Affascinato dalle costruzioni: fin dall'infanzia
Il nostro ospite oggi, Simone Stürwald, è insegnante delle strutture sostenibilidi e calcestruzzo sostenibile presso l'Università di scienze applicate nella Svizzera orientale. Si occupa di strutture in calcestruzzo da circa 20 anni.
- "Vorrei contribuire a rendere questo settore più sostenibile."
I suoi genitori hanno fatto regolarmente lavori di ristrutturazione nella loro residenza e questo l'ha affascinata fin da bambina. Poiché è più di tipo matematico, ha deciso di studiare ingegneria civile invece di architettura. Le piace particolarmente lavorare sulle soluzioni ai problemi ogni volta che si presentano.
Attualmente insegna tecnologia del calcestruzzo, e strutture classiche in calcestruzzo e modellazione utilizzando il metodo EF, ad esempio. Inoltre, è a capo di una struttura di test sui materiali che conduce test di qualità su aggregati e prodotti in calcestruzzo a supporto del settore edile regionale. Oltre a questi compiti, è anche coinvolta nella ricerca e sviluppo presso la sua università di scienze applicate. C'è molto da fare, pensiamo!
Il calcestruzzo può essere sostenibile?
Ora, veniamo al grande argomento di questo episodio: Menzionare concretezza e sostenibilità in una frase sembra passare oggigiorno. Simone ritiene che il termine stesso di sostenibilità sia difficile da definire. Tuttavia, è sicura di una cosa: È sempre possibile essere più sostenibili di oggi.
Ci spiega che il 90% delle emissioni di CO2 del calcestruzzo può essere attribuito alla produzione di cemento , sebbene il cemento costituisca solo il 12% circa del calcestruzzo finito. Il cemento, in particolare, ha un impatto importante sulla sostenibilità del calcestruzzo. Il trasporto non è così importante. Il calcestruzzo non sarà certamente sostenibile come il legno, ma in molte aree l'uso del calcestruzzo è semplicemente necessario.
A livello europeo, il cemento dovrebbe diventare climaticamente neutro entro il 2050. C'è ancora molta strada da fare, ma ci sono già strategie per aiutare a raggiungere questo obiettivo.
Risparmio di CO2 nella produzione di calcestruzzo
Un fatto ben noto è che il cemento viene riscaldato a circa 1500 °C, cioè viene bruciato. I combustibili utilizzati sono un problema, ovviamente. Un altro problema è la combustione del calcare. Perché durante questo processo viene rilasciata molta CO2, che è anche chiamata CO 2 geogenica o di pietra. Questa CO2 deve fuoriuscire dalla pietra in modo che il cemento sia reattivo e possa essere utilizzato in seguito. Il 60% della CO2 proviene dalla pietra, il 40% dai combustibili.
Simone spiega che è'possibile ottimizzare i combustibili , ovviamente. Ad esempio, utilizzando materiali che verrebbero comunque bruciati altrove, come vecchi pneumatici. Sfortunatamente, il 60% della roccia non può essere influenzato direttamente.
Un'altra opzione sarebbe quella di ridurre al minimo la quantità di cemento nel calcestruzzo. Quando si produce calcestruzzo, è importante trovare una curva di calcolo della pendenza ideale. Gli spazi tra i singoli aggregati sono riempiti con la miscela acqua-cemento come legante. Con una curva granulometrica ideale , questi spazi vuoti sono il più piccoli possibile in modo che sia necessario utilizzare meno cemento possibile. Qui è possibile risparmiare un buon 40% di cemento senza doversi preoccupare di una resistenza a compressione inferiore.
Anche un legante alternativo potrebbe essere una soluzione. Dopotutto, questa composizione minerale esiste anche in altri materiali. Ad esempio, è possibile utilizzare ceneri volanti o microsilice. Esistono già progetti in Africa e in Asia che trasformano i rifiuti agricoli, come la lolla di riso, in qualcosa di simile alla cenere volante. La sostituzione delle opere in cemento almeno in parte qui.
- " Se si combina tutto questo in una certa misura, si scende in modo significativo da questi alti livelli di CO2. "
Ma perché non è già utilizzato nel settore edile? Come spesso accade, gli standard sono un problema qui. Sono consentiti solo cementi con una certa composizione e ci sono quantità minime di cemento per una struttura. Ci sono ancora ostacoli da superare nell'attuazione. Tuttavia, c'è una ricerca che si occupa di questi argomenti da molto tempo.
Nuovi modi per il settore edile
La questione del cambiamento climatico e della sostenibilità ha nel frattempo trovato accettazione anche nel settore edile. Ad esempio, nel settore delle strutture in legno, si sta lavorando intensamente per trovare il maggior numero possibile di usi. Tuttavia, il legno come materiale da costruzione ha i suoi limiti. Non è permanente in ogni componente o può sopportare la compressione richiesta. Sebbene ci siano già soluzioni per molte cose nelle strutture in legno, il legno non è esattamente un materiale ideale per alcune strutture.
Ad esempio, il legno e la muratura possono essere utilizzati solo in misura limitata nel sottosuolo, almeno come involucro esterno. L' umidità del suolo rende le alternative al calcestruzzo difficili da implementare. Anche nel caso delle fondazioni, probabilmente non saremo in grado di evitare il calcestruzzo in futuro. È simile con i ponti, specialmente quando devono sopportare carichi elevati , come i ponti autostradali. I requisiti di insonorizzazione e protezione antincendio possono anche essere implementati più facilmente con il calcestruzzo, ad esempio.
Le alternative al calcestruzzo convenzionale costeranno di più? Ovviamente, non 'lasceremo ignorare questa domanda e Simone conferma la nostra ipotesi. Spiega che questi costi aggiuntivi sono nell'intervallo di una cifra. Inoltre, un prototipo o un prodotto che è ancora in fase di sviluppo è automaticamente un po' più costoso di quanto lo sarebbe in seguito quando arriverà sul mercato di massa.
Costruzione più facile
In questo contesto, Simone parla della tendenza verso una costruzione più semplice. In risposta alla nostra richiesta, ci dice che è importante utilizzare un unico materiale per le pareti, ad esempio. Quindi, invece di continuare a insistere su materiali da costruzione misti, indica argilla, muratura o altri materiali da costruzione innovativi. Grazie all'utilizzo di un unico materiale da costruzione, la costruzione può essere riciclata meglio che se avessi un materiale da costruzione misto davanti a te.
Punteggi di costruzioni semplici con minore complessità a causa del minor numero di strati utilizzati in una struttura. Anche le planimetrie più semplici e il minor numero di campate rendono la costruzione molto più semplice.
Riciclaggio del calcestruzzo
Ci chiediamo se anche il calcestruzzo possa essere riciclato. Dopotutto, questo renderebbe molte cose più facili. Sorprendentemente, Simone ci spiega che il riciclaggio del calcestruzzo è abbastanza comune nella sua regione. Il calcestruzzo, che ha una grande percentuale di contenuto riciclato, è spesso usato come calcestruzzo magro o di riempimento. Il calcestruzzo riciclato è anche molto utilizzato per pareti e soffitti. Questo speciale calcestruzzo riciclabile è attualmente ancora abbastanza variabile nella sua composizione. Tuttavia, sono in corso lavori per migliorare continuamente le sue proprietà.
In Svizzera, il calcestruzzo è stato riciclato per tipo per anni quando un edificio viene demolito. Al momento, qualcosa del genere è spesso ancora in discussione in Germania.
Futuro delle costruzioni
Simone ci fa sapere che apprezza molto i sistemi di supporto come il BIM nell'ingegneria strutturale. Sottolinea che un modello può essere utilizzato per dire in anticipo quale variante di una struttura fatta di determinati materiali può essere progettata nel modo più sostenibile ed efficiente in termini di costi. Ciò consente di ottenere i migliori risultati in modo rapido ed efficiente.
Da un lato, è possibile ottimizzare i materiali da costruzione utilizzati per una maggiore sostenibilità, come è già stato studiato in materia di calcestruzzo. D'altra parte, c'è anche un crescente interesse per le strutture efficienti , ovviamente.
In questo caso, sarebbe una buona idea esaminare varie opzioni su come utilizzare al meglio pareti e pilastri in una struttura per creare l'area utilizzabile desiderata con le proprietà desiderate. Simone pensa anche che l'uso dell'intelligenza artificiale per l'ottimizzazione sia una grande opportunità per una maggiore efficienza nella costruzione.
Sottolinea anche che abbiamo costruito molto negli ultimi 25 anni. A suo avviso, è improbabile che questa tendenza continui in questo modo. L'attuale mercato monetario e i sistemi di incentivi per la sostenibilità tendono a guardare più nella direzione della conservazione e del lavoro con l'inventario.
Inoltre, considera le strutture ibride all'avanguardia. È più importante utilizzare in modo ottimale ogni materiale da costruzione e non concentrarsi solo su uno di essi solo a causa dei costi o della facilità di lavorazione. È più importante che il materiale da costruzione sia sostenibile e che funzioni tecnicamente a questo punto. In particolare, pensa che la prefabbricazione automatizzata digitale o la stampa dei componenti sia un buon modo per utilizzare il materiale nel modo più efficiente possibile.
Simone vorrebbe vedere più attenzione alla sostenibilità durante la costruzione. Tuttavia, avremmo anche bisogno di una migliore formazione per i nostri ingegneri in questa direzione. Siamo chiaramente d'accordo con lei.
Riassumiamo: Il calcestruzzo non è necessariamente un killer del clima. Esistono già modi per rendere le strutture in calcestruzzo più efficienti e sostenibili ; la ricerca ha semplicemente bisogno di un po' più di tempo.
Simone, qual è il tuo edificio preferito?
Chiediamo anche a Simone la nostra ultima domanda sul suo edificio preferito. Non si riferisce a un edificio, ma a un costruttore: Santiago Calatrava. I suoi edifici sono conosciuti in tutto il mondo e davvero belli da vedere. Possiamo assolutamente capire la sua scelta.
Grazie per aver visitato il nostro podcast! Attendiamo con ansia il nostro prossimo episodio. Anche tu? Quindi leggilo o ascoltalo di nuovo quando dice: Tendenze digitali e innovative nell'ingegneria civile!