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I materiali rigenerativi in edilizia sono parte di un sistema progettuale che integra riduzione delle emissioni, uso delle risorse e durata. Legno, bambù, fibre agricole, terra cruda e leganti a basse emissioni offrono opzioni per strutture, involucri e finiture, da confrontare a parità di prestazioni. Il contributo di Francesco Pittau su INGENIO analizza il carbonio incorporato e la «dieta dei materiali», collegando scelte strutturali, isolamento e stoccaggio biogenico. Per il progettista, il valore è nei criteri di confronto LCA e nelle verifiche su filiere, umidità, manutenzione e fine vita, necessarie a evitare bilanci climatici fuorvianti.
Dalle emissioni operative a quelle incorporate nei materiali: come cambia la priorità del progetto
Per oltre vent’anni la decarbonizzazione degli edifici è stata raccontata soprattutto come un problema energetico: isolare di più, ridurre i fabbisogni di energia, elettrificare le reti impiantistiche e aumentare l’autoconsumo da energia rinnovabile prodotta in sito. Questa traiettoria resta indispensabile, ma non è sufficiente per completare la transizione verso una società a zero emissioni. Quando l’edificio diventa molto efficiente, una quota sempre più crescente del suo impatto sul clima è già avvenuta prima dell’ingresso degli utenti. Questo impatto, che prende il nome in letteratura di “carbon spike”, è dovuto alla produzione dei prodotti da costruzione impiegati nell’edificio, dall’estrazione delle materie prime fino alla posa in opera, che generano un picco iniziale rilevante – e per le nuove costruzioni dominante – di emissioni.
La collocazione temporale delle emissioni climalteranti è decisiva in quanto un chilogrammo di gas serra emesso oggi grava sul budget climatico residuo proprio negli anni in cui occorre ridurre rapidamente le concentrazioni atmosferiche. I risparmi energetici futuri, invece, si distribuiscono lungo i decenni per tutto l’arco temporale di vita dell’edificio. Per questo un edificio ad alte prestazioni operative può non essere compatibile con gli obiettivi climatici a breve-medio termine (ritorno sotto il limite 1.5 °C) se raggiunge tali prestazioni mediante l’installazione di grandi quantità di materiali ad alta intensità di carbonio (cemento, metalli, plastiche, etc.).
La comprensione profonda di questa complessità porta a dover ripensare profondamente il modo in cui pensiamo e progettiamo gli edifici dal momento che è sempre più necessario che l’energia operativa e il carbonio incorporato possano essere valutati insieme fin dalle prime fasi della progettazione. Rimandare la verifica alla fase esecutiva significa misurare un impatto che la forma, la struttura e la materia del progetto hanno ormai definitivamente vincolato.
Figura 1 – Il carbon spike concentra all’inizio del ciclo di vita le emissioni incorporate nei materiali da costruzione, mentre quelle operative si accumulano nel tempo. Schema concettuale, elaborato su dati di riferimento estratti dal protocollo 2000W Society considerando 1 m2 di superficie lorda di pavimento costruita.
Materiali da costruzione rigenerativi: ridurre l’impatto non basta più
Un materiale a basso impatto si rifà al concetto classico di “sostenibilità”, ossia la capacità di un processo di ridurre il danno rispetto a un’alternativa più convenzionale. Se il principio “less is more” porta a una riduzione di un impatto, un materiale rigenerativo, al contrario, aspira a una funzione molto più ambiziosa: contribuire al ripristino dei cicli ecologici, mantenere risorse in uso, sostenere filiere territoriali e, quando biogenico, trasferire il carbonio atmosferico nell’ambiente costruito per un periodo temporale ragionevolmente lungo. Non è quindi una proprietà intrinseca del prodotto, ma l’esito di un sistema che comprende provenienza, processo, prestazioni, durata, manutenzione e fine vita.
La parola “rigenerativo” richiede però prudenza, poiché il termine – spesso abusato – “naturale” non significa automaticamente sostenibile, così come “riciclato” non significa automaticamente circolare e un valore di Global Warming Potential (GWP) “negativo” in una dichiarazione ambientale di prodotto (EPD) non rende automaticamente negativo l’intero edificio. La verifica deve mantenere confini coerenti, evitare doppi conteggi e dichiarare che cosa accade al carbonio stoccato quando il componente viene sostituito, bruciato, compostato o riutilizzato.
In questa prospettiva, l’edificio non è un oggetto isolato ma un deposito temporaneo di materia e carbonio, connesso ai paesaggi produttivi che lo alimentano e ai cicli tecnici o biologici che ne accoglieranno i componenti a fine servizio.
Compensare i materiali emissivi con quelli carbon-negative attraverso la dieta dei materiali
Il principio che lega le l’uso dei materiali nelle costruzioni al concetto di neutralità climatica propone di leggere il problema come una dieta da bilanciare. Alcuni ingredienti – come il calcestruzzo per le fondazioni, i vetri per le parti finestrate, le membrane sintetiche per la tenuta all’acqua e all’aria, etc. – sono difficili da eliminare o sostituire con materiali alternativi a basse emissioni; altri, invece, possono ridurle o compensarle grazie allo stoccaggio del carbonio biogenico nei componenti edilizi, che si rigenera attraverso l’assorbimento con la ricrescita delle piante nelle foreste o nelle piantagioni da dove la biomassa impiegata proviene. Il bilanciamento del carbonio non avviene con crediti esterni o operazioni di off-set poco trasparenti, ma all’interno della costruzione, agendo sulla quantità e i rapporti tra le diverse famiglie di materiali.
È possibile quindi sviluppare diete che si basano sull’uso di strutture in calcestruzzo, legno o perfino bambù ingegnerizzato, combinate con isolanti erbacei come canapa, paglia, canna palustre, etc., capaci di stoccare grandi quantità di carbonio biogenico e di ripristinarlo rapidamente nei terreni agricoli grazie a una ricrescita rapida. In un edificio residenziale, una dieta basata su strutture convenzionali in calcestruzzo armato richiederebbe circa 450-600 kg di isolamento biogenico per metro quadrato di superficie lorda di pavimento per neutralizzare le emissioni della costruzione nell’intero ciclo di vita, mentre in una dieta più “vegetariana”, basata sull’uso di strutture in legno combinate, l’impiego di isolanti biogenici per raggiungere lo stesso obiettivo di neutralizzazione richiederebbe appena 115-170 kg/m². Non è una ricetta universale, ma rende visibile quanto le scelte progettuali condizionino l’impiego di diversi materiali, da quelli più intensivi a quelli capaci di rimuovere la CO2 in un orizzonte temporale relativamente lungo. È bene tenere a mente che compensare a valle una struttura ad alta intensità di carbonio può richiedere volumi di materiali biogenici incompatibili con statica, spazio utile e regole urbanistiche, è pertanto necessario avere una visione olistica in grado di anticipare certe incompatibilità e poter agire per ottimizzare la dieta a monte, nelle primissime fasi della progettazione tecnologica.
Figura 2 -La piramide dei materiali per edifici ordinari ad alto contenuto di carbonio (sin.) e per edifici climaticamente neutrali (des.). Rielaborazione su dati di Carcassi et al. (2022), Environ. Sci. Technol. Doi:10.1021/acs.est.1c05895.
Strutture leggere biobased per lo stoccaggio del carbonio attraverso cicli di ricrescita più rapidi
Il legno e il bambù ingegnerizzato combinano resistenza specifica elevata e capacità di immagazzinare carbonio fissato durante la crescita. Il vantaggio climatico emerge tuttavia soltanto se la biomassa proviene da filiere gestite responsabilmente, se lavorazioni e trasporti sono controllati e se l’edificio è in grado di mantenere il carbonio stoccato nei prodotti per un periodo significativamente lungo, senza comprometterne la funzionalità e la durabilità.
Il tempo di ricrescita distingue fortemente le specie. Il bambù, grazie a rotazioni molto brevi, può offrire un profilo temporale favorevole, mentre l’aumento indiscriminato della domanda di legno può entrare in conflitto con la capacità delle foreste di funzionare come pozzi di carbonio e di potersi rigenerare. La scelta deve quindi essere territoriale, basandosi sulla disponibilità reale, capacità di approvvigionamento, tutela delle biodiversità e tracciabilità del materiale, tutte prestazioni che vengono garantite con l’etichettatura ambientale di prodotto disponibili, secondo diversi protocolli ambientali, per i prodotti da costruzione di origine biogenica. Dal punto di vista costruttivo, d’altro canto, un sistema leggero biogenico deve garantire prestazioni quali protezione dall’umidità, sicurezza al fuoco, durabilità dei giunti e possibilità di smontaggio, e sostituzioni premature o impiego di adesivi incompatibili con lo smontaggio selettivo a fine vita fanno perdere rapidamente parte del beneficio ambientale intrinseco in queste tecnologie.
Fibre naturali quali paglia, canapa, lolla o pula di riso, etc., spostano l’attenzione dalle sole foreste alle colture annuali e ai residui agricoli. La loro crescita rapida rende il ciclo del carbonio più compatibile all’orizzonte temporale richiesto dalla transizione climatica; l’impiego di sottoprodotti può inoltre generare valore locale evitando usi a minore valore o smaltimenti problematici. Questi materiali sono particolarmente efficaci nell’impiego di soluzioni multistrato leggere per la realizzazione dell’involucro edilizio, dove grandi volumi combinati alla leggerezza delle strutture consentono di accumulare biomassa senza sovraccaricare la struttura. Questi possono quindi offrire un buon isolamento termico invernale, un ottimo comportamento igroscopico grazie alla capacità naturale di regolare l’umidità ambientale, e contribuire al miglioramento del comfort estivo, grazie all’elevata inerzia termica, ma devono essere progettati con pacchetti aperti alla diffusione del vapore, dettagli asciutti, barriere capillari, protezione dagli agenti biologici e – ove richiesto – controllo dei trattamenti ignifughi.
La disponibilità non va data per scontata, in quanto, prima di destinare un residuo all’edilizia, onde evitare concorrenze intersettoriali problematiche, occorre conoscere gli usi in altri mercati, la stagionalità, le distanze di approvvigionamento, la variabilità qualitativa e la capacità industriale di trasformazione. La capacità rigenerativa di questi materiali nasce da una filiera misurata, non dalla semplice etichettatura “bio-based”.
LEGGI ANCHE: Costruire con scarti agricoli: il ruolo dei materiali bio-based in edilizia
Terra cruda, geopolimeri e leganti low-carbon: l’innovazione della componente minerale
Non tutto però può essere vegetale. Requisiti come protezione al suolo, impermeabilità, resistenza meccanica e elevata durabilità richiedono spesso l’utilizzo di materiali minerali. La strategia più robusta è usarli dove sono realmente necessari, ridurne la quantità e sostituire i processi più emissivi con alternative compatibili con le prestazioni richieste. In questo frangente si posiziona la terra cruda, che evita la cottura ad alta temperatura e può essere impiegata per la realizzazione di murature, tamponamenti, massetti, finiture o miscele estruse attraverso stampe 3D. La prefabbricazione e la manifattura additiva ampliano le geometrie realizzabili e consentono di integrare facilmente sottoprodotti vegetali in forma di fibre sottili, senza eliminare tuttavia la necessità di controllo delle prestazioni più critiche, quali lavorabilità, ritiro e erosione.
Nei leganti, la riduzione del clinker, l’impiego di additivi biogenici o fibre vegetali e i sistemi ad attivazione alcalina possono diminuire le emissioni rispetto ai composti basati sull’uso di leganti naturali (cemento Portland, calci idrauliche, etc.). Anche in questi casi il confronto deve essere fatto considerando le stesse prestazioni e tutte le fasi di vita, compreso lo smaltimento e il trattamento finale dei rifiuti, devono entrare nel bilancio per avere una visione olistica il più possibile completa.
Nel mercato delle costruzioni stanno iniziando a trovare oggi crescente interesse bio-compositi a base di micelio, che spostano il tema della sostenibilità ambientale verso nuove frontiere. Nei prodotti a base di micelio, la parte radicale dei funghi, la crescita biologica diventa parte del processo produttivo, in grado di legare fibre lignocellulosiche provenienti da scarti agricoli (paglia, canapulo, segatura di legno, etc.) in componenti leggeri dalle prestazioni termiche e meccaniche eccezionali. Oggi le applicazioni più mature riguardano pannelli per l’isolamento termico e assorbimento acustico ed elementi di finitura non strutturali (pavimentazioni, finiture murarie, etc.), mentre la ricerca si concentra sull’esplorazione dell’uso di leganti viventi nella fabbricazione additiva per conferire ai prodotti per l’edilizia capacità di autoriparazione.
L’interesse – nonostante la tentazione sia sempre forte – non deve però trasformarsi in scorciatoia comunicativa. Sebbene diversi prodotti in micelio si stanno iniziando ad affacciare al mercato e tanti altri saranno disponibili nel prossimo futuro, tante sono ancora a livello pre-commerciale e richiedono ancora studi in laboratorio per l’ottenimento di dati più robusti per la replicabilità industriale. Un progettista deve pertanto valutare il livello di maturità di una tecnologia emergente come criterio principe per la progettazione tecnologico-ambientale, distinguendo una soluzione disponibile e facilmente scalabile da un prototipo di ricerca sprovvisto di certificazioni.
Figura 3 – A sinistra: piantagione di bambù Moso in Italia, Castrezzato (BS); al centro: biomattoni realizzati in fibra di riso e calce; a destra: nuovi bioisolanti in fibra di bambù e legante naturale testati nei Laboratori Prove Materiali del Politecnico di Milano.
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FAQ Tecniche: Materiali rigenerativi in edilizia: criteri, prestazioni e limiti
Che cosa rende rigenerativo un materiale da costruzione?
Nell’articolo, la rigeneratività dipende dal sistema di produzione, impiego e recupero del materiale.
Comprende provenienza, uso delle risorse, prestazioni, durata e possibilità di riutilizzo.
L’origine naturale o il contenuto riciclato, da soli, non dimostrano un beneficio rigenerativo né la neutralità climatica.
In quali parti dell’edificio possono essere impiegati i materiali bio-based?
Il testo considera legno e bambù ingegnerizzato per sistemi strutturali e fibre agricole per l’isolamento dell’involucro.
Esamina inoltre biocompositi per pannelli e finiture, distinguendo prodotti disponibili e tecnologie sperimentali.
Quali norme supportano la valutazione ambientale di materiali ed edifici?
La UNI EN 15978:2026 riguarda la valutazione ambientale dell’edificio attraverso l’analisi del ciclo di vita.
La UNI EN 15804:2021 definisce le regole quadro per le EPD dei prodotti da costruzione.
Per legno e prodotti a base di legno, la UNI EN 16485:2026 introduce regole di categoria specifiche.
Quali vantaggi possono offrire gli isolanti biogenici?
Possono combinare isolamento termico e contenuto di carbonio biogenico trattenuto durante l’impiego.
Il vantaggio effettivo dipende da produzione, trasporti, quantità, vita utile e trattamento finale.
Comfort estivo e comportamento igrometrico vanno verificati sulla stratigrafia, evitando di attribuire automaticamente elevate prestazioni a ogni fibra naturale.
Come confrontare una soluzione convenzionale con una soluzione rigenerativa?
Occorre confrontare sistemi che forniscano prestazioni equivalenti per funzione, resistenza, isolamento, sicurezza e durata.
Il calcolo deve usare quantità effettive, includendo sfridi, posa, trasporti e sostituzioni previste.
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