Sostenibilità nelle costruzioni, Blockchain e Comunicazione digitale

A pochi giorni dal suo terzo compleanno, il 23 Febbraio 2022 la comunità di “Italians in Digital Transformation UK” (IDTUk) si è riunita virtualmente per il suo tredicesimo evento dalla sua fondazione.

Le tematiche di questo incontro si sono concentrate sulla sostenibilità e digitalizzazione per le costruzioni, digital communication e blockchain per una economica circolare.

La sostenibilità in architettura anche grazie al supporto del BIM

Il primo intervento dell’incontro ha visto il contributo di Andrea Rossi, oggi Project Director per Mario Cucinella Architects nella sede di Milano con una lunga esperienza lavorativa come consulente ambientale a Londra.

Andrea si è concentrato sulla tematica della sostenibilità in architettura, tema tanto complesso quanto amato in ambito architettonico e non solo. 

L’architetto inizia il suo intervento accennando il paradosso che l’ambiente architettonico sta vivendo al presente: da un lato la richiesta europea e mondiale di abbassare le emissioni di CO₂ in un settore (quello costruttivo) che influisce per il 35-40% sulle emissioni totali, dall’altro la necessità di costruire per il 2060 fino a 230 miliardi in piú di metri quadri rispetto a quelli presenti ad oggi sul pianeta, 220 miliardi. 

Al momento molti regolamenti si stanno evolvendo verso la riduzione del consumo energetico nella fase operazionale dell’edificio, stimata sui 70 anni di vita. Includendo la fase di progettazione, costruzione e demolizione, la vita media si attesta sugli 80.  

Durante la parte operativa degli edifici i consumi energetici sono stati notevolmente ridotti, arrivando a pesare il 50% delle emissioni totali di CO₂. Ad oggi, materiali e costruzione arrivano a pesare fino al 40%, stima che si presume crescerà fino al 60% nel 2030. 

Tutto ció che quindi viene scelto nella fase progettuale conterà per il 60% delle emissioni di CO₂ che devono essere ridotte a zero entro il 2060.

L’approccio integrato nella progettazione tra architetti, ingegneri e impiantisti, insieme ad una architettura flessibile -“adaptive architeture” e una attenzione particolare al tema del fabbisogno energetico e idrico sono criteri che possono venire in aiuto per combinare il raggiungimento degli obiettivi energetico-climatici richiesti con l’aumento del comfort dei differenti utilizzatori finali degli edifici. 

Come indicato nell’immagine sottostante, la relazione tra efficientamento energetico e costo capitale dell’investimento non è lineare:

A livello speculativo puó essere richiesto di fare il meno possibile nelle scelte progettuali (Caso A), ricavando una minima riduzione delle emissioni di CO₂ o di risparmio energetico. Poche volte si puó ricadere nel caso opposto (Caso C), in cui si affronta un costo insostenibile ma ottenendo ottimi risultati a livello di efficienza energetica.  Costruire con responsabilità e attenzione sostenibile è piú costoso. 

Il design ottimale (Caso B) puó quindi ricadere tra i due estremi, ottenendo un 30%/60% di riduzioni delle emissioni con una minima differenza di costo se si considera lo scenario peggiore. È questo lo scenario a cui è importante puntare come minimo obiettivo per la progettazione.

Come si fa a tendere verso la sostenibilità? 

Prima della Rivoluzione Industriale tutti gli edifici erano tecnicamente considerati Zero Energy Buildings: gli edifici possedevano un rapporto profondo con il loro contesto. Ed è la relazione con il contesto uno dei caposaldi dell’architettura sostenibile: le scelte progettuali si devono basare sull’analisi del clima e dell’intorno per dare una risposta che sia quanto piú efficace possibile direttamente con l’uso primario di strategie passive.  

La sostenibilità architettonica non deve limitarsi ad un check eseguito solo dopo la fase progettuale, effettutato da un ente esterno, un controllo che molte volte cerca di giustificare scelte progettuali già determinate. 

Un processo BIM parametrico aiuta un approccio integrato nella progettazione sostenibile: da una prima fase di modellazione in 3D, si passa a strumenti certificati che possono aiutare nel calcolo dell’ illuminazione naturale, della radiazione solare, delle componenti termiche dell’ edificio, con la possibilità di proiettare velocemente multipli scenari progettuali. 

Questi strumenti di calcolo possono produrre simulazioni affidabili permettendo di sintentizzare gli output di progetto in poco tempo e confrontarne i risultati per poter scegliere l’opzione ottimale tra le varie simulazioni. 

Questo processo comporta verifiche immediate e integrate già nelle prime fasi concettuali di progettazione, diventando per alcuni progetti l’anima delle scelte architettoniche. 

Un caso studio applicato

L’architetto Andrea Rossi si concentra quindi su un caso studio, un progetto portato avanti all’interno dello studio di Mario Cucinella Architects:  il quartier generale del gruppo Nice a Limeira, Brasile, progetto che unisce relazione con il contesto con una architettura flessibile, in BIM. 

L’idea è semplice quanto geniale: coprire l’edificio (che deve includere uffici e show rooms) con una copertura che possa proteggere le funzioni interne dal sole sempre molto presente e quasi sempre in posizione zenitale in una zona equatoriale come quella brasiliana. 

L’edificio deve inoltre rispettare una fascia di rispetto dovuta alla presenza di una fonte sorgiva sotterranea che l’edificio abbraccia con la sua forma circolare. 

Il progetto segue un principio compositivo  molto semplice: si è cercato di razionalizzare quanto piú possibile il layout delle aree produttive; la parte anteriore include il quartiere generale e la sala di esposizione che si affaccia sulla strada. La parte posteriore ospita le funzioni piú sociali e ricreative della struttura, riservate ai dipendenti.

Sin dalle prime fasi progettuali lo studio si è interessato a rendere la costruzione il piú sostenibile possibile. È stata sviluppata una “Environmental matrix” in cui sono stati identificati i punti fondamentali ai quali non è stato possibile rinunciare per i periodi piú miti e caldi dell’anno (in Brasile non esiste un vero e proprio inverno). 

L’elemento chiave comune a tutte le stagioni è la protezione solare: la schermatura solare diventa il linguaggio architettonico principale del progetto, riducendo del 47% la radiazione solare incidente sulle facciate dell’edificio. Con la progettazione adeguata della copertura, sporti che possono raggiungere perfino i 12 metri di lunghezza, le facciate possono rimanere in ombra anche nelle ore piú calde della giornata, portando l’edificio ad una temperatura ambientale ottimale senza l’utilizzo di sistemi attivi per il raffrescamento delle aree interne per 3/4 dell’anno. 

Un atrio interno dalla struttura parametrica, ventilato naturalmente che include vegetazione locale, aiuta l’inclusione di verde nel complesso e una connessione con la realtà circostante.

Lo spazio produttivo non necessita di sistemi di riscaldamento né di raffreddamento per l’utilizzo sapiente di pannelli in calcestruzzo armato per aumentare la massa termica e brise soleil. 

L’utilizzo di un processo BIM ha aiutato notevolmente la progettazione, sia nella fase iniziale della progettazione sostenibile ed integrata come è stato indicato all’inizio, sia nelle fasi di coordinamento con i consulenti locali e la gestione del cantiere: è stato possibile portare avanti la direzione artistica e la progettazione esecutiva da remoto e  confrontare continuamente il progetto definitivo sviluppato da MC A con la progettazione esecutiva e costruttiva sviluppata in loco.

Comunicazione digitale e blockchain per l'architettura

Il secondo intervento ha visto la partecipazione di Francesca Luciano, con esperienza e interessi in moda e Design Management, che porta il suo punto di vista sulla creazione di podcast e l’utilizzo del blockchain per una economia circolare.

Nel periodo peggiore degli ultimi anni, dovuto alla pandemia, Francesca si rimbocca le maniche e decide di dare vita ad un progetto che aveva in mente da tempo ma che non aveva mai portato avanti prima: la realizzazione di un proprio podcast.

Dopo una prima fase di informazione e ricerca sugli aspetti tecnici della sua realizzazione, Francesca lancia “Il Granello”, podcast motivazionale nato dalla domanda che molti giovani di oggi si pongono: “come dare alla propria vita un senso?”

Francesca ha iniziato quindi ad intervistare persone a lei vicine che la ispiravano e la ispirano ancora oggi, partendo dai temi piú cari (moda, design, lifestyle) a quelli piú svariati (scienza, ingegneria, costruzioni e sostenibilità).

Lanciare un podcast prevede ovviamente un piano strategico da tenere in considerazione. Dal concept, in cui l’obiettivo devo essere ben chiaro sin dall’inizio, pensando a quale pubblico rivolgersi, quale format e ogni quanto produrre un nuovo episodio, alla logistica vera e propria, ovvero quale piattaforma ed attrezzatura usare, per registrare ed editare le varie interviste. 

L’aspetto comunicativo è essenziale, in cui rientra sia la parte visuale, ovvero le immagini da scegliere per ogni episodio, sia la parte di marketing, ovvero la pubblicizzazione attraverso i maggiori canali di comunicazione moderni (instagram, blogs, linkedin). 

Pianificarne la crescita è fondamentale, attraverso un continuo branding, networking, essere disponibili a collaborazioni. 

Francesca non si interessa solo di podcast, ma anche di blockchain, che spiega brevemente nella seconda parte del suo intervento.

Blockchain per favorire la transizione circolare anche in architettura

In un quadro moderno in cui si deve affrontare una crisi climatica in atto, con un esaurimento sempre piú veloce delle risorse naturali e della perdita della biodiversità, la blockchain puó forse venire in aiuto, con alcuni dei suoi aspetti fondamentali: la trasparenza, immutabilità e decentralizzazione. 

Correlata erroneamente molte volte solo alle criptovalute, potrebbe considerarsi uno strumento per favorire la transizione circolare, da applicare anche in architettura. 

La blockchain è un registro digitale di contabilità condiviso e inalterabile in cui gli eventi di un certo sistema vengono annotati. I dati sono collezionati attraverso dei blocchi e a differenza di un database tradizionale tutti i partecipanti di un ecosistema possiedono una copia del registro digitale. Non esiste una versione originale, ma solo copie (nodi) possedute da piú utenti. I nodi sono sincronizzati automaticamente, ma qualsiasi modifica apportata al database deve essere approvata da tutti i membri della blockchain, che rende difficile quindi la sua trasformazione.  

L’assenza di un organo centrale democratizza inoltre il funzionamento di questo dato ecosistema. 

Quando un dato viene aggiunto alla blockchain viene validato attraverso dei meccanismi o algoritmi di consenso, uno tra tanti è il proof of work.

Quest’ultimo è un  meccanismo di consenso che richiede un notevole consumo di energia, mentre altri quali il “proof of stake” o il “proof of authority” sono meno dispensiosi di energia, piú adottati nel caso di una economia circolare.

Quando si parla di architettura sostenibile è essenziale controllare l’intero ciclo di vita dei materiali scelti, tenendo in considerazione la loro provenienza e produzione, il loro arrivo in cantiere, le emissioni che vengono generate per il loro trasporto, il loro futuro smaltimento. 

È qui che la blockchain entra in gioco, permettendo di tracciare in modo sicuro e trasparente la storia di un prodotto dalla sua origine, al suo arrivo al consumatore fino alla sua dismissione. 

Puó essere utilizzata nella certificazione del ciclo di vita delle materie prime da utilizzare: la tracciabilità è d’aiuto per dimostrare la provenienza dei prodotti scelti in fase progettuale che arrivano in cantiere. È possibile rendere trasparente la catena di approvvigionamento consentendo ai produttori di scegliere materiali validi, certificati e sostenibili. In questo modo i materiali che arrivano in cantiere sono tracciati e sicuri della loro provenienza, riducendo i tempi e quindi gli ulteriori costi sugli inevitabili controlli dell’intera filiera.

L'opinione di chi ha partecipato all'evento IDTUk

“Ho avuto il piacere di partecipare allo scorso evento online organizzato da IDTUk il 23 febbraio. I due interventi sono stati molto interesanti e stimolanti, l’innovazione digitale in differenti sfumature è sempre al centro degli interventi in IDTUk. In un momento dove il cambiamento climatico e la riduzione di CO₂ fanno parte delle nostre priorità, è stato molto interessante vedere come il processo BIM parametrico possa influenzare scelte progettuali che possno contribuire alla riduzione di CO2 nei nostri edifici. Uno dei motivi che rendono IDTUk unico è la varietà dei contenuti, questa unicità si è confermata con il secondo intervento che ha affrontato l’innovatione non da un punto di vista delle costruzioni o dell’architettura, ma da un punto di vista personale. L’intervento ha trattato i temi della creazione di un podast motivazionale e della blockchain come uno strumento per favorire la transizione circolare. Questi incontri consentono a professionisti in Italia e UK di connettersi aiutando la condivisione di esperienze personali e professionali. Grazie agli organizzatori di IDTUk per aver creato questa community, aspetto di poter connettermi al prossimo evento di Maggio."

Marco Bonelli, Digital Lead in VINCI Construction UK.

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