I ricercatori dell’ETH di Zurigo hanno sviluppato una strategia di ristrutturazione che permette di ridurre le emissioni degli edifici combinando tecnologie e materiali a base biologica, senza tralasciare i futuri fattori di incertezza
“Le emissioni derivanti dalla produzione di materiali isolanti convenzionali possono essere così elevate da annullare gli effetti positivi che hanno sul consumo energetico dell’edificio”
(Rinnovabili.it) – Un team di ricercatori dell’ETH di Zurigo in collaborazione con altre università ha conferma qual è il segreto per ridurre le emissioni degli edifici avviando una ristrutturazione globale ad alta efficienza. Per rendere il modello il più accurato possibile, il gruppo di ricerca ha utilizzato l’Intelligenza Artificiale per calcolare emissioni e costi della CO2 tenendo conto di possibili rischi ed incertezze future.
Come ridurre le emissioni degli edifici
Qual è dunque la ricetta per efficientare gli edifici rendendoli ad emissioni prossime allo zero? A dare una risposta ha pensato un recente studio pubblicato sulla rivista Nature Communications e guidato da Guillaume Habert, professore di Edilizia sostenibile, e Bruno Sudret, professore di Quantificazione del rischio, della sicurezza e dell’incertezza dell’ETH di Zurigo. La risposta è tutt’altro che sconosciuta: la combinazione vincente unisce la sostituzione dell’impianto di riscaldamento con l’aumento dell’isolamento termico dell’edificio sfruttando però materiali a base biologica come paglia e canapa.
Essendo il team di sede a Zurigo, il punto di partenza per l’analisi sono stati gli 1,8 mln di edifici della Svizzera, responsabili del 40% della domanda energetica del Paese.
Sei casi studio per elaborare la ricetta perfetta
Lo studio è partito dall’analisi di sei edifici costruiti tra il 1911 ed il 1988 e che rappresentano un campione tipo del patrimonio immobiliare svizzero. Per ciascuna di queste proprietà, i ricercatori hanno calcolato il volume delle emissioni di gas serra che deriverebbero da una serie di misure di ristrutturazione nel corso di un ciclo di vita dell’edificio di 60 anni, dal momento della ristrutturazione.
Gli interventi ipotizzati sono:
- la sostituzione del sistema di riscaldamento esistente con uno alimentato a pellet di legno o pompa di calore.
- l’installazione di strati isolanti di diverso spessore, sia utilizzando materiali isolanti convenzionali (EPS, fibra di vetro, lana minerale, fibre di cellulosa) sia materiali isolanti realizzati con piante a crescita rapida (paglia, canapa).
La scelta del materiale da costruzione interferisce in maniera significativa nella possibilità di ridurre le emissioni degli edifici. I diversi processi di produzione impiegati per la realizzazione di un isolante artificiale piuttosto che a base biologica, variano notevolmente sia in termini di fabbisogno energetico che di quantità di emissioni di gas serra.
“Le emissioni di CO2 derivanti dalla produzione di materiali isolanti convenzionali possono essere molto elevate, a volte abbastanza elevate da annullare gli effetti positivi che hanno sul consumo energetico quando utilizzati nella ristrutturazione di un edificio”, afferma il professor Habert.
I materiali da costruzione realizzati con materie prime rinnovabili invece sono responsabili di emissioni di gas serra molto inferiori. Inoltre, offrono il vantaggio aggiuntivo di assorbire CO2 dall’atmosfera durante la crescita e di immagazzinarla a lungo termine nell’edificio.
Una riduzione dell’87% dei gas serra
Lo studio ha confermato che, in un ciclo di vita di 60 anni, il modo più economico ed efficace per ridurre le emissioni degli edifici è sostituire i sistemi di riscaldamento fossili, abbinandolo all’utilizzo di materiali isolanti di origine biologica. I risultati prodotti dalla ricerca sono di fatto molto incoraggianti.
“I nostri risultati mostrano – sulla base delle nostre ipotesi – che gli edifici svizzeri potrebbero ridurre le emissioni di gas serra fino all’87% innanzitutto passando alle pompe di calore o ai pellet di legno, ma anche utilizzando materiali da costruzione a base biologica come balle di paglia, canapa stuoie e cemento di canapa”, sottolinea Alina Galimshina collaboratrice dello studio per le implementazioni digitali. La percentuale di riduzione deve tenere conto dei fattori attuali, ma anche di quelli futuri, senza trascurare l’aumento delle temperature derivato dal cambiamento climatico, il variare del prezzo dell’energia, il comportamento degli utenti ed altri fattori chiave. Per tenere conto di queste incertezze lo studio si è affidato al modello computazionale avanzato con apprendimento automatico sviluppato da Galimshina, il software QLab software tool.
Grazie ai dati forniti dal sistema, il team di ricerca spera di riuscire ad eliminare una dose di scetticismo che il comparto edilizio sembra avere nei confronti dei materiali di origine naturale. Nello studio dell’ETH, tutti gli isolanti presi in considerazione hanno dimostrato ottime qualità di resistenza all’umidità, al fuoco ed alla corrosione.
