COP26: riflessioni su principi ecologici ad uso di ingegneri e architetti

L’uomo, come essere senziente è un animale estremamente intelligente: sfida, molte volte vincendo, le Leggi matematiche spingendosi al loro limite. È così che crea, con l’aiuto di innovative tecnologie, grattacieli di migliaia di metri di altezza, ponti a campata unica, piattaforme di terreno edificabili in mare. Insomma opere che una volta ultimate ci meravigliano e ci rendono fieri e soddisfatti.

Tuttavia, oggi, queste sfide non sono più sostenibili: non è una resa, ma una presa di coscienza. Molte volte, infatti, queste sfide e questi limiti non giovano all’equilibrio della Natura. Dobbiamo cambiare direzione. Tutti, anche gli ingegneri o gli architetti.


La COP26

L’ONU, da quasi trent’anni riunisce quasi tutti i Paesi del Pianeta Terra per discutere fondamentalmente di clima (COP = Conferenza delle Parti) per far sì che anno dopo anno il cambiamento climatico non sia una questione marginale ma una priorità globale.

Quest’anno la COP26 si è tenuta a Glasgow nel Regno Unito.

Nel 2015 con l’Accordo di Parigi, i Paesi concordarono di limitare l’aumento della temperatura globale al di sotto dei 2 gradi centigradi, con l’obiettivo di limitarlo ulteriormente a 1.5 °C.

In effetti a Glasgow i Paesi partecipanti si sono impegnati a mantenere il riscaldamento globale sotto 1.5 gradi e fissare un livello di decarbonizzazione per tutti gli Stati che hanno firmato l’accordo tagliando del 45% le emissioni di CO2 al 2030 rispetto al 2010 e addirittura prevendendo zero emissioni per il 2070.

Sono piccoli passi, molto piccoli. Ci vorrebbe un po’ di coraggio in più, perché lo stato delle cose sta peggiorando con una velocità che già ora non riusciamo a controllare.

 

La produzione industriale e Gas climalteranti

Fondamentalmente l’uomo inquina tramite processi industriali di piccole o notevoli dimensioni e che sono rivolti fondamentalmente alla qualità e al miglioramento dello stile di vita. Purtroppo, per definizione, la produzione industriale intrinsecamente ha la necessità di ridurre i tempi per incrementare quanto più possibile il numero di pezzi prodotti, a tutto vantaggio del prezzo di mercato degli stessi oggetti messi in vendita.

L’attività artigianale, viceversa, produce pochi pezzi con tempi di assemblaggio molto lungo. La conseguenza diretta è che nel secondo caso, rispetto al primo, l’immissione di gas climalteranti in atmosfera è ridotto. Oggi, per fare un esempio, invece di riparare un paio di scarpe si preferisce comprarne delle nuove: il costo di produzione è talmente basso che eguaglia, se non addirittura inferiore, il costo di riparazione.

 

Il ruolo degli ingengeri

L’ingegnere (o l’architetto) è fondamentalmente un "ingenuo". Da una legge matematica, non obbligatoriamente di terze parti, sviluppa una particolare tecnologia che sfruttandone i principi, può spingersi al suo limite. Questo processo, questa innovazione, serve allo stesso progettista, tramite sofisticati algoritmi di progettazione, per la realizzazione di uno generico manufatto (ponte, edificio, nave, sottomarino, bomba atomica, ecc. ecc.).

Analisi energetica di una generica produzione

Fig.1 – Analisi energetica di una generica produzione (Martino, 2021)


Ovviamente per la realizzazione di quest’ultimo, devono essere impiegate le necessarie materie prime che devono essere, molte volte, diversamente utilizzate. Cioè devono essere trasformate con notevole dispendio di energia, producendo di conseguenza gas climalteranti in proporzione all’entità della realizzazione del progetto. L’energia impiegata, oltre che essere ingabbiata nelle materie prime secondarie alla trasformazione, è rilasciata come cosiddetto rifiuto (molte volte come calore) (cfr. Fig.1)

In questi delicati passaggi si inserisce direttamente una corresponsabilità, fin dal primo stadio, del generico progettista. La sua progettazione e quindi il suo manufatto, potrebbe rivelarsi un sistema energivoro che alla fine produce molto rifiuto. Purtroppo ultimamente questa prassi è, spinta dalla potente tecnologia raggiunta, la consuetudine delle cosiddette grandi opere. Oggi, grandi più per la vanità dell’uomo che per le reali esigenze.

 

Life Cycle Assessment (LCA) e Principio dell'Energia Minima in ecologia (PEM)

Prima che la situazione sfugga completamente al controllo, da diverse parti si è cercato di ricorrere ai ripari con l’adozione di sistemi e procedure applicati anche e soprattutto al mondo dell’edilizia in generale.

In quest’ottica vengono definiti, ad esempio i CAM (Criteri Ambientali Minimi) ossia i requisiti ambientali definiti per le varie fasi del processo di acqusito, volti a indiviuare la soluzione progettuale, il prodotto o il servizio migliore sotto il profilo ambientale lungo il ciclo di vita, tenuto conto della disponibilità di mercato. […] La loro applicazione sistematica ed omogenea consente di diffondere le tecnologie ambientali e i prodotti ambientalmente preferibili e produce un effetto leva sul mercato, inducendo gli operatori economici meno virtuosi ad adeguarsi alle nuove richieste della pubblica amministrazione. (Min. Transizione Ecologica) 

Nel settore dell’edilizia, il relativo strumento CAM è stato approvato con DM del 27/09/2017 e riguardano l’affidamento di servizi di progettazione e lavori per la nuova costruzione, ristrutturazione e manutenzione di edifici pubblici (e quindi non privati che sono la stragrande maggioranza).

Una metodica di valutazione di impatto ambientale più significativa è quella introdotta dalla procedura del Life Cycle Assessment (LCA) che valuta le ripercussioni ambientali di un prodotto o di un servizio, nel suo intero ciclo di vita.

L’LCA restituisce come risultato di alcuni calcoli diverse categorie di impatto ambientale, come ad esempio il Global Warming Potential – 100 years, che pondera l’aumento dell’effetto di gas climalteranti da emissioni di CO2 equivalenti in atmosfera dovuti dai consumi di energia e materia nel ciclo vitale di un servizio o di un prodotto.


LCA -Life Cycle Assessment

Fig.2 – LCA -Life Cycle Assessment (reteclima.it)

 

La metodologia LCA se applicata con criterio ad un’opera ingegneristica permette, in effetti, di comprendere l’impatto generato verso l’ambiente non solo dall’opera in sé ma da tutto quanto ad essa collegato, direttamente o indirettamente. Le ISO della serie 14040 regolano l’applicazione delle metodiche della LCA attraverso alcune fasi di lavoro definite dall’applicazione delle relative norme ISO a quest’ultime applicabili:

  • ISO 14041, definizione dell’obiettivo e del campo di applicazione dell’analisi;
  • ISO 14041, compilazione di un inventario degli input e degli output di un determinato sistema;
  • ISO 14042, relativo potenziale impatto ambientale;
  • ISO 14043, interpretazione dei risultati.

La scelta di questo o quel prodotto da utilizzare, quindi da prendere in considerazione, se si vuole avere un ridotto impatto ambientale, è uno degli scopi della metodica LCA.

Tuttavia LCA non risolve tutti i problemi

Per tal motivo potrebbe essere utile e anche molto più snello considerare i processi come celle isolate o meno, di cui si possono valutare i flussi di energia in entrata e in uscita.

Il PEM (Principio dell’Energia Minima) è in pratica il principio fondamentale che regola gli scambi in natura. Tutto in natura è, infatti, regolato al minimo. Minima energia in entrata (nel sistema) minima produzione di calore, massimo rendimento.

 Esempio di PEM nella realizzazione di un prato

Fig.3 – Esempio di PEM nella realizzazione di un prato (da Martino, Progettare aree verdi 2021, Grafill)

 

In fig.3 è ad esempio mostrato il funzionamento di un prato con la metodica PEM. L’energia in entrata (Ei) è, per conservazione, uguale alla somma di Eu (energia uscente) più quella degradata e inutilizzabile (Calore). Da un’analisi più dettagliata è facile notare che l’energia entrante è in realtà la sommatoria di tante energie. E’ questa sommatoria che in realtà farà pendere l’ago della bilancia della sostenibilità da questo o da quel lato. 

In base a questo principio, la fig.1 potrebbe essere ridisegnata con l’ausilio del PEM. Questa metodologia interviene nella valutazione dell’opera nel suo insieme, a valle del ciclo schematizzato. Ed è evidente che intervenendo a questo stadio, se il PEM non è minimo, genererà una forte incongruenza del sistema e quindi una incompatibilità di quello che il progettista vuole realizzare.

Principio dell'Energia Minima in ecologia (PEM)

Fig.4 – Il PEM applicato alla fig.1 (Martino, 2021)

 

Insomma, oggi non è possibile più pensare in grande! Anche se le sfide sono momenti di crescita e gratificazione, molti vincoli ambientali e soprattutto ecologici, indicano che obbligatoriamente bisogna moderarsi. E questo è un dato di fatto!

....CONTINUA

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