quando tutti i componenti vengono realizzati in condizioni controllate, vi è semplicemente minor margine per errori che comportano spreco di risorse. Una ricerca del NIST del 2022 ha evidenziato un risultato particolarmente impressionante riguardo a questo metodo: esso ha ridotto lo spreco di materiali di circa il 90% rispetto alle tecniche più datate. I componenti in acciaio arrivano sul cantiere già costruiti e pronti all’uso, quindi gli operatori non devono eseguire ulteriori tagli, evitando così la formazione di cumuli di scarti metallici. Inoltre, i modelli digitali aiutano a ottimizzare l’utilizzo dei materiali, proteggono i pezzi non ancora completati dall’umidità causata dalla pioggia e consentono di mantenere bassi i livelli di inventario, poiché i materiali arrivano esattamente quando necessari. Tutti questi fattori rendono i progetti più sostenibili, oltre a generare un risparmio economico complessivo. E parlando di risparmi, trasportare una quantità minore di materiali significa che i camion trascorrono meno tempo su strada consumando carburante, un vantaggio significativo per chiunque sia preoccupato per l’impronta di carbonio.

Certificazione Edilizia Sostenibile e Vantaggi Prestazionali Energetici degli Edifici in Struttura Metallica

Crediti LEED v4.1 ottenuti grazie al contenuto di materiale riciclato (MRc2) e alla riduzione dell’impatto lungo il ciclo di vita (MRc1) negli edifici in struttura metallica

Gli edifici in acciaio offrono un vero vantaggio ai fini dell’ottenimento dei crediti LEED v4.1, grazie alla natura circolare di questo materiale. Oggi la maggior parte dell’acciaio strutturale contiene già circa il 90% di materiale riciclato, soddisfacendo così quasi automaticamente i requisiti del credito MRc2. Ciò che rende l’acciaio ancora più vantaggioso è la sua capacità di essere riciclato praticamente all’infinito. Quando gli edifici giungono al termine del loro ciclo di vita, invece di diventare rifiuti, l’acciaio viene reinserito nel sistema attraverso processi a circuito chiuso. Negli ultimi tempi gli architetti stanno progettando tenendo conto della disassemblabilità: ciò significa che le componenti possono essere effettivamente riutilizzate in nuovi edifici ripetutamente, senza perdere alcuna resistenza o qualità. L’intero processo genera un ciclo continuo in cui non è necessario estrarre costantemente nuove materie prime. Per chi mira al livello LEED Platinum, le strutture in acciaio non sono semplicemente un’opzione vantaggiosa: sono praticamente essenziali.

Integrazione termica e solare: sistemi di isolamento ad alte prestazioni e strutture per tetti pronti per l’installazione di pannelli solari per edifici con struttura in acciaio

Gli edifici in acciaio possono diventare veri e propri risparmiatori di energia quando sono dotati di avanzati sistemi di gestione termica. Quando parliamo di isolamento esterno continuo abbinato a quegli speciali elementi di rivestimento che interrompono i ponti termici, studi del NIST risalenti al 2022 hanno dimostrato che questi metodi riducono il trasferimento di calore del 40–60% rispetto ai metodi edilizi tradizionali. Ciò significa un carico notevolmente inferiore per gli impianti di riscaldamento e raffreddamento. Ciò che risulta particolarmente interessante è come la struttura portante in acciaio si integri naturalmente con tetti predisposti per l’installazione di pannelli solari. Gli ingegneri progettano infatti questi sistemi di contropareti in modo da consentire il fissaggio diretto dei pannelli fotovoltaici senza alcuna complicazione. Gli edifici ottengono così due vantaggi contemporaneamente: involucri estremamente efficienti, in grado di impedire la dispersione energetica, mentre i pannelli solari producono elettricità pulita direttamente sul posto. E non dobbiamo dimenticare quelle forme di copertura preingegnerizzate: non sono solo esteticamente gradevoli, ma sono anche posizionate in modo ottimale per massimizzare l’esposizione alla luce solare. Questa progettazione intelligente consente inoltre un ritorno dell’investimento più rapido, riducendo i tempi di recupero di circa 2–3 anni rispetto agli edifici più datati sottoposti successivamente a interventi di riqualificazione.

Domande Frequenti

Qual è il tasso di riciclabilità dell'acciaio nell'edilizia?

L'acciaio è il materiale da costruzione più riciclato al mondo, con un tasso globale di recupero superiore al 90%.

In che modo la progettazione "dal concepimento al concepimento" (cradle-to-cradle) beneficia gli edifici in acciaio?

La progettazione "dal concepimento al concepimento" consente di riutilizzare più volte i componenti in acciaio senza perdita di qualità, promuovendo la sostenibilità e riducendo i rifiuti.

Quali sono le emissioni di carbonio associate all'acciaio riciclato rispetto a quello vergine?

La produzione di acciaio riciclato emette 1,37 tonnellate di CO₂e per tonnellata, mentre quella di acciaio vergine ne emette 2,6, con una riduzione delle emissioni del 47%.

In che modo la prefabbricazione fuori cantiere riduce gli sprechi nella costruzione di strutture in acciaio?

La prefabbricazione fuori cantiere consente un utilizzo preciso dei materiali e un assemblaggio controllato, riducendo gli sprechi in cantiere fino al 90%.

Quali sono i vantaggi delle strutture in acciaio per ottenere i crediti LEED?

Le strutture in acciaio possono facilmente soddisfare i crediti LEED v4.1 relativi al contenuto di materiale riciclato e alla riduzione dell'impatto lungo il ciclo di vita, supportando gli obiettivi di certificazione degli edifici sostenibili.