L’economia circolare in architettura

In questi gironi, grazie all’attività editoriale di ARCHIVIBE, ho avuto l’opportunità di intervistare alcuni illuminati architetti che hanno messo in pratica le teorie dell‘economia circolare in architettura.

Anche se è abbastanza facile da supporre guardando le architetture che ci circondano quotidianamente, non è così facile accorgersi che l’economia circolare non è stata un requisito principale degli architetti in passato come il fattore tempo ed il rispetto del budget.

Il modello dell’economia circolare mira a ridefinire il principi di crescita e consumo, concentrandosi su benefici positivi per la società, ridefinendo il modello di design sostenibile basato su un minore utilizzo di materie, sulla riciclabilità e su principi di durabilità tecnica ed estetica.

La teoria dell’economia circolare fonda le sue radici in modelli risalenti agli anni ’70, tra cui la teoria “Limits to Growth” del Club di Roma, la teoria del “cradle to cradle” di Braungart e McDonough, la “performance economy” di Stahel e il modello di “design rigenerativo” di Lyle, solo per citarne alcuni.

Il modello economico che ha guidato l’architettura e l’industria delle costruzioni fino ad oggi è stato invece lineare. 

Come è ormai noto ed in linea con la logica industriale “take-make-waste” (prendi-produci-genera rifiuti), l’industria delle costruzioni è uno dei principali consumatori di risorse naturali con circa 3 miliardi di tonnellate all’anno. [Arup, 2016] ed è responsabile del 40% delle emissioni di CO2 a livello globale.

L’industria delle costruzioni (e delle demolizioni) è inoltre responsabile di oltre il 35% della produzione totale di rifiuti dell’UE [EU – A new Circular Economy Action Plan]

Più che mai, è diventato necessario applicare i principi dell’economia circolare in architettura e migliorare l’efficienza ed i consumi per ridurre l’uso delle risorse in futuro.

Quali sono i principi dell’economia circolare in architettura?

I principi dell’economia circolare comportano la riconversione graduale dall’attività di consumo di risorse limitate alla progettazione di una seconda vita dei rifiuti. Cioè la ridefinizione di un sistema economico pensato per potersi rigenerare da solo.

Nell’aprile 2018, la Commissione Europea ha ufficialmente aperto la fase di test biennale per Level(s) alle organizzazioni che desiderano far parte del passaggio dell’Europa verso il pensiero circolare e del ciclo di vita. 

Level(s) è l’approccio europeo per valutare e definire le prestazioni di sostenibilità degli edifici durante l’intero ciclo di vita.

Nel febbraio 2020, la Commissione Europea ha poi pubblicato un documento dedicato all’economia circolare in architettura: il documento “Circular Economy – Principles for Building Design”.

Ha così definito e adattato i principi dell’economia circolare in architettura in:

Durabilità: pianificazione della vita utile degli edifici e degli elementi, incoraggiando un’attenzione a medio e lungo termine sulla vita di progetto dei principali elementi edilizi, nonché sui relativi cicli di manutenzione e sostituzione;

Adattabilità: per estendere la vita utile dell’edificio nel suo complesso, sia facilitando il proseguimento della destinazione d’uso sia attraverso possibili futuri cambiamenti d’uso – con particolare attenzione alla sostituzione e alla ristrutturazione;

Riduzione dei rifiuti e gestione dei rifiuti di alta qualità: facilitare il futuro uso circolare di elementi, componenti e parti da costruzione, con un focus sulla produzione di minor rifiuti e sul potenziale di riutilizzo o riciclaggio di alta qualità delle principali componenti edilizie dopo la demolizione. Questo include gli sforzi lungo la tutta catena del valore per promuovere:

  • il riutilizzo o il riciclaggio delle risorse, (cioè i materiali) in modo tale che la maggior parte del valore del materiale venga conservata e recuperata alla fine della vita di un edificio;
  • la progettazione dei componenti e l’uso di diversi metodi di costruzione per influenzare il recupero per il riutilizzo o il riciclaggio per evitare il down-cycling.

Gli attori coinvolti in questo documento sono tutti gli stakeholders degli edifici, i proprietari, i team di progettazione (ingegneria e architettura), gli appaltatori e i costruttori, i produttori di materiali da costruzione, i team di demolizione, gli investitori, gli sviluppatori e fornitori di assicurazioni, i governi, le autorità di regolamentazione e le autorità locali.

Per aumentare l’efficienza dei materiali e ridurre gli impatti climatici, la Commissione europea lancerà presto una nuova strategia globale per un’architettura sostenibile.

Questa strategia garantirà la coerenza tra tutte le politiche riguardanti il clima, l’energia e l’efficienza delle risorse, la gestione dei rifiuti da costruzione e demolizione, l’accessibilità, la digitalizzazione.

Sviluppato da McKinsey, il framework ReSOLVE, è il risultato chiave della ricerca della Ellen MacArthur Foundation, un ente di beneficenza dedicato a promuovere la transizione globale verso l’economia circolare.

Questo quadro ha tradotto i principi dell’economia circolare in architettura in sei azioni imprenditoriali per guidare la transizione verso un’economia circolare che può essere applicata a prodotti, edifici, quartieri, città, regioni o anche a intere economie:

1. Regenerate: rigenera e ripristina il capitale naturale
2. Share: massimizza l’utilizzo delle risorse
3. Optimize: ottimizza le prestazioni del sistema
4. Loop: mantieni i prodotti e i materiali in cicli, dando priorità ai cicli interni
5. Virtualise: sposta l’uso delle risorse con l’uso virtuale
6. Exchange: selezionare le risorse e le tecnologie con saggezza

Nel gennaio 2021, la Fondazione Ellen MacArthur ha pubblicato una serie di “Universal circular economy policy goals” per creare una roadmap comune nello sviluppo delle politiche per una transizione più rapida verso un’economia circolare.

Questo documento sugli obiettivi politici è stato pubblicato per evitare la creazione di un mosaico di soluzioni frammentate e per offrire soluzioni alle principali sfide globali come il cambiamento climatico, la perdita di biodiversità e l’inquinamento, garantendo allo stesso tempo lo sviluppo economico.

Economia circolare in architettura,
alcune best practice

Tra le best practice più stimolanti, Realdania Byg, fondazione danese che promuove l’innovazione e le buone pratiche nel settore dell’edilizia, ha sviluppato e costruito una casa unifamiliare con Lendager Group chiamata Upcycle House che trasmette i principi dell’upcycling attraverso un esempio tangibile e chiaro.

Upcycle House by Lendager Group | Foto: Jesper Ray

Si tratta di un progetto sperimentale, volto a esporre potenziali riduzioni di emissioni di carbonio attraverso l’uso di materiali da costruzione riciclati e riutilizzati.

Tra le strategie di progettazione circolare più note, ma non ancora ampiamente adottate, vi è il modello “building in layers” (costruire per strati) prodotto in collaborazione da ARUP e dalla Fondazione Ellen MacArthur.

“Costruire per strati” significa che elementi con durata di vita diversa possono essere separati e rimossi, consentendo di mantenere in uso elementi più duraturi anche quando quelli con durata del ciclo di vita più breve richiedono la sostituzione.

Ciò facilita il riutilizzo, la rigenerazione e il riciclaggio. Costruire per strati separati con diverse durate di vita consente inoltre di riparare, sostituire, spostare o adattare ogni elemento in momenti diversi senza compromettere la durata dell’intero edificio.

Un altro edificio pionieristico dell’economia circolare è stato progettato da ARUP nel 2017. Il People’s pavilion è un edificio temporaneo completamente costruito con materiale preso in prestito. Hanno ideato una tecnica di costruzione che non utilizzava colla, viti o chiodi.

People’s Pavilion by ARUP | Foto: Filip Dujardin

Il telaio è stato costruito con sezioni di legno standard di diverse lunghezze commerciali legate insieme con cinghie di acciaio per realizzare elementi compositi più lunghi e resistenti. Le colonne sono costituite da pali di fondazione in calcestruzzo prefabbricati alti 7 metri. Le barre di acciaio di un edificio per uffici demolito vengono riutilizzate come controventi. Dopo l’evento, l’edificio è stato smantellato con successo e tutti i materiali sono stati restituiti ai fornitori.

Ma architetti e ingegneri, in quanto responsabili delle decisioni, si trovano oggi ad affrontare diversi dilemmi reali o potenziali: resistenza strutturale o facilità di smontaggio, longevità o flessibilità, prodotti semplici rispetto a prodotti compositi, ristrutturazioni o nuova costruzione, lana di roccia o lana di legno ecc.

Dovrebbero inoltre avere familiarità con i requisiti e le strategie di progettazione, conoscere il concetto di valutazione del ciclo di vita (LCA), capire il potenziale per aumentare il contenuto di materiali riciclati nei prodotti, capire il potenziale di riutilizzo futuro (prodotto, componente e edificio); comprendere la futura capacità di riciclabilità e trasformazione, il potenziale di riutilizzo e punteggio di progettazione reversibile degli edifici… materie molto complesse e che ad oggi non hanno ancora tutte le risposte a causa di mancanza di dati. 

Come affermato nel “Life Cycle Assessment of building end of life” dal Dipartimento ABC del Politecnico di Milano, l’LCA di fine vita è molto incerto nel settore edile, perché molti dati sono ancora supposti, soprattutto perché il fine vita di un edificio avviene in futuro.

Per calcolare costi e benefici di una scelta è necessario tenere conto di alcune ipotesi circa, ad esempio, le tipologie di lavorazione, la distanza dagli impianti di trattamento, la quantità di materiali utilizzati, l’efficienza del riciclo dei materiali, l’efficienza delle tecnologie e dei modi di riciclo, esistenti e futuri….

Pertanto, molte discussioni sono ancora aperte. A causa anche della la scarsa qualità dei dati disponibili.

In che modo l’economia circolare contribuisce alla sostenibilità di un edificio?

Dal nostro punto di vista l’economia circolare è solo uno dei tanti aspetti della sostenibilità, che è un argomento davvero complesso. Per questo motivo, sono stati stabiliti numerosi sistemi di certificazione che verificano i criteri pertinenti, inclusi i principi di efficienza delle risorse e gli impatti sociali“ affermano dallo studio di architettura tedesco J. Mayer H. und Partner Architekten. “Abbiamo illustrato questa complessità nel nostro progetto espositivo“ Level Green ”per l’Autostadt di Wolfsburg (2009). Metropol Parasol (2011) e il precedente Progetto Mensa Karlsruhe (2007) sono state opportunità per noi di costruire con materiale in legno certificato su scala più ampia.

Metropol Parasol by J. Mayer H. und Partner Architekten | Foto: David Franck

Anche se abbiamo sempre in mente di costruire seguendo principi sostenibili, non sempre troviamo tali opportunità nella pratica. Lavorare sulla sostenibilità è ancora un processo a piccoli passi a seconda dell’orientamento dei nostri clienti, degli standard di costruzione industriale e della legislazione edilizia che ci danno opportunità e possibilità di sviluppare soluzioni sostenibili. In ogni progetto miriamo a esplorare il potenziale dei parametri sostenibili e siamo felici di ricevere più richieste di edifici in legno da parte dei nostri clienti in questo momento.”

Come implementare l’economia circolare nell’industria delle costruzioni?
La parte del cliente.

Fino ad ora, la considerazione dei principi dell’economia circolare in architettura si è concentrata principalmente sulle strategie di progettazione, che è solo metà della storia. 

In che modo devono cambiare i modelli di business immobiliare se i principi dell’economia circolare in architettura devono permeare questo settore? Il rapporto ARUP intitolato “From principles to practices: realising the value of circular economy in real estate” (Dai principi alle pratiche: realizzare il valore dell’economia circolare nel settore immobiliare) racconta l’altra faccia della questione.

GXN, il braccio di innovazione del rinomato studio di architettura danese 3XN, ha collaborato con ARUP e la Fondazione Ellen MacArthur a questo rapporto che presenta cinque modelli di investimento circolari destinati a investitori, sviluppatori e proprietari di edifici.

I 5 modelli presentati, ciascuno a modo loro, mostrano come l’economia circolare possa fornire nuovi flussi di reddito nel settore el real estate: Flexible Adaptable, Spaces Assets, Relocatable Residual, Buildings Value and Performance Procurement. 

Come affermano nei diversi scenari, ciò che è necessario ora sono progetti pilota su scala commerciale per dimostrare che questo potenziale è realizzabile.

Con l’economia circolare, GXN e 3XN vogliono sfidare e ripensare il modo in cui utilizziamo e riutilizziamo le risorse nel settore edile, con l’obiettivo finale di eliminare il concetto di rifiuto. Non ci sono sprechi in natura, tutto funge da input o è funzionale per qualcos’altro” afferma Kåre Stokholm Poulsgaard, Head of Innovation presso 3XN/GXN.

Quay Quarter Tower by 3XN, Sydney, Australia | Immagine: 3XN/GXN

L’esempio della Quay Quarter Tower progettata da 3XN a Sydney mostra come il pensiero circolare offra un valore immediato per i clienti e gli inquilini. La riprogettazione del grattacielo di 49 piani, alto 200 metri, riutilizza parti sostanziali della struttura esistente, trasformando la torre in un edificio per uffici all’avanguardia con strutture flessibili e viste ottimizzate del porto. Il 50% delle risorse necessarie per la nuova torre è stato riutilizzato direttamente dall’edificio esistente, con un risparmio stimato al cliente di 130.000.000 di AUD, e un totale di 7.505 tonnellate di CO2 risparmiate dal riutilizzo dei materiali

Nonostante i modelli e gli studi, gli approcci all’economia circolare saranno adottati su scala in architettura solo se i modelli di business cambieranno. In altre parole, l’economia circolare deve essere vista come una strategia di business, non solo una gestione dei rifiuti o una strategia di progettazione.

Da tutt’altro punto di vista parte l’analisi di Sascha Glasl, fondatore dello studio olandese Space & Matters, che afferma

Vediamo molta innovazione riversarsi nelle sfide tecniche: come progettare per lo smontaggio, come mantenere le cose modulari, come produrre e immagazzinare energia verde, come isolare le case, se usare o meno l’idrogeno. Ma non vediamo abbastanza attenzione sulle implicazioni sociali di questo cambiamento”

“È nostra ferma convinzione che non ci sarà economia circolare in architettura senza che le persone svolgano un ruolo attivo. Il cambiamento tecnologico è (relativamente) semplice; il cambiamento culturale è più complesso. Come decarbonizzare radicalmente le nostre vite in un modo che sia socialmente inclusivo e (finanziariamente) fattibile per tutti, un modo che non lasci indietro nessuno? Dare forma all’urbanistica sociale ed ecologica è la sfida affrontata oggi dagli architetti. Per questo abbiamo bisogno di ampliare la nostra immaginazione urbana.

Dobbiamo pensare oltre gli edifici e nei modelli di business. Non ha senso progettare per lo smontaggio se non c’è alcun incentivo finanziario per il proprietario a smontare quei componenti alla fine della vita dell’edificio e riutilizzarli. Gli architetti hanno un ruolo importante da svolgere in questo, ma dobbiamo ampliare il nostro campo di applicazione. Qui a Space & Matter non ci accontentiamo solo di progettare cose carine.

Schoonschip floating houses by Space & Matters| Foto: Space&Matters

“Progettiamo sistemi, relazioni, iniziative imprenditoriali e strategie basate sul luogo che muovono il pianeta verso uno stato fondamentalmente più sostenibile come De Ceuvel e Schoonschip. 

Lavoriamo direttamente con le comunità per garantire che i loro bisogni siano una parte essenziale del brief del progetto. Quindi prototipiamo con loro: sperimentando e poi aumentando la scala; test e iterazione; fallimento e apprendimento. Un progetto non è mai finito, è in continua evoluzione. Quanti architetti tornano a visitare i loro capolavori per vedere come le persone li usano effettivamente? Si potrebbe imparare molto solo da questo.”

Come misurare l’economia circolare in architettura? Il lato del fornitore.

“L’innovazione nella progettazione del prodotto e l’accesso a dati più precisi e dettagliati guideranno sviluppi migliori. Sarà importante ottenere di più da ciò che già abbiamo. Connettere meglio ciò che facciamo, in particolare quando pensiamo ai nostri sistemi della catena di approvvigionamento, alle risorse esistenti costruite e ai flussi di rifiuti / risorse attraverso i nostri sviluppi, ci aiuterà a fornire di più a meno.” afferma il dottor Kristian Steele, membro del gruppo di ricerca e tecnologia avanzata presso ARUP.

“La cosa più importante è capire cos’è l’LCA e quali sono le barriere. È facile dire che non disponiamo di dati sufficienti per utilizzare l’analisi del ciclo di vita nel modo giusto. Il che è vero, ma in parte” afferma Anders Lendager, fondatore di Lendager Group.
“In tutti i nostri progetti abbiamo creato noi stessi tutti i dati perché potevamo farlo. So quanti chilometri i materiali hanno percorso dall’essere rifiuto a diventare risorsa, dalla risorsa alla produzione, l’energia consumata per produrli, quanto costano, quanto tempo ci vuole prima che questi materiali vengano utilizzati… tutti questi dati sono stati raccolti e ho prodotto LCA per tutti i materiali utilizzati“

“Tutti questi dati sono disponibili, ma il vero problema è che non abbiamo un database per raccogliere e condividere tutti questi dati a livello globale, o meglio a livello locale, per valutarne l’impatto.”

“Ho lavorato con il ministro degli alloggi danese” continua Anders “e gli ho suggerito che, come danesi, abbiamo bisogno di raccogliere dati locali invece di dati globali che funzionino per tutti. Non dati tedeschi o dati svedesi, ma dati danesi. Quando disponi di questi dati, puoi impostare un LCA completo e definire un’economia circolare dei materiali. Questo è l’unico modo per essere consapevoli della sostenibilità dei materiali. Se le aziende manifatturiere non forniscono dati perché dicono che è troppo complesso significa che ci sono problemi dietro…”

I progressi tecnologici stanno accelerando lo sviluppo dell’economia circolare. Piattaforme di condivisione come FLOOW2, Globechain e HeadBox stanno aiutando ad affrontare i problemi delle risorse sottoutilizzate e della capacità superflua, facilitando la fiducia e la collaborazione sul riutilizzo di materiali e risorse. [The Circular Economy in the Built Environment, ARUP]

La Commissione europea ha concluso che le valutazioni del ciclo di vita LCA forniscono il quadro migliore per valutare i potenziali impatti ambientali dei prodotti attualmente disponibili. Dichiarano però anche la necessità di una maggiore condivisione dati e maggior consenso.

La Commissione ha fornito così una piattaforma chiamata EPLCA per facilitare la comunicazione e gli scambi di dati sul ciclo di vita dei materiali e ha lanciato un’iniziativa di coordinamento che coinvolga sia gli sforzi di raccolta dati in corso nell’UE.

La catena di fornitura, i produttori di materiali per l’architettura e arredi, dovranno rispondere alle richieste dei loro committenti, investendo in nuove soluzioni che comportino:

  • l’utilizzo di materiali rinnovabili
  • l’uso di materiali sani
  • processi produttivi a basso impatto ambientale
  • materiali con un alto contenuto di riciclato
  • materiali durevoli
  • materiali non pericolosi
  • prodotti che possono essere riutilizzati, smontati e riciclati
  • creare i “passaporti” dei materiali

Parlando di materiali da costruzione, ho già avuto modo di raccontare i vantaggi dell’utilizzo del legno in architettura nella serie di interviste prodotta da ARCHIVIBE Benefits of timber architecture and sustainably sourced timber (I vantaggi dell’architettura in legno e del legno proveniente da fonti sostenibili).

Un numero crescente di architetti, sviluppatori, istituzioni e aziende sta sempre più adottando il legno per costruire. Il legno, nella sua gamma di prodotti diversi come il legno lamellare (CLT), il legno lamellare (Glulam), il compensato, il pannello di fibra, i pannelli di particelle, i trefoli paralleli, i giunti a pettine, le travi e le capriate, può sostituire altri materiali da costruzione fornendo la stessa funzionalità > Ulteriori informazioni sui vantaggi dell’architettura in legno.

Kajstaden by C.F. Møller

Per quanto riguarda gli arredi, ad esempio, lo studio di architettura norvegese Snøhetta ha lavorato a un progetto di ricerca relativo alla plastica con l’obiettivo di comprendere l’impronta ecologica nella catena del valore, nonché le sue qualità intrinseche. 

Hanno così sviluppato una sedia, chiamata S-1500, con un corpo realizzato al 100% in plastica riciclata proveniente dall’industria di pescicoltura locale nel nord della Norvegia e un telaio in acciaio riciclato.

I materiali utilizzati nella produzione della sedia S-1500 sono forniti da aziende di allevamento ittico locale come Kvarøy Fiskeoppdrett e Nova Sea, che forniscono alla società di produzione reti da pesca, corde e tubi usurati dalle loro attività.

“Ma non è solo una questione di produzione. È un cambio di paradigma! ” continua Anders Lendager durante la sua intervista “Riguarda il design, le emissioni di CO2, il costo, l’LCA … Dobbiamo ripensare al nostro ruolo all’interno dell’industria edile. Ci sono molte lacune sulla ruota della circolarità e quello che abbiamo fatto è concentrarci su queste lacune creando nuove attività o soluzioni per raggiungere l’economia circolare nell’ambiente di costruzione”

“Ogni volta che tracci una linea in un progetto crei un impatto in termini di emissioni di CO2 e se non prendi in considerazione che cosa significhi stai ingannando l’ambiente, stai barando nella tua proposta di business, stai barando come architetto. Siamo tutti insieme in questo”

Come ho potuto ascoltare, iniziano a diffondersi strumenti, politiche e best practice.

Sembra essere arrivato davvero il momento di impegnarsi per il cambiamento.

Fonti:

Ellen MacArthur Foundation > Universal circular economy policy goals: enabling the transition to scale
ARUP > From principles to practices: realising the value of circular economy in real estate
European Commission > Circular Economy – Principles for Building Design
European Commission > European Platform on Life Cycle Assessment
Lendager Group > A changemaker’s guide to the future

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