a nuova frontiera dell’efficienza energetica e del risparmio dei consumi energetici nell’edilizia passa anche attraverso l’utilizzo di nuovi materiali cementizi. Italcementi, all’interno dei progetti di ricerca Enea sui bandi della Ricerca di sistema, ha ottenuto un finanziamento per lo sviluppo e l’applicazione di cool materials per la riduzione dei consumi di energia elettrica negli edifici mediante lo sviluppo di materiali cementizi ad elevata riflettenza solare. Claudia Capone, responsabile R&D del laboratorio e del team Unconventional Products & Solutions di Italcementi ci spiega che “il settore residenziale e il terziario realizzano i maggiori consumi di energia elettrica in Italia. Una della cause – prosegue – è che si sono incrementati i consumi per la climatizzazione estiva, in particolare, per una maggiore richiesta di confort termico in presenza di edifici che trattengono il calore accumulato”. A innalzare le temperature nelle aree urbane “contribuisce il riscaldamento globale e l’urbanizzazione spinta, dando luogo a quel fenomeno noto come isola di calore urbana”.

COOL MATERIALS: MATERIALI AD ALTA RIFLETTANZA SOLARE

In questi contesti “i materiali da costruzione possono raggiungere temperature superficiali anche di 40 gradi superiori rispetto all’ambiente circostante, perché c’è un elevato assorbimento della radiazione solare incidente sulle pareti degli edifici e sulle pavimentazioni stradali”. Questo surriscaldamento fa sì che “le temperature di superfice degli edifici siano troppo alte e quindi che i flussi termici per conduzione all’interno degli edifici siano altrettanto alti. Questo porta a un aumento dei consumi elettrici per raffrescamento”. Su questa tematica “interveniamo noi. All’interno del progetto – spiega Capone – ci proponiamo di ridurre i consumi elettrici per la climatizzazione estiva degli edifici mediante lo sviluppo di materiali cementizi basati su cool materials”. Questi sono materiali “ad elevata riflettanza solare che consentono di ridurre in maniera significativa la temperatura di superficie dell’edificio in modo da trasmettere all’interno un flusso termico più basso e quindi automaticamente di ridurre la spesa energetica necessaria per il raffrescamento”.

I cool materials, aggiunge Capone, “sono materiali, in prevalenza bianchi che riflettono tutta la radiazione, e possono essere organici e inorganici. Ma in generale anche un materiale colorato, non bianco, che contiene all’interno un cool material capace di riflettere la parte più calda della radiazione, può mantenere la temperatura più bassa. Addirittura – aggiunge – vorremmo approfondire lo studio di materiali termocromatici che dovrebbero avere la possibilità di essere più chiari in estate e più scuri in inverno. In questo modo saremmo in gado di ridurre sia il consumo sia la spesa di energia elettrica per il raffrescamento in estate e per il riscaldamento in inverno”.

All’interno del progetto, prosegue, “ci proponiamo di studiare la compatibilità di questi materiali con matrici cementizie e quindi risolvere il problema della loro compatibilità con un PH fortemente alcalino, evitandoil processo di carbonatazione. Poi andremo a studiare la caratteristiche della loro durabilità, perché a prescindere dalla matrice cementizia, questi materiali possono avere una durabilità nel tempo limitata e quindi affronteremo il problema dell’invecchiamento sia accelerato sia naturale in un campo prova. Al termine di questo esperimento realizzeremo un prototipocon il nostro partner di progetto Enea, per verificare in situ tutte le condizioni ambientali e di costruzione in modo di rilevare dati reali sulle temperature e poi implementarli in un programma di calcolo per dimostrare la potenzialità in termini di minori consumi elettrici”. In generale “l’aspetto fondamentale è avere questi cool materials in funzione d’estate perché è lì che ci aspettiamo la maggiore incidenza nel risparmio del consumo di energia elettrica”. Per Claudia Capone questi materiali non hanno una funzione comparabile con il cosiddetto cappotto termico “si tratta – spiega – di una soluzione parallela che tende a ridurre la temperatura esterna all’edificio. Non è una funzione di isolamento, è una funzione di riduzione del flusso termico”.

Il progetto, finanziato grazie al fondo della ricerca di sistema del settore elettrico, è partito il primo dicembre 2017 e si chiuderà il 30 novembre 2020. È un progetto “molto sfidante nel senso che i materiali che intendiamo utilizzare in materia cementizia non hanno in campo commerciale dei riferimenti e delle applicazioni analoghe. D’altra parte abbiamo realizzato uno studio che sicuramente ci rende fiduciosi circa la possibilità di utilizzare materiali inorganici. La maggiore sfida riguarda i materiali organici che di per sé sono già oggetto di fenomeni di degrado proprio per l’irradiazione solare”.

L’applicazione, “pensata su scala urbana per i motivi legati alla formazione della cosiddetta isola di calore urbana, con un surriscaldamento tipico di tutte le zone urbane rispetto alle aree rurali, vorremmo rivolgerla ai tetti e alle pareti degli edifici urbani, residenziale e terziario, e anche alla pavimentazione stradale. Per mitigare, non risolvere, il problema del riscaldamento urbano. Il nostro focus è la città”.

IL REVAMPING DELLA CEMENTIERA DI REZZATO-MEZZANO

All’Italcementi – storica azienda nata nel 1864 come Società Bergamasca per la Fabbricazione del Cemento e della Calce Idraulica e dal 2016 inglobata in Heidelbergcement, il principale player mondiale di materiali da costruzione, con un fatturato di circa 17,8 miliardi, realizzato in oltre 60 Paesi presenti in 5 continenti – l’attenzione ai nuovi materiali, per ridurre emissioni e consumi energetici, non si limita alla ricerca. Il revamping della cementeria di Rezzato-Mazzano ha permesso, grazie a un intervento di oltre 150 milioni, di rendere l’impianto sempre più efficiente e sostenibile, con risultati ambientali migliori rispetto alle previsioni. Su entrambe le linee produttive (cemento tradizionale e cemento bianco), le prestazioni ambientali dell’impianto sono migliorate di oltre il 79% e l’emissione complessiva delle polveri si è ridotta del 95% grazie all’efficienza nell’utilizzo di risorse energetiche e materiali,consentendo una significativa riduzione dei consumi di risorse idriche.