Endless Stair
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Scritto da Redazione The Plan -

Endless Stair mostra le potenzialità sia della valutazione del ciclo di vita (LCA) dal punto di vista dell’impatto ambientale, sia degli strumenti di modellazione progettati per introdurre una effettiva sostenibilità nel processo di progettazione architettonica. Uno dei risultati di tale progetto vuole essere incoraggiare un distacco sostanziale dal "greenwashing", pratica che negli ultimi anni ha inciso fortemente nella svalutazione del concetto di sostenibilità.
Il richiamo verso un comportamento più ecosostenibile fa spesso leva su singole prerogative dei materiali, “riciclabile”, ”basso tenore di carbonio", "biologico" o "di provenienza locale". Queste etichette trascurano però la sovrastruttura alla base di una pratica sostenibile. Esse infatti ignorano che gli sforzi per migliorare la performance ecologica di una singola fase del ciclo di vita dei prodotti possono, in realtà, intaccare tutte le altre.
L’uso di prodotti "locali" può aumentare l’impatto ambientale se i coltivatori in loco consumano più elettricità o sprecano più della concorrenza estera. Le colture "bio" richiedono il doppio di terreno di quelle convenzionali, rendendo così sempre più pressante la conversione di foreste e altri preziosi ecosistemi. Molto spesso il riciclo comporta il riutilizzo di materiali post-consumo per la produzione di merci di qualità inferiore, richiedendo grandi consumi e comportando alte concentrazioni di sostanze chimiche tossiche presso gli impianti di riciclaggio.In ogni caso, al pubblico viene dato un falso senso di sicurezza, facendo loro credere che i problemi ambientali saranno risolti, quando in realtà passano semplicemente da una fase all’altra del ciclo di vita. L’enfasi su etichette limitate e semplicistiche può essere una conseguenza inevitabile della complessità dell'ambiente globale e della necessità di semplificare i problemi perché il vasto pubblico ne possa essere informato. Tutto ciò non comporta tuttavia una reale sostenibilità o un effettivo progresso mirato a una gestione delle risorse in grado di soddisfare la domanda pur mantenendo o addirittura migliorando le riserve mondiali del patrimonio ambientale.
Tecnologie in via di sviluppo promettono una vera sostenibilità
Sono in arrivo tecnologie che promettono un approccio molto più illuminato. Viviamo sempre più in un mondo ricco di numeri, guidato da hardware sempre più convenienti per l'archiviazione di dati, una gamma crescente di fonti di informazione accessibili via web, processori più veloci, software di modellazione e visualizzazione più efficienti per facilitare l'analisi e la comunicazione.
Questo processo di innovazione si sta combinando con la metodologia LCA, nata vent'anni fa e ora in via di sviluppo, per offrire un percorso mirato all'integrazione della reale prestazione ambientale all’interno delle fasi chiave del processo progettuale. Sia i governi sia le aziende come PE International, incaricati di intraprendere le operazioni di ricerca e modellazione LCA per questo progetto, stanno ora creando inventari completi sul ciclo di vita che recano dati quantitativi verificabili sull'uso delle risorse mondiali e sulla percentuale di emissioni e gas inquinanti.
Allo stesso tempo vi sono stati progressi significativi nella standardizzazione del processo di LCA tali da garantire un ventaglio completo di possibili impatti e risultati corrispondenti. Il processo è ora soggetto alla certificazione ISO (serie ISO14040), mentre si sta definendo un inquadramento globale della questione delle dichiarazioni ambientali di prodotto (EPD) per poter comunicare ai consumatori i dati sui singoli prodotti.
A livello europeo, il regolamento per i prodotti da costruzione (CPR), divenuto legge nel luglio 2013, richiede l'utilizzo di EPD per soddisfare gli standard per le prestazioni ambientali dei prodotti da costruzione in tutti gli Stati membri. L'UE ha pubblicato la norma EN15804 per fornire le regole fondamentali per le EPD sui prodotti da costruzione.
Grande attenzione viene rivolta nel Regno Unito ai sistemi di Building Information Modelling (BIM), ossia una forma sofisticata di progettazione assistita che integra strumenti tradizionali dei software per architetti e designer con una serie di altri dati, tra cui l'impatto ambientale dei materiali. Il governo britannico ha già annunciato di voler richiedere i sistemi BIM per i suoi progetti entro il 2016.
C’è quindi ragione per credere che i professionisti in ambito architettonico saranno presto equipaggiati con strumenti necessari a nutrire i propri progetti di una genuina attenzione per la sostenibilità, avendo anche la possibilità di comprendere l'intera gamma di impatti ambientali e le loro correlazioni. Un obiettivo chiave del progetto
Endless Stair è dimostrare la potenza dei nuovi strumenti LCA e comunicare ai progettisti il significato e le implicazioni dei diversi impatti. Endless Stair si basa su uno studio di due anni, commissionato da AHEC e intrapreso da PE, teso alla valutazione degli impatti ambientali associati all’introduzione del materiale ligneo degli Stati Uniti nel mercato internazionale. Ciò ha coinvolto una valutazione indipendente e ad ampio raggio delle pratiche forestali e un'indagine sulle centinaia di aziende statunitensi impegnate nell’elaborazione ed esportazione di prodotti in legno duro. Le informazioni sono state poi associate ai dati raccolti dal processo di produzione di Endless Stair – consegna di legname in Europa, produzione di CLT presso Imola Legno (Italia), fabbricazione delle scale a Nüssli (Svizzera) e installazione alla Tate Modern di Londra (Inghilterra). Queste informazioni sono state anche associate all’attuale inventario PE sul ciclo di vita che copre una gamma crescente di materiali non legnosi e gruppi di prodotti. Utilizzando il software Gabi di PE per LCA, i dati sull’inventario del ciclo di vita sono stati analizzati per quantificare gli impatti ambientali. È stato utilizzato Envision, strumento di modellazione di PE, per visualizzare gli impatti nelle varie fasi del processo. Envision fornisce inoltre un meccanismo per valutare come le alterazioni di alcuni parametri (ad esempio tipi di legname, metodi di essicazione, tipologie di trasporto) potranno influenzare l'impatto complessivo.
 

Categorie di impatto ambientale 
Per Endless Stair, sono disponibili i dati su sette impatti ambientali: potenziale di riscaldamento globale (o “impronta di carbonio”); potenziale di acidificazione; potenziale di eutrofizzazione; potenziale di creazione di ozono fotochimico (POCP); potenziale di impoverimento dello strato di ozono; domanda di energia primaria da tutte le risorse; domanda di energia primaria da risorse non rinnovabili. Queste sette categorie di impatti sono quelle che verranno segnalate per i prodotti da costruzione secondo EN15804.
Prima di esaminare come Endless Stair si comporta in presenza di tali categorie d’impatto, è necessario dare qualche breve informazione sull'origine del legname. La LCA del legno duro americano intrapresa da PE ha tenuto in considerazione quanto ha inciso la raccolta sia sulla destinazione d’uso del suolo che sul grado di biodiversità sulla base di dati regolari provenienti dall’inventario forestale del governo degli Stati Uniti e di altre relazioni indipendenti. I risultati mostrano che la raccolta di legno duro negli Stati Uniti non contribuisce alla deforestazione e che tra il 1953 e il 2007 il volume delle riserve di legno duro americano è più che raddoppiato, passando da 5.210 milioni di m3 a 11.326 milioni di m3.
Lo studio rileva inoltre che: “Nel sistema analizzato, il legno proviene da foreste in cui gli alberi ricrescono naturalmente e in cui si sono registrati diversi cicli di raccolta e rimboschimento. A raccolta compiuta, la terra viene restituita alla natura. In questo modo, nel corso dei secoli a oggi, non si è mai verificato alcun cambiamento nella destinazione d’uso del territorio”. Rispetto agli impatti di biodiversità, lo studio sottolinea: “La conversione di qualsiasi altro terreno commerciale in foresta avrebbe avuto un impatto probabilmente positivo sulla qualità del territorio, anche dal punto di vista della biodiversità e dei connessi servizi ecosistemici”.
Il CLT utilizzato da Endless Stair è composto da tulipier, uno dei legni duri più abbondanti nelle foreste degli Stati Uniti (copre quasi l'8% del volume totale di legname). I dati dell’inventario forestale del governo statunitense dimostrano che il tulipier americano sta crescendo ogni anno a un ritmo di 35 milioni di m3, mentre la raccolta media annuale si attesta attorno a 17 milioni di m3. Questo significa che, a raccolta completata, gli USA registrano una crescita annuale pari a18 milioni di m3.
Con una simile produttività sono necessari meno di due minuti per rimpiazzare con nuove piante i 100 m3 di tronchi disboscati per la produzione di CLT per Endless Star.

Concetto di progettazione “cradle-to-cradle” 
Endless Stair è legata al concetto di progettazione "cradle-to-cradle” che modella l’industria sulla natura. Questo progetto mira a eliminare il termine "rifiuto" incoraggiandoci a considerare il materiale come sostanze nutritive in costante circolazione. L'output di un processo dovrebbe sempre essere visto come l’input di un altro. Tutti i progetti dovrebbero essere creati sin dai primi passi secondo questo concetto e garantire l’uso di materiali facilmente riutilizzabili.
Durante tutto il progetto di Endless Stair ci si è concentrati soprattutto sull’efficienza d’uso e sul riutilizzo dei materiali. Il CLT prevede per sua natura l’utilizzo efficiente della materia prima, dato che è costituito da più fogli sovrapposti, così da minimizzare l’effetto delle zone più deboli (nodi del legno) sulla resistenza complessiva. Tale tecnica consente l’utilizzo di un legno di fattura inferiore rispetto a quelli tradizionalmente usati per la costruzione, senza comportare rischi per la qualità del prodotto finito.
Il progetto tiene conto delle materie prime disponibili e assicura pannelli dalle dimensioni facilmente ottenibili, riducendo così al minimo la necessità di taglio durante la fabbricazione. Durante tutte le fasi della produzione del legname negli Stati Uniti, del CLT a Imola Legno e della successiva fabbricazione a Nüssli, i pezzi di legno (di dimensioni ridotte) inutilizzabili in quelle circostanze sono stati sfruttati per altre attività. Endless Stair è composta da 23 m3 di pannelli CLT realizzati a partire da 54 m3 di tulipier essiccato artificialmente. Il processo di conversione ha generato 14,1 tonnellate di materiale in eccesso, di cui 4,2 tonnellate sono stati utilizzati nell’allevamento e nella produzione di laminati, mentre 9,9 tonnellate per la produzione di energia.
L’attenzione verso un uso efficiente dei materiali presuppone che alcuni processi bilancino efficacemente gli impatti ambientali. Per esempio, la produzione di 23 m3 di CLT a Imola Legno in Italia compensa il potenziale di riscaldamento globale di Endless Stair, attestandosi a 9,9 tonnellate di CO2 equivalente. Ciò è principalmente dovuto all'uso di ritagli di legno come combustibile per evitare consumi di gas naturale nella fabbricazione di altri prodotti.

Emissioni e immagazzinamento di carbonio 
L' impronta di carbonio di Endless Stair, compresi tutti i processi di estrazione, trasporto e trasformazione del materiale e di fabbricazione, trasporto e installazione della struttura, è pari a 13,1 tonnellate di CO2 equivalente; un quantitativo simile a quello prodotto da un volo aereo per due persone, andata e ritorno da Heathrow in Australia, oppure a un viaggio di 50.000 km su una vettura a benzina che consuma 5,88 l/km.
Da sottolineare il fatto che le 13,1 tonnellate non includono il carbonio immagazzinato nel legno – circa il 50% della massa di qualsiasi legname è formata da carbonio. Il carbonio di Endless Stair è destinato, prima o poi, a fuoriuscire al termine del suo ciclo di vita. Siccome non siamo ancora a conoscenza di ciò che accadrà alla struttura dopo il London Design Festival, i potenziali benefici di stoccaggio del carbonio non possono ancora essere presi in considerazione nell'impronta di carbonio.
Tuttavia, possiamo stimare che siano immagazzinati nella struttura circa 14,5 tonnellate di CO2 – quantità maggiore rispetto alle 13,1 tonnellate di anidride carbonica necessariamente emessa per produzione, trasporto e assemblaggio dell'intera struttura per il Festival. Dal punto di vista ambientale, un vantaggio fondamentale del CLT è la sua longevità. Non vi è alcuna ragione perché non venga spostato o sostituito nei prossimi (molti) anni. Quindi, se Endless Stair dovesse effettivamente diventare un'installazione permanente e dovesse immagazzinare il carbonio per diversi decenni, allora si potrebbe affermare che si tratta di una struttura "a zero carbonio".

Ruolo del trasporto sul surriscaldamento globale 
Rispetto al processo di fabbricazione, il trasporto ha spesso un ruolo più marginale nell'impronta di carbonio totale di un prodotto. Questa affermazione è valida per il legno duro essiccato artificialmente presso il punto di consegna di Imola Legno in Italia. L'impronta di carbonio "cradle-to-gate" del tulipier in quella fase è pari a 13,5 tonnellate di CO2 equivalente (escludendo ancora una volta il deposito di carbonio); in questo caso il 44% è dovuto al trasporto e il 56% alla produzione. Sebbene il tulipier debba viaggiare 650 km via camion sino al porto di esportazione per gli Stati Uniti, per poi percorrere all’interno di un container 7.750km via nave, il peso del trasporto è meno rilevante rispetto a quello della produzione. Si noti inoltre che si ha a che fare con una tipologia di legno duro a essicamento relativamente rapido (non più di 6-10 giorni nel forno); in proporzione, per i legni duri come la quercia, l’apporto del trasporto in termini di inquinamento è ancora più basso, poiché richiedono maggiore tempo di essicazione e di conseguenza un maggiore dispendio energetico.
Se si tiene conto delle emissioni di carbonio, piuttosto che concentrarsi sull’approvvigionamento “locale” è spesso più conveniente importare i prodotti da regioni estere dove la produzione è più efficiente o meno dispendiosa a livello energetico. Esiste quindi una logica particolarmente valida dietro all’importare legno da paesi come gli Stati Uniti dove le risorse di legname sostenibile superano di gran lunga la domanda interna e dove la materia prima è destinata a prodotti longevi come il CLT. In effetti il deposito di carbonio contenuto nel CLT va a integrare quello contenuto nelle foreste degli Stati Uniti.
Considerando la struttura completa (così com'è ora al London Design Festival), il trasporto ha inciso per il 59% sull'impronta di carbonio totale, mentre la produzione per il 41%. In questa fase, il contributo relativamente alto del trasporto è dovuto ad alcune peculiarità della catena di fornitura europea. Particolarmente importante è la compensazione delle emissioni di CO2 attribuita alla Imola Legno per il riutilizzo delle parti tagliate, scelta che riduce notevolmente l’impronta di carbonio del processo produttivo del CLT. Un altro fattore che ha inciso sul trasporto è il numero relativamente limitato di produttori capaci sia di fabbricare CLT con legno duro, sia di consegnare un progetto così innovativo per una mostra unica. Questo ha fatto sì che parte del processo produttivo dovesse essere delocalizzato prima in Italia e poi in Svizzera, per poi essere ultimato nel Regno Unito.

L’impatto di materiali non in legno 
Un'altra caratteristica dell'impronta di carbonio di Endless Stair è legata alla presenza nella struttura di materiali diversi dal CLT che, seppur poco visibili, sono in numero relativamente elevato. L'impronta di carbonio (non considerando il carbonio immagazzinato) dei 23 m3 di CLT in tulipier durante la fase di spedizione dall'impianto di Imola Legno è stata di 5,8 tonnellate di CO2 equivalente (circa 250kg/m3 di CO2 equivalente). In rapporto, i 15,75 m3 di basamenti in cemento posti sul sito a Londra, i quali si presume siano costituiti da materiali locali, hanno avuto un'impronta di carbonio pari a 4,1 tonnellate di CO2 equivalente (circa 260 kg di CO2 equivalente per m3). L'impronta di carbonio di tutti i materiali non legnosi di Nüssli (colle, metalli e vernici) utilizzati per assemblare la struttura è stata di 2,2 tonnellate di CO2 equivalente.

Potenziale di eutrofizzazione 
Il potenziale di eutrofizzazione misura l'eccessivo arricchimento di nutrienti da parte delle acque a causa del rilascio di fosforo o composti di azoto (come i fertilizzanti) e di materia organica (ad esempio negli effluenti). Questo porta all’accumulo di fioriture algali e alla diminuzione dei livelli di ossigeno dell'acqua. Il problema è diffuso in tutto il mondo e la situazione si fa sempre più grave. Il potenziale di eutrofizzazione totale di Endless Stair è di 24,4 kg di fosfato equivalente – quantitativo simile a quello causato ogni anno nel Regno Unito dall’agricoltura convenzionale in un solo ettaro di terreno per la coltivazione del frumento. Sebbene non debba essere trascurato, per Endless Stair il potenziale di eutrofizzazione è probabilmente un problema non così significativo quanto la carbon footprint.
In maniera forse sorprendente, quasi nessuna eutrofizzazione connessa a Endless Stair è legata alla crescita del tulipier. I concimi sono infatti utilizzati molto raramente per favorire la crescita dei legni duri americani, ideale in condizioni naturali. Quasi tutto il potenziale dell'eutrofizzazione della struttura è invece dovuto alle emissioni di nitrati durante la combustione di carburanti per il trasporto e durante la lavorazione dei materiali.

Potenziale di acidificazione 
Il potenziale di acidificazione è una misura delle emissioni che causano effetti acidificanti per l'ambiente e comportano gravi danni agli ecosistemi. Il potenziale di acidificazione di Endless Stair è 172 kg di SO2 (anidride solforosa) equivalente. L'acidificazione è causata principalmente dalla combustione di combustibili fossili e la scala di impatto è direttamente correlata al loro contenuto di zolfo. Per esempio, il potenziale di acidificazione tende ad essere molto alto per i prodotti fabbricati in regioni fortemente dipendenti dal carbone con alto tenore di zolfo.
Oltre la metà del potenziale di acidificazione di Endless Stair è dovuto alle emissioni durante il trasporto dagli Stati Uniti all'Europa del tulipier e riflette il contenuto relativamente alto di zolfo all’interno dei combustibili per uso marittimo. Le possibilità di intervento e riduzione di tale impatto per i prodotti spediti da oltreoceano dipende molto dal livello di progresso internazionale teso a minimizzare la percentuale di zolfo di tali combustibili.
Si stanno compiendo degli sforzi per rendere progressivamente più stringenti i requisiti richiesti della Convenzione internazionale per la prevenzione dell'inquinamento causato da navi (MARPOL). L’obiettivo è che a partire dal 2020 il tenore di zolfo dell'olio combustibile utilizzato a bordo delle navi non superi lo 0,5%. Questo obiettivo è ben lontano dall’essere raggiunto a livello internazionale e lo studio di Endless Stair si attiene alla media globale presunta, ovvero il 2,7%. Per Endless Stair questo impatto viene mitigato in parte dal fatto che gran parte delle emissioni che contribuiscono al potenziale di acidificazione si verificano in zone non popolate (nell'oceano).

Potenziale di creazione di ozono fotochimico (POCP) 
Il POCP misura il contributo di Endless Stair alla creazione del cosiddetto “smog fotochimico”. Tale smog affligge regolarmente le città moderne e influisce sulla vegetazione e sulla salute umana. È causato dall’aumento dei livelli di ozono a livello del suolo originati dalla reazione tra composti organici volatili (come l’etene) e composti di ossigeno nell'aria sotto l'influenza della luce solare. Endless Stair ha un POCP di 47,4 kg di etene equivalente. La maggior parte è a causa delle emissioni di terpeni, ovvero un COV rilasciato dalle resine del legno. I terpeni vengono rilasciati naturalmente man mano crescono gli alberi, tuttavia si registrano emissioni più significative nei processi in cui il legno viene riscaldato (ad esempio l’essicazione artificiale). In pratica c'è una variazione sostanziale del livello di emissioni di COV tra specie e a seconda dei tempi di essiccazione e di altri fattori quali il mix di durame e alburno.
Questa constatazione rende evidente l'esigenza di concentrarsi maggiormente sulla comprensione degli impatti specifici delle emissioni di terpeni nell'ambito delle strutture per l’essicazione artificiale di legno duro negli Stati Uniti e sulle azioni necessarie per mitigare tali impatti.

Conclusioni 
Endless Stair dà prova tanto del potenziale ambientale di CLT con legni duri, quanto della potenza degli strumenti innovativi LCA ora disponibili. È straordinario constatare che la struttura finale abbia il potenziale per immagazzinare più carbonio di quanto venga effettivamente rilasciato durante tutti i processi di estrazione materiale, lavorazione, trasporto, montaggio e installazione.
Per alcuni sarebbe sufficiente etichettarla come struttura "a zero carbonio". Tuttavia gli strumenti LCA ci insegnano a essere molto scettici rispetto a simili indicazioni, evidenziando come un prodotto possa essere definito tale solo in presenza di una spiegazione affidabile del deposito di carbonio in ogni fase, dall'estrazione allo smaltimento, e per ogni componente del prodotto. È improbabile che vi siano industrie già in una posizione tale da poter contestare queste misure. Endless Stair evidenzia inoltre l'importanza critica delle misure per minimizzare i rifiuti e incoraggiare un maggiore riuso dei materiali per attenuare una vasta gamma di effetti. Le misure di efficienza già intraprese dagli stabilimenti americani di lavorazione del legno duro, dal produttore di CLT e dal fabbricante indicano che almeno questo settore dell'industria del legno procede bene verso una gestione della risorsa con un genuino approccio "cradle-to-cradle”, tanto da poter essere di insegnamento alle grandi industrie.
Il progetto di Endless Stair dimostra come ora sia possibile per progettisti e fornitori identificare il tipo, la scala e la localizzazione degli impatti ambientali dei loro prodotti. Questi impatti possono essere identificati precocemente durante il processo di progettazione. Possono essere valutati prototipi e design adattati per ridurre gli impatti ambientali prima della produzione di massa. I fornitori di materiali possono capire quali sono i propri punti di forza ma, soprattutto, i propri punti di debolezza e sviluppare un programma d’azione calibrato.
In breve, Endless Stair,oltre ad essere una bellissima struttura, offre un percorso verso la vera sostenibilità nella progettazione e nella costruzione.

Rupert Oliver, Sustainability Consultant


Location: London
Client:
London Design Festival
Completion:
2013
Architects:
dRMM Architects – timber studio, ARUP Engineering Structures, Material and Fire Specialists
CLT production:
Imola Legno
Lighting Designer:
Seam
Contractor:
Nüssli

Suppliers
American Tulipwood:
Allegheny Wood , Blue Ridge Lumber, J&J, Northland Corporation, Northland Forest Products, Pike, Lumber Company, Shenandoah Hardwood Lumber Co, Verde Wood International
Lighting:
Lumenpulse

Photography:
1/3-8 © Judith Stichtenoth, 4/7-9/11-13 © Jonas Lencer, 12 © Thomas-Etchells
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