CNR-IVALSA

1. LOVES ME, LOVES ME NOT.
LBC 3.0 PETALS AT A GLANCE:
MATERIALS
Progetto Manifattura, 21.09.2016
Marco Fellin, PhD
fellin@ivalsa.cnr.it
marco.fellin.wood@gmail.com

2. LOVES ME, LOVES ME NOT.
LBC 3.0 PETALS AT A GLANCE:
MATERIALS
Progetto Manifattura, 21.09.2016
• Ringraziamenti
• Materiali nell’edilizia
– Origine
– Costi
– Prestazioni e qualità
– Fine vita
• Laboratorio qualità del legno
• Invito ad evento finale progetto Alfapinene

3. Materiali
Origine
Materie
prime
Sostenibilità
LCA
Fine
vita
Durata
Riutilizzo
Riciclo
Discarica
IncenerimentoPrestazioni e
Qualità
Estetiche
EnergeticheMeccaniche
Salute
Costi
Sociali
Ambientali
Monetari

4. • Origine delle materie prime: fossili, rinnovabili.
• Le materie prime del prodotto: legno, acciaio,
vetro, plastiche, metalli pesanti, VOC, vernici,
colle, preservanti…
• Materiali sostenibili (PEFC, FSC)
• Sostenibilità del processo produttivo (ambiente)
• Sostenibilità del processo produttivo (uomo fair-
trade)
Origine

5. Utilizzo materie prime fossili
o rinnovabili?

6. Sostenibilità. CO2
Superficie forestale complessiva Prov. TN (2008) ha 400.000
Incremento annuale (crescita dal bosco) m3
990.000
Incremento per superficie m3/ha 2,5
Prelievo annuale (tagli piante) m3
550.000
di cui legno da opera m3
380.000
legno da opera al netto di sfridi segheria m3
228.000
Tempo ore/anno 8.765
Crescita oraria foresta Trentina m3
/ora 113
Crescita oraria (legno da opera) m3
/ora 26
Volume pannelli X-Lam casa Sofie, 7 piani m3
250
Tempo necessario per la generazione del legno ore 2,2
Tempo necessario per la generazione del legno,
legno da opera al netto di sfridi.
ore 10
Dati forestali tratti da "Rapporto stato delle Foreste e della Fauna, a
cura del Servizio Foreste e Fauna della Provincia Autonoma di
Trento", pubblicazione giugno 2010
Elaborazione dati Marco Fellin, CNR-IVALSA, 2014

7. http://www.gmdcltd.com/projects
/bauxite-projects/daban-wamoti-
bauxite-mine.aspx
Creuseurs mining Kobalt in Kolwezi, DR Congo
fairphone.com

9. Certificazioni dei prodotti in legno
Disboscamento ≠ deforestazione
Immagine: NASA

10. LCA Life Cicle Assessment
• …è un metodo scientifico per quantificare il potenziale di impatto
ambientale associato al ciclo di vita di un prodotto
• LCA è descritta nelle norme ISO 14040 - 14044

11. Ulteriori approfondimenti
in 20 minuti
• In the past three decades, one-third of the planet’s natural resources base have been consumed.
• In the United States, we have less than 4% of our original forests left.
• Forty percent of waterways in the US have become undrinkable.
• The U.S. has 5% of the world’s population but consumes 30% of the world’s resources and
creates 30% of the world’s waste.
• If everybody consumed at U.S. rates, we would need 3 to 5 planets.
• There are over 100,000 synthetic chemicals in commerce today.
• Only a handful of synthetic chemicals have even been tested for human health impacts and
NONE have been tested for synergistic health impacts.
• In the U.S., industry admits to releasing over 1.8 billion kg of toxic chemicals a year.
• The average U.S. person now consumes twice as much as they did 50 years ago.
• We each see more advertisements in one year than a people 50 years ago saw in a lifetime.
• In the U.S. our national happiness peaked sometime in the 1950s.
• In the U.S., we spend 3–4 times as many hours shopping as our counterparts in Europe do.
• Average U.S. house size has doubled since the 1970s.
• Each person in the United States makes 2 kg of garbage a day. That is twice what we each made
thirty years ago.
• For every one garbage can of waste you put out on the curb, 70 garbage cans of waste were
made upstream to make the junk in that one garbage can you put out on the curb.
www.storyofstuff.com

12. • MONETARI
• SOCIALI (sfruttamento, lavoro minorile, malattie,
migrazioni)
• AMBIENTALI (inquinamento del suolo, aria,
acqua, desertificazione, impoverimento del
suolo…)
Costi

13. Fine vita
• Durata (manutenzione)
• Riutilizzo
• Riciclo
• Discarica/incenerimento
Fine vita

14. Riciclo
legislazione educazione
infrastruttureeconomia

15. Riciclo
legislazione
incompleta
educazione
carente
infrastrutture
limitate
economia
criminale
Situazione di transizione controversa.
P. es. Campania:
-168 comuni ricicloni
-15 anni di emergenza rifiuti
-Crimine Terra dei fuochi: milioni di tonnellate di materiali pericolosi sepolti
-Fonte dei rifiuti anche da piattaforme del circuito legale.

16. Foresta,
legno naturale
edilizia
biomassa
imballaggi
riparabili?
tronchi,
cippato,
segatura...
pannelli e mobili
discarica
biodegradazione
imballaggi
piattaforme di
riciclo del legnoriparazione
imballaggi
fanghi,
polveri
Sì
No
Sì No
Industrie del legno
combustione
pannelli di
particelle
o“truciolari”
Metalli
pesanti o
alogeni?
termovalorizzatore
carta
Produzione 2012:
2 300 000 Mg (tons)
Riciclo 2012:
1 250 000 Mg (55%)

17. Analisi chimiche una volta al giorno?
No, una volta all’anno, 20 kg!
Un centro di raccolta legno

18. La discarica di Trento
18

19. 19
Evitare per quanto possibile il rifiuto

20. 20
Proposte green per il fine vita
degli edifici
• Riparare l’edificio
• Riutilizzare i componenti tal quali
• Riciclare i componenti
• Recuperare energia termica
• Avviare a discarica

21. 21
Strategia operativa:
Progettazione volta a:
• Limitare l’uso di materiali non riciclabili
• Limitare giunzioni irreversibili (adesivi…) e
materiali accoppiati indissolubilmente
• Rendere facile ed economicamente vantaggioso
il recupero dei materiali

22. 22
• Bisogna evitare di rendere non riciclabili i materiali.
• Un esempio:
Particelle di legno 100%
riciclabili
Estrusi in Legno plastica (WPC)
riciclabile con difficoltà
(Winandy et al., 2004)
+
=Polietilene
100% riciclabili

23. • Evitare di rendere non riciclabili i materiali.
• Un esempio:
Particelle di legno
100% riciclabili
Estrusi in Legno plastica (WPC)
riciclabili con difficoltà
(Winandy et al., 2004)
+
=
Polietilene
100% riciclabile

25. Analisi della riciclabilità delle case in legno
spessore densità
mm kg/m³
0,8 ca 225
Telo
traspirante
accoppiato
termicamente
fonti
rinnovabili
fonti
minerali
fonti
chimiche
ISO
14001
no no sì no
presenza
biocidi
controllo
radioattività
controllo
metalli
pesanti
controllo
salmonella
no no no no
pareti
interne
pareti
esterne
tetto
- - sì sì www.isocell.at -
riutilizza-
bilità tal
quale
riciclabilità
teorica
non
possibile
riciclabile
Codice
CER
descrizione
codice CER
rifiuto
pericoloso
riciclabilità
effettiva
riciclabile
no
P
riciclabile, senza
ulteriori specifiche
170203 plastica Riciclo materie plastiche
meccanica e adesiva:
tassello meccanico e
collante
medio 3, semplice
Indicazioni di
smaltimento dal
produttore
Indicazioni di
smaltimento nel
contesto Trentino
note
CE EN 13859-1 EN
13859-2
Tipologia di
connessione ad altri
elementi
praticità smontaggio e
separazione dei
componenti strutturali
numeo di componenti,
livello di complessità
chimica del materiale
utilizzo
scheda
tecnica
sito web
marcature, certificati,
membership
controlli effettuati dal produttore
controllo emissioni
VOC
controllo polveri fini
no no
no no
Xtra Plus
Strato superiore e inferiore: tessuto
non tessuto in polipropilene (PP),
strato centrale microporoso in PP.
Accoppiati termicamente
Origine delle materie prime certificazioni aziendali
Elemento descrizione
fisica
descrizione
Produttore e nome composti chimici
riciclo
ISO
9001

26. 94%
91%
91%
87%
82%
75%
63%
6%
9%
9%
13%
18%
25%
37%
0% 50% 100%
Altri prodotti legnosi
Pannelli di fibre (MDF-HDF)
legno massello - latifoglie
legno massello - conifere
Pannelli multistrato (compensato)
Pannelli di particelle (truciolari da riciclo)
Pannelli di particelle (truciolari)
Conformitàai criteri Ecolabel - Materiali
conforme non conforme
Risultati della ricerca sulle
piattaforme di riciclo legno Trentine
84% conforme ai criteri Ecolabel
16% non conforme
Limiti di legge
(Ecolabel)
Elementi chimici
Limiti
[mg/kg]
Arsenico As 25
Cadmio Cd 50
Cloro Cl 1000
Cromo Cr 25
Rame Cu 40
Mercurio Hg 25
Piombo Pb 90

27. 100%
95%
82%
76%
0%
5%
18%
24%
0% 50% 100%
vari
imballaggio
edilizia
mobili
ConformitàEcolabel - Origine
conforme non conforme
88%
79%
12%
21%
0% 50% 100%
legno massello
pannelli a base di legno
ConformitàEcolabel - Tipo
conforme non conforme

28. • Energetiche
• Estetiche
• Meccaniche
• Salute
Prestazioni e qualità

29. Qualità dell’aria interna (IAQ)
• Composti Organici Volatili COV o VOC
• Formaldeide
• Radon
• CO, CO2, NO2, SO2, O3
• Particolato aerodisperso: (Particelle solide e/o liquide
sospese in aria, inclusi anche composti biologici e fibre/amianto
originate dall’esterno (industrie, combustioni, traffico) e/o interno
(fumo, attività degli occupanti, combustioni, risospensione).
• Composti inorganici fra cui metalli (Cr, Hg, Cd,
Pb, As, Sb, Ba),
• Intrusione dall’esterno o generati all’interno (combustioni in cucina,
riscaldamento a gas o legna (soprattutto se non adeguatamente
ventilate).

30. nationalacademies.org/IndoorPM

31. Contenuto di VOC Emissione VOC Concentrazione VOC Effetto VOC
[g/l] [µg/m³] [mg/hm2] [µg/m³] Syntoms
ASTM 2369... ISO 16000, EN 717,
ASTM D6330, ASTM
D6670...
Air changes, T, RH,
heating, ventilation, air
conditioning…
Gender, age, dose,
frequency...
Meccanismo di azione dei VOC

32. Quanto fa male?
Elab. da B. Seifert, 1999, Richtwerte für die Innenraumluft Die Beurteilung der Innenraumluftqualität mit
Hilfe der Summe der flüchtigen organischen Verbindungen (TVOC-Wert), Bundesgesundheitsblatt -
Gesundheitsforschung - Gesundheitsschutz, March 1999, Volume 42, Issue 3, pp 270-278
Legge italiana, D. Min. 10/10/2008:
Formaldeide inferiore a 124 μg/m3

33. Quanto fa male?
Classi
C B A A+
μg/m3 μg/m3 μg/m3 μg/m3
TVOC >2000 <2000 <1500 <1000
Formaldehyde >120 <120 <60 <10
Acetaldehyde >400 <400 <300 <200
Toluene >600 <600 <450 <300
Tetrachloroethylene >500 <500 <350 <250
Xylene >400 <400 <300 <200
1,2,4-Trimethylbenzene >2000 <2000 <1500 <1000
1,4-Dichlorobenzene >120 <120 <90 <60
Ethylbenzene >1500 <1500 <1000 <750
2-Butoxyethanol >2000 <2000 <1500 <1000
Styrene >500 <500 <350 <250
Normativa Francese, etichettatura obbligatoria dal 1/9/2013

34. Nome marchio Origine COV totali
Requisiti addizionali
per aldeidi
10 mg/m3
(3 giorni)
1 mg/m3
(28 giorni)
5000 mg/m3
(3 giorni)
200 mg/m3
(28 giorni)
5000 mg/m2
h (3 giorni)
200 mg/m2
h (28 giorni)
5000 mg/m2
h (3 giorni)
200 mg/m2
h (28 giorni)
1,2 mg/m3
(3 giorni)
exanale: 70 mg/m2
h
(28 giorni)
0,36 mg/m3
(28 giorni)
nanonale: 20 mg/m2
h
(dopo 3 giorni)
EMICODE EC1 Germania 500 mg/m3
(10 giorni)
formaldeide e
acetaldeide: 50 mg/m3
ciascuno dopo 24 ore
Scandinavian Trade
Standards
Svezia
Dichiarazione dei COV
totali a 28 giorni e 26
settimane; nessun limite
specificato
formaldeide ed
acetaldeide secondo
WHO
formaldeide: 36 mg/m3
dopo 3 o 28 giorni
GermaniaNatureplus
formaldeide: 60 mg/m3
(28 giorni)
Blue Angel Germania
200 o 300 mg/m3
(28 giorni)
formaldeide: 10 mg/m3
(28 giorni)
CESAT
M1 Finlandia 200 mg/m3
(28 giorni)
formaldeide: 50 mg/m3
(28 giorni)
LAQI Scheme
formaldeide: 10 mg/m3
(28 giorni)
Austrian Ecolabel Austria
formaldeide: 10 mg/m3
(3 giorni)
GUT Germania 300 mg/m3
(3 giorni)
Portogallo
DIBt 120 mg/m3
(28 giorni)
Germania
Francia
AgBB
Comparazione di diversi standard

35. Comparazione di due pavimenti diversi
Compound name
Area
(%)
Acetic acid 25,71
Pentane 12,52
Ethyl ether 6,88
Plinol C 5,62
Limonene 5,20
CO2 4,76
Silane, trichlorodecyl- 4,49
Cyclotrisiloxane, hexamethyl- 3,59
Lilac alcohol B 2,76
1R-α-Pinene 2,59
1,3-Cyclohexanediol, 2-methyl-2-nitro-, monoacetate (ester), [1s-(1α,2β,3α)]-2,41
p-Trimethylsilyloxyphenyl-bis(trimethylsilyloxy)ethane2,07
Hexanal 1,97
Vinyl acetate 1,84
Octane 1,74
2-Furanmethanol, 5-ethenyltetrahydro-α,α,5-trimethyl-, trans-1,73
Cyclohexanol, 1-methyl-4-(1-methylethyl)-, cis-1,22
Propylene Carbonate 1,01
Toluene 0,97
1-Pentanol 0,88
Nonane 0,86
1,6-Anhydro-2,4-dideoxy-β-D-ribo-hexopyranose0,74
β-Pinene 0,67
3-Octen-2-ol 0,61
Furfural 0,57
Dodecane, 2,6,11-trimethyl- 0,50
Decane 0,45
Acetone 0,37
Other wood flooring, code 102, (oiled oak on
plywood)
Compound name
Area
(%)
α-Pinene 32.43
β-Pinene 16.06
γ-Terpinene 10.98
Limonene 10.52
Terpinolene 7.30
α-Terpinene 3.38
o-Cymene 3.10
Camphene 2.73
α-Thujene 2.01
α-Pinene 1.81
(-)-Terpinen-4-ol 1.52
Terpineol 1.10
3-Carene 0.66
Acetic acid 0.60
Hexanal 0.59
Fenchol 0.45
Dehydro-p-cymene 0.45
δ-Elemene 0.42
α-Fellandrene 0.30
Borneol 0.25
Benzene, 2-methoxy-4-methyl-1-(1-methylethyl)-0.25
Cadinene 0.22
Isoledene 0.19
α-Longipinene 0.17
Eremophilene 0.17
α-Campholenal 0.16
Biocompatible wood flooring, code 64
headspace SPME-MS
comparison of two floors
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Other wood flooring, code 102,
(oiled oak on plywood)
Fiemme 3000 biocompatible wood
flooring, code 64
VOCemissions[%]
Flooring type
Natural origin VOC Petroleum-derived VOC

36. Fanno bene o male?
• Effetti negativi: mal di testa, affaticamento,
irritazione cutanea, congestione nasale...
• Effetti positivi: rallentamento battito cardiaco, anti-
infiammatori, anti-ossidanti, decongestionanti,
antimicrobici, possono aiutare l’assorbimento
ipodermico di farmaci (p.es. estradiolo), antitosse,
broncodilatatori, mucolitici,
• Importante: il composto chimico, la dose, la
modalità di somministrazione, la durata, la
frequenza, il soggetto, l’interazione...(Sexton et al.,
2004)

37. Particolato indoor di una
normale casa trentina
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
19.43.54
22.19.10
0.19.10
2.19.10
4.19.10
6.19.10
8.19.10
10.19.10
12.19.10
14.19.10
16.19.11
18.19.11
20.19.11
22.19.11
0.19.11
2.19.11
4.19.11
6.19.11
8.19.11
10.19.11
12.19.11
14.19.11
16.19.11
18.19.11
20.19.11
22.19.11
PM10[ug/m3]
time [hh.mm]
PM10
media PM10
diner(crepes)
playstation
sleeping
film "Blues brothers"
prendie scappa

38. A cosa bisogna prestare attenzione
Massimo tasso di carico di materiali emittenti
1 m2 per 1 m3

39. Umidità relativa dell’aria e
temperatura
A cosa bisogna prestare attenzione

40. Ventilazione
A cosa bisogna prestare attenzione

41. Documenti utili
• Linee guida sul comfort – TIS – Gruppo di lavoro Indoor
Environmental Quality
• ARCA 2015. Linee Guida per la salubrità dell’aria Indoor v2.10
• Direttiva Tecnica Casaclima Nature v1.5 (2015). Agenzia per
l’Energia Alto Adige – Casaclima
• LEED, The Leadership in Energy and Environmental Design, LEED
v4 for BUILDING DESIGN AND CONSTRUCTION
• Declare Manufacturer’s guide international living future institute
declareproducts.com
• World Health Organization. Regional Office for Europe.
Copenhagen 2000. Air Quality Guidelines for Europe. II Edition.
WHO Regional publication, European series n.91
• The WELL Building Standard®

42. Research products:
• M. Fellin, M. Negri, 2011, Monitoring Pollutants in biomass using FT-IR-ATR technology, in proc. of 19th European Biomass
Conference and exhibition, Berlin, Germany June 2011. ISBN-13: 978-88-89407-55-4, DOI:10.5071/19thEUBCE2011-OE4.2, pp.
320 – 327.
• M. Fellin, M. Negri, R. Zanuttini, 2011, Monitoring pollutants on wood residues using FT-IR-ATR technology, in proceedings of
ISCHP 11 – Virginia Tech, Blacksburg, VA, USA 16-18 October 2011, pp. 187-195, ISBN 978-0-9837700-0-8.
• M. Fellin, M. Negri, R. Zanuttini, 2013, X-ray fluorescence as a tool for wood ecology, in proc. of ISCHP 13, 7-9 October 2013,
Florence, Italy, pp. 322-326, ISBN 9788890927300.
• M. Fellin, M. Negri, R. Zanuttini, 2013, Multi-elemental analysis of wood waste using Energy Dispersive X-Ray Fluorescence (ED-
XRF) analyzer, European Journal of Wood and Wood Products, (vol.72 issue 2):199-211, DOI 10.1007/s00107-013-0766-4.
• M. Fellin, supervisor R. Zanuttini, co-supervisor M. Negri, 2014, Monitoring wooden materials for recycling, PhD thesis,
Università di Torino, CNR-IVALSA, pp. 182 ISBN: 9788890927317, DOI: 10.13140/2.1.1460.5128.
• M. Fellin, M. Negri, R. Zanuttini, F. Maffei, 2014, Characterization of ED-XRF technology applied to wood matrix, Wood Research
59 (4): 2014, pp. 533-546. ISSN: 1336-4561.
• M. Negri, M. Fellin, A. Sandak, J.Sandak, 2014, La qualità del legno: misure speditive con tecnologie innovative, Proceedings of
the Second International Congress of Silviculture. Florence, 26-29 November 2014, Acc. It. di Sc. For., 2015. 2 v. ISBN 978-88-
87553-21-5. pp 1094-1098.
• AA.VV., 2015, Linee Guida sul Comfort, Gruppo di lavoro Indoor Environmental Quality, a cura di Carlo Battisti, TIS innovation
park - Cluster Edilizia, cap. 4 "La qualità dell ’aria interna", pp.92.
• M. Fellin, M. Negri, 2016, Pollutants detection on waste wood using FT-IR-ATR, Workshop: Application of NIR spectroscopy for
wood science and technology research - NIR & WOOD – SOUNDS GOOD! SISNIR, pp. 53-54. ISBN 978-88-941153-0-7
• M. Negri, M. Fellin, 2016, Biomass characterization towards contaminants, Workshop: Application of NIR spectroscopy for wood
science and technology research - NIR & WOOD – SOUNDS GOOD! SISNIR pp. 24-25.ISBN 978-88-941153-0-7
42

43. Laboratorio di qualità del legno
CNR-IVALSA

44. Foto: CC, Public domain, Pixabay
Cattedrale di S. Maria del Fiore e battistero di S. Giovanni Battista,
Firenze

45. Mosaici della cupola del Battistero, 1270 ca.

54. Progetto Alfa-pinene
Alfa-pinene: innovazione del processo di produzione di pavimenti in legno
per la massimizzazione della salubrità e del benessere abitativo

55. Marco Fellin
Dottore di ricerca in Scienze Agrarie, Forestali ed
Agroalimentari
fellin@ivalsa.cnr.it
marco.fellin.wood@gmail.com
Grazie per
l’attenzione