La presentazione di Andrea Frattolillo (DICAAR-UNICA) a proposito dei risultati del progetto cluster PLES - Prodotti Locali per l'Edilizia Sostenibile. La presentazione si è svolta durante l'evento sui risultati intermedi del progetto, che si è tenuto a Cagliari il 20 giugno 2019.

1. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria
PLES - Prodotti Locali per l'Edilizia Sostenibile
SVILUPPO DI SOLUZIONI COSTRUTTIVE ECOSOSTENIBILI PER PARETI E SOLAI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI
SOSTENIBILITÀ E FILIERA DI MATERIALI LOCALI
ANDREA FRATTOLILLO
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA CIVILE, AMBIENTALE E ARCHITETTURA
UNIVERSITÀ DEGLI SRUDI DI CAGLIARI
UNIVERSITA’ DEGLI STUDI
DI CAGLIARI
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA
CIVILE AMBIENTALE E ARCHITETTURA
POR Sardegna FESR 2014/2020 - ASSE PRIORITARIO I - “RICERCA SCIENTIFICA, SVILUPPO TECNOLOGICO E INNOVAZIONE”
Azione 1.1.4 Sostegno alle attività collaborative di R&S per lo sviluppo di nuove tecnologie sostenibili, di nuovi prodotti e servizi
REALIZZAZIONE DI AZIONI CLUSTER “TOP-DOWN”

2. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria
Rapporto tra biocapacità del pianeta ed Impronta ecologica dell'umanità

3. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria

4. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria

5. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria
…La conferenza sul clima di Parigi (COP21) dicembre 2015.
195 paesi hanno adottato il primo accordo universale e
giuridicamente vincolante sul clima mondiale.
L’accordo definisce un piano d’azione globale, inteso a rimettere il mondo
sulla buona strada per evitare cambiamenti climatici pericolosi limitando il
riscaldamento globale ben al di sotto dei 2ºC.

6. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria
Sono state concordate politiche ambiziose a livello europeo, compreso un rafforzamento del sistema di scambio
delle emissioni dell'UE.
Riduzioni totali delle emissioni di gas serra  45% al 2030 ….. circa il 60% entro il 2050.
Questo, tuttavia, non è sufficiente per la UE a
contribuire agli obiettivi dell'Accordo di Parigi
La nuova direttiva europea sull’efficienza energetica degli edifici in clima Mediterraneo
Al fine di limitare l'aumento della
temperatura a 1,5 °C , devono
essere raggiunte emissioni di CO2
prossime a zero entro il 2050 e la
neutralità per tutti gli altri gas
serra un pò più tardi nel corso del
secolo.
Le eventuali emissioni di gas serra
residue in alcuni settori devono
essere compensate
dall'assorbimento in altri settori,
con un ruolo specifico per il
settore dell'uso del suolo,
l'agricoltura e le foreste.

7. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria
Gli otto scenari in linea con l’accordo di Parigi
Utilizzo dell’idrogeno
Produzione degli e-
combustibili
(power-to-X)
Incremento
dell’intensità di
elettrificazione nei
settori di uso finale
Efficienza energetica
dell'utente finale
Sviluppo di una
economia circolare
Maggiore incremento del consumo di elettricità
Maggiori investimenti nei settori
dell’approvvigionamento energetico
+6 volte uso
stoccaggio
+150% nel
2050
LATO OFFERTA LATO DOMANDA
Utilizzo di vettori energetici a zero emissioni;
efficienza;
+
cattura e lo stoccaggio del carbonio CCS
per bilanciare le restanti emissioni.
• Economia altamente circolare
• Cambiamento nelle scelte dei consumatori a
minore intensità di carbonio
• Uso del suolo come «sink» per la raccolta di CO2
+35% nel 2050

8. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria
Nel panorama dell’Unione Europea l’energia impiegata il settore industriale, e in particolare
quello delle costruzioni, rappresenta circa il 40% del totale dell’energia consumata.
Inversione del paradigma estrai-produci-usa e getta, a favore di un’economia circolare basata
sul modello estrai-produci-usa-riusa, pianificato per riutilizzare i materiali in successivi cicli
produttivi, riducendo al massimo gli sprechi.
Dato EUROSTAT 2017

9. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria
La produzione, il trasporto e l'installazione di acciaio, calcestruzzo e vetro richiedono una grande
quantità di energia, nonostante rappresentino una minima parte del costo finale dell'edificio nel suo
insieme.
15% energy consumption 75% energy consumption 10% energy consumption
Opere civili e costruzione di edifici = 60% delle materie prime estratte dalla litosfera.
L'edificio rappresenta il 40%, (24%).
In Europa si estraggono 4,8 ton/ab all'anno = 64 volte il proprio peso (medio)
Conseguente diminuzione dell’exergia associata alle riserve naturali di ferro, alluminio e rame

10. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria
Un prodotto realizzato con sottoprodotti o sfridi di produzione può
aver richiesto un consumo energetico in fase di riprocessamento e
trasporto tale da annullare o ridurre consistentemente la positività del
risparmio di materie prime.
≠

11. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria
Attenzione al ciclo di vita (costi economici ed ambientali) al momento della
progettazione o ristrutturazione
• Prodotti presentati a buon mercato a medio termine possono avere costi elevati di
manutenzione o di gestione dei rifiuti
• prodotti altamente tecnologici possono avere costi di produzione molto elevati che
non vengono mai recuperati.
Al contrario, considerando l'intero ciclo di vita, materiali con significative emissioni di
CO2, come il calcestruzzo, possano ridurre le loro emissioni vivendo una seconda vita
come materiale di riempimento nelle infrastrutture, con un doppio effetto: la riduzione
delle emissioni rispetto all'ottenimento di materiali di riempimento dalle cave e
all'assorbimento di CO2 dovuto ai processi di ricarbonatazione.

12. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria
L’LCA è un metodo di analisi normato (ISO 14040 e 14044) che consente di misurare
l’impatto ambientale di un prodotto in tutte le fasi del suo ciclo di vita, considerando
dunque tutti i processi che vanno dall’estrazione all’elaborazione delle materie prime
fino allo smaltimento e il riciclaggio finale
Un edificio è un “prodotto” con un ciclo di vita abbastanza complesso in
quanto caratterizzato dalla presenza di molti materiali (e di combinazioni
di essi), nonché da un periodo di vita lungo e contraddistinto da
significative attività di manutenzione

13. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria
Principali limiti:
- il carattere prototipico del settore edilizio: ogni edificio è di fatto un “prototipo” di se stesso,
essendo diverso per forma, materiali, impianti, da tutti gli altri
- la complessità del processo edilizio, accresciuta dalle interazioni tra manufatto e fattori esterni
- la quantità di operatori interessati nel ciclo di vita dell’edificio
- la difficoltà nel reperimento di dati specifici del contesto in cui l’edificio è inserito: i codici di
calcolo che implementano la LCA contengono banche dati internazionali o estere, mentre
un’accurata LCA richiederebbe dati nazionali o addirittura locali
In termini di embodied energy per i materiali utilizzati:
L'ampia gamma di risultati è dovuta alla varietà di edifici, materiali, la durata di vita considerata e le
condizioni geografiche e climatiche.
La durata di vita solitamente considerata è di 50 anni, ma anch’essa variabile:
Paesi Bassi: 75 anni per le abitazioni e di 20 anni per gli uffici,
Regno Unito, 60 anni per edifici commerciali e domestici,
Finlandia e Svizzera sono considerati rispettivamente 100 anni e 80 anni .
edifici a basso
consumo energetico
9% e il 46%
edifici
convenzionali
2% e il 38%

14. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria
Potenzialità:
- la trasparenza del metodo: si tratta di un metodo quantitativo, quindi oggettivo
- il carattere iterativo del processo
- la quantificazione e la qualificazione del danno ambientale del manufatto
- la verifica del danno ambientale nelle diverse fasi del ciclo di vita del manufatto
(costruzione-uso-manutenzione-dismissione)
- la comparazione tra soluzioni costruttive e impiantistiche alternative e la possibilità
di utilizzare la LCA come strumento di eco design.
Risultati espressi in termini di tonCO2eq e MJeq, oppure in Ecopoints (metodo Eco-
indicator 99H/H), suddivisi in 11 categorie di impatto raggruppabili in 3 categorie di
danno:
- alla salute umana,
- alla qualità dell’ecosistema
- impoverimento delle risorse

15. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria
Obiettivo della ricerca sviluppata nell’ambito del PLES:
determinare l'energia incorporata di materiali da costruzione locali e valutare gli effetti sui parametri del costo
del ciclo di vita.
Metodologia:
1. Valutazione dell'energia incorporata dei materiali costituenti a partire dai dati disponibili in letteratura.
2. Confronto con l'energia incorporata dei materiali da costruzione convenzionali.
3. Durate di vita previste ed impatto sul costo di gestione degli edifici saranno valutati in relazione alle
condizioni climatiche tipiche della Sardegna.
4. Tutti i dati sopra riportati consentiranno di valutare l'impatto di ciascun materiale (e tecnica) sul costo del
ciclo di vita dell'edificio.

16. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria
Un approccio eco-compatibile al progetto non può limitarsi a perseguire la sola riduzione del fabbisogno energetico
di riscaldamento e raffrescamento dell’edificio.
D'altra parte, è difficile soddisfare ogni crescente domanda di edifici adottando solo materiali e metodi di costruzione
tradizionali a basso consumo energetico
Per sviluppare tecnologie di costruzione alternative sostenibili, è necessario attenersi:
Ridurre al minimo l'uso di materiali ad alta energia.
Tecnologie rispettose dell'ambiente.
Ridurre al minimo il trasporto
Massimizzare l'uso di materiali e risorse locali.
Produzione decentrata e uso massimo delle competenze locali.
Uso di fonti di energia rinnovabile.
E’ necessario selezionare accuratamente i prodotti da costruzione, sia quelli innovativi,
che sono il risultato di moderni sistemi di produzione e sperimentazione, sia quelli già
conosciuti e che fanno parte della tradizione locale.

17. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria
La lana di pecora appartiene a quest’ultima categoria. Le sue prestazioni nell’isolamento
termo-acustico degli edifici sono note, così come la sua origine. Questo però può non
essere sufficiente per catalogare la lana di pecora come materiale sostenibile.
Emerge un quadro caratterizzato da luci e ombre.
In particolare, nel caso della lana di pecora: incapacità di costruire una più efficiente filiera
produttiva che coinvolga allevatori, intermediari, produttori, enti pubblici ed enti di ricerca.
L’obiettivo della ricerca dovrà essere
quello di migliorare l’insieme articolato
delle attività, dei flussi, delle tecnologie
che concorrono alla trasformazione,
distribuzione, commercializzazione della
lana di pecora, con particolare riferimento
al territorio locale

18. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria
La lana di pecora di tosatura viene prima lavata con saponi naturali e sciacquata con soda (carbonato di sodio). Poi si
tratta con sali o derivati di base urea che hanno un effetto antitarmico oltre a migliorarne la resistenza al fuoco. La lana di
pecora impiegata nell’edilizia si ottiene attraverso la pettinatura, pressatura e agugliatura della lana di tosatura. Ha
eccellenti proprietà termofonoisolanti, è traspirante e molto igroscopica.
Caratteristiche tecniche
La lana di pecora è una materia elastica e traspirante. E’ un’ottima fibra climatizzante sia contro il freddo sia contro il
caldo. È idrorepellente e allo stesso tempo assorbe l’umidità. Ciò significa che respinge l’acqua in forma liquida ma è in
grado di assorbire il vapore acqueo fino al 33% del suo peso, senza apparire umida, favorendo una regolazione naturale
dell’umidità all’interno delle abitazioni e riducendo il rischio di condensa con successivi danni alla struttura. Ha la capacità
di assorbire e neutralizzare le sostanze tossiche presenti nell’aria (formaldeide, ozono ecc.). È autoestinguente e in caso di
incendio non brucia ma si scioglie. Grazie alla sua particolare microstruttura la lana di pecora si propone come ottima e
naturale alternativa alle fibre minerali per l’isolamento termico e acustico.

19. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria
La lana di pecora si presta a essere utilizzata nell’isolamento termico e acustico delle
coperture con struttura in legno, dei solai, delle partizioni interne, dei controsoffitti, dei
cappotti interni ed esterni ventilati. Trattandosi di una fibra tessile e quindi con facile
attaccabilità da parte di tarme e parassiti è importante in fase progettuale prevederne
l’utilizzo attraverso opportune scelte costruttive. È adatta sia nel caso di nuova costruzione
sia di ristrutturazione e possiede ottime proprietà come materiale drenante e di
alleggerimento. Non è adatta invece nei casi di elevate sollecitazioni statiche. Sul mercato la
lana di pecora si trova in forma di rotoli, materassini e feltri fino a uno spessore di 10 cm. La
si può anche trovare sotto forma di fiocchi e di treccia, per riempire piccole intercapedini in
pareti, pavimenti, soffitti e per sigillare fessure e interstizi tra murature e infissi.

20. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria
Incidenza energetica
La produzione di materiali isolanti a base di lana di pecora è determinata da un consumo
energetico piuttosto basso, da 10 a 40 volte inferiore rispetto al consumo associato alla
produzione di un materiale sintetico come il poliuretano. Garantisce un basso livello di
inquinamento ambientale durante la fase di produzione. Risultano essere più critici invece i
tempi di trasporto.
Incidenza della crisi sul tessile
L’industria tessile italiana ha subito una forte crisi con relativa delocalizzazione degli impianti
produttivi all’estero.
Una delle tante assurde conseguenze di tale processo è che la lana di pecora non trattata - che
un tempo forniva un reddito addizionale agli allevatori - è diventata rifiuto speciale Categoria 3
ai sensi dell'articolo 10, lettera b), punti iii), iv) e v), lettere h) e n), del regolamento (CE) n.
1069/2009, a meno che l’allevatore non ottemperi alle disposizioni del Capo VII, comma B del
Regolamento (UE) N. 142/2011 della Commissione del 25 febbraio 2011.

21. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria

22. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria

23. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria
Prodotto Ditta Costanzo Salis
Innovativo sistema di utilizzo della lana in bioedilizia come materiale coibente (in combinazione con
la calce tradizionale)
un sistema di coibentazione in cui lana e calce formano un unico strato autoportante.

24. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria
Altri materiali promettenti: LINO
 ciclo di rinnovamento molto rapido (3-4 mesi);
 proviene esclusivamente da coltivazioni biologiche;
 richiede un modestissimo uso sia di pesticidi, perché resistente ai parassiti sia di fertilizzanti, grazie alla
ridotta richiesta di azoto da parte della pianta;
 non necessita di irrigazione tanto che è sufficiente la sola acqua piovana per la sua crescita (in Europa è
stimato un risparmio di 650.000 milioni di mc di acqua);
 è un vero “pozzo” di CO2 (circa 3,7 Tonnellate di CO2 assorbiti per ettaro di superficie coltivata all’anno).
 adatto alla rotazione dei raccolti, permette non solo di aumentare la biodiversità ma anche di migliorare la
qualità agronomica tanto da ottenere una produttività superiore del 20-30%;
 è riutilizzabile e riciclabile al 100% per la produzione di energia;
 risulta “compostabile” solo se privo delle fibre di poliestere e con un basso contenuto di additivi ritardanti
di fiamma.

25. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria
Primo caso studio
L’impianto di produzione
esaminato è specializzato nella
produzione di blocchi di
calcestruzzo multicellulare, da 2
ad 8 fori.
La produzione si basa sulla
filiera corta: i materiali
provengono da distanze non
superiori ai 60 km.

26. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria
1.ACCUMULO
2. MIXAGGIO
3. LAVORAZIONE
4.MATURAZIONE
5.STOCCAGGIO FINALE
12
3
4
5

27. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria
* ** ***
Conclusioni
Riferimento temporale 1 h 91,79 kWh
Produzione 900 blocchi 241,55 A
Tensione fornitura 380 V
Descrizione Cont/Interm f util h Pele E ele
[HP] [kW] [kW] [kWh]
Silo carico cemento C 1 2 1,49 0,95 1,57 1,57
Raggi raschianti
n.1 C 1 2,5 1,86 0,95 1,96 1,96
n.2 C 1 3 2,24 0,95 2,35 2,35
n.3 C 1 3 2,24 0,95 2,35 2,35
Motore vibrante C 1 2,5 1,86 0,95 1,96 1,96
Nastro convogliatore 1 C 1 2 1,49 0,95 1,57 1,57
Nastro convogliatore 2 C 1 2 1,49 0,95 1,57 1,57
Mescolatore C 1 50 37,29 0,95 39,25 39,25
Nastro convogliatore 3 C 1 3 2,24 0,95 2,35 2,35
Avanzamento tavole C 1 0,2 0,15 0,95 0,16 0,16
Vibroblock
raffredd. motori 1 C 1 0,5 0,37 0,95 0,39 0,39
raffredd. motori 2 C 1 0,5 0,37 0,95 0,39 0,39
vibratori I 0,5 5,5 4,10 0,95 4,32 2,16
agitatore per riemp. I 0,6 3 2,24 0,95 2,35 1,41
Pnom
… … … … … … … …

28. Cagliari, 20 giugno 2019, Facoltà di Ingegneria e Architettura, Aula Magna di Ingegneria