Criteri Ambientali Minimi: metodologia BIM per progetti di strutture sempre più green

CAM, Ingegneria strutturale e sostenibilità

I nuovi Criteri Ambientali Minimi (CAM) sono entrati in vigore alla fine dello scorso anno e introdotti mediante Decreto del Ministero della Transizione Ecologica 23 giugno 2022 “Criteri ambientali minimi per l’affidamento del servizio di progettazione di interventi edilizi, per l’affidamento dei lavori per interventi edilizi e per l’affidamento congiunto di progettazione e lavori per interventi edilizi”. Tali criteri rappresentano lo step evolutivo resosi necessario per un doveroso adeguamento dei riferimenti normativi relativamente a livelli di maturità digitale traguardati dai principali attori della filiera delle costruzioni e ad esigenze di conformità a più recenti standard in tema di efficientamento ambientale, sociale ed economico.

I CAM rappresentano l’attuazione del Piano d’azione per la sostenibilità ambientale dei consumi della Pubblica Amministrazione (PAN GPP - Piano d’Azione Nazionale sul Green Public Procurement) e si rivolgono ad una serie di servizi di progettazione e costruzione per opere edili in accordo al Codice dei Contratti Pubblici (decreto legislativo 18 aprile 2016 n. 50). In quest’ottica assume un particolare rilievo la categoria a rappresentanza dell’ingegneria strutturale, a cui da sempre riconosciamo il merito di essere il volano del comparto edile che contribuisce attivamente al nostro Prodotto Interno Lordo, ma su cui altresì pende la responsabilità di gran parte dell’impronta di carbonio incorporato (Embodied Carbon Footprint, inteso come il carbonio rilasciato nell'atmosfera attraverso la produzione e l’adozione dei materiali con finalità strutturali) con cui il settore delle costruzioni stesso si trova a dover fare i conti.

Le cause di questo scenario sono imputabili prevalentemente a fattori intrinseci della progettazione e realizzazione delle strutture: in primo luogo il settore risente, limitandosi per le finalità della trattazione alla scala regionale e nazionale, di situazioni di svantaggio legate all’utilizzo di materiali come i conglomerati cementizi e gli acciai strutturali, decisamente più impattanti rispetto ai cosiddetti biomateriali. Secondariamente è giusto notare che i materiali appena citati sono notoriamente massivi dovendo le quantità progettate esercitare la funzione di scheletro strutturale portante di ogni cespite immobile. E non ultimo occorre considerare, sempre riferendosi ai materiali a disposizione, i processi produttivi necessari per la loro immissione sul mercato.

Partendo da un riscontro dei criteri (e relative verifiche) contenuti nei nuovi CAM e inerenti alle specifiche tecniche per i prodotti da costruzione, si evidenzia come sia divenuto imprescindibile agire su immissione di percentuali di riciclo o recupero nelle miscele cementizie e nelle leghe ferrose:

• per calcestruzzi preconfezionati o confezionati in situ, i CAM prescrivono il 5% sul peso del prodotto derivante da materiale riciclato, recuperato o destinato a generare sottoprodotti;
• identica percentuale riferita alle medesime tre frazioni nel requisito di produzione dei calcestruzzi prefabbricati, che viene incrementata al 7,5% in caso di calcestruzzo aerato autoclavato;
• elevate percentuali sul peso per le frazioni riciclo, recupero e sottoprodotti per gli acciai, suddivisi a loro volta in base agli usi strutturali e non strutturali.

Life Cycle Assessment (LCA) e Life Cycle Costing (LCC)

A correlare ulteriormente aspetti inerenti alla sostenibilità con processi e metodi digitali, intervengono le diverse sezioni del D.M. 23 giugno 2022 che riportano le valutazioni di Life Cycle Assessment (LCA) e Life Cycle Costing (LCC) come strumenti fondamentali per disamine riguardanti convenienze sia ambientali che economiche in accordo e rigorosi framework normativi validi a livello internazionale.

I concetti di “ciclo di vita” e “circolarità” costituiscono la risposta a criteri ambientali poiché consentono di prevedere con approcci deterministici gli impatti del prodotto o del “sistema” oggetto della valutazione e favoriscono altresì la possibilità di indirizzare le scelte progettuali promuovendo efficientamenti e miglioramenti iterativi.

In tal senso, i Criteri Ambientali Minimi attribuiscono, ad esempio, punteggi premiali a valutazioni costi-benefici applicate lungo l’intero ciclo di vita del cespite, in accordo a metodologia LCC secondo gli standard UNI EN 15643:2021 (Quadro di riferimento per la valutazione degli edifici e delle opere di ingegneria civile) e UNI EN 16627 (Valutazione della prestazione economica degli edifici - Metodi di calcolo) relativi agli ambiti della sostenibilità applicata al settore delle costruzioni. Spostandosi, essendo le disamine strettamente correlate, dalle indagini economiche a quelle ambientali, il quadro normativo di riferimento appare altrettanto articolato.

La Life Cycle Assessment su scala edificio segue attualmente il framework proposto all’interno della UNI EN 15978:2011 (Valutazione della prestazione ambientale degli edifici - Metodo di calcolo) e quello della più recente serie derivante dalla UNI ISO 14040:2021 (Gestione ambientale - Valutazione del ciclo di vita - Principi e quadro di riferimento).

La metodologia LCA richiama un forte interesse nei riscontri ai requisiti green per l’efficace ritorno in termini di risultati (valutazioni di anidride carbonica equivalente e altri impatti ambientali in accordo alla ISO 21929-1:2011) e per la predisposizione naturale a dialoghi con strumenti e processi digitali. Progettisti e imprese afferenti a discipline strutturali si trovano quindi a dover definire le unità funzionali di prodotti e materiali progettati/approvvigionati, valutare i processi produttivi, monitorare le distanze logistiche (sito di estrazione materie prime per miscele, sito adibito all’impianto di produzione e localizzazione cantiere operativo), definire la vita utile del bene e, come accennato in precedenza nel presentare i requisiti per le specifiche tecniche dei materiali, prediligere componenti con frazioni di riciclato o predisposti a scenari di riutilizzo prima della dismissione.

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Rating systems di sostenibilità

Le valutazioni degli impatti ambientali durante l’intero ciclo di vita inoltre possono rientrare nell’ambito delle verifiche finalizzate alla certificazione del cespite immobile secondo i più comuni e diffusi rating systems di sostenibilità. In questo contesto il soddisfacimento del criterio ambientale minimo risulta automaticamente validato se il progettista dimostra l’ottenimento del medesimo criterio durante l’iter certificativo in corso.

I rating systems sono differenti e variano per diffusione in accordo a geolocalizzazione o peculiarità considerate dai progettisti. L’ambito strutturale ricade ancora una volta in questo genere di analisi per il suo stretto legame con le sezioni che riepilogano l’utilizzo di risorse materiche, la loro certificazione ambientale e il loro scenario futuro post installazione. Si citano ad esempio i protocolli:

• BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method)
• LEED (Leadership in Energy & Environmental Design)
• Green Building Council Italia (Home, Quartieri, Historical Building, Condomini)
• ITACA (Istituto per l'innovazione e trasparenza degli appalti e la compatibilità ambientale)
• WELL (International WELL Building Institute)
• DGNB (Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen)
• LEVEL(s) (European framework for sustainable buildings)
• ecc..

BIM e Embodied Carbon Footprint

Ai fini della presente trattazione, incentrata sul ruolo dei progettisti nella quantificazione del carbonio incorporato, si riporta una citazione del Dott. Alessandro Speccher, Educational Manager di Green Building Council Italia, rilasciata durante una recente intervista: “i progettisti e i costruttori con il loro operato assumono una grande responsabilità nei confronti della transizione green del nostro patrimonio costruito. I sistemi di rating nazionali e internazionali intervengono in aiuto fornendo un decalogo degli aspetti che i professionisti dovrebbero tenere in considerazione durante le fasi progettuali e costruttive. L’auspicio è che i contenuti dei protocolli diventino patrimonio della filiera edilizia per progredire verso le future progettazioni sostenibili (a zero impatti) e perché no, rigenerative”.

La metodologia BIM (Building Information Modelling) interviene a supporto della rispondenza a tali requisiti, confermandosi ancora una volta come soluzione trasversale dinamica verso la transizione digitale e sostenibile. La progettazione, strutturale e in generale multidisciplinare, mediante strumenti di authoring per la modellazione informativa, la correlazione con tool di calcolo e analisi, la simultanea sincronizzazione con gemelli digitali monitorabili (Structural Health Monitoring, SMH), la generazione di report di dati strutturati con finalità di quantity o information take-off, i flussi di lavoro interoperabili e le connessioni attraverso applicativi software con le più diffuse banche dati materiche dei prodotti delle costruzioni rappresentano parte delle possibili soluzioni digitali a supporto di LCA e LCC e a disposizione dei professionisti della filiera edile.

I modelli costituiscono una fondamentale fonte di contributi informativi alfanumerici derivanti da caratteristiche tecnico-prestazionali, economiche e ambientali, e sono incrementabili nel tempo anche in accordo ai più recenti riferimenti normativi inerenti all’integrazione digitale con Dizionari di Dati a mezzo di Schede Digitali per materiali o prodotti.

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