Politecnico di Torino (logo)

Bertino, Giulia

Living wall canvas : potenzialità di impiego della canapa come elemento di rivestimento di pareti vegetate.

Rel. Roberto Giordano, Elena Piera Montacchini. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura per il progetto sostenibile, 2015

Abstract:

INTRODUZIONE

La tesi affronta un tema di cui oggi si parla, si scrive e si discute molto: l'utilizzo di materiali naturali per l'edilizia.

Oggi il crescente impatto ambientale causato dalle attività di costruzione, di gestione e di dismissione degli edifici e dalla quantità elevata di materie prime impiegate, rende necessaria una maggiore attenzione alla scelta dei materiali e dei metodi di costruzione. In particolare, l'utilizzo di materiali naturali in ambito architettonico, non è automaticamente sinonimo di sostenibilità, ma anzi necessità di ricerche, approfondimenti e sperimentazioni. Non ci si può limitare alla scelta dei singoli prodotti considerando esclusivamente l'utilizzo e le esigenze del progetto, ma è necessario tenere presente tutta la loro vita: dal momento in cui la materia prima viene prodotta, trasportata in azienda, lavorata ed infine utilizzata per la realizzazione del componente edilizio in questione. Attualmente, poi, sono numerosi gli esempi di applicazione di materiali naturali in architettura, con approcci, obiettivi e risultati spesso molto differenti. Tuttavia, questo ambito possiede ancora delle potenzialità inespresse: la ricerca e la sperimentazione di un materiale naturale ancora poco studiato ed utilizzato in architettura, è il punto di partenza per questo lavoro.

Quali sono gli obiettivi della tesi?

Poste tali premesse, l'obiettivo primario della mia tesi di laurea è valutare l'effettiva fattibilità della progettazione tecnologica con la canapa e il suo possibile ambito di impiego.

Obiettivo secondario è, invece, rendere il procedimento di studio, realizzazione e sperimentazione del prodotto finale un processo ripetibile, non legato ad un'esperienza unica, ma che possa essere industrializzabile e applicabile ad altri prodotti ed in altre circostanze.

Per quale motivo la canapa?

Ho scelto di affrontare l'uso della canapa in quanto è una materia prima naturale, tipica del nostro Paese, che possiede grande potenziale, ma che è scomparsa per molto tempo e che ha, quindi, bisogno di molti studi e sperimentazioni per tornare ad essere competitiva. L'Italia, infatti, può vantare una storia molto lunga e florida come produttrice di canapa, tanto da aver ricoperto a lungo il ruolo di secondo paese a livello internazionale in termini di quintali di materia prima prodotta. Il clima e la tipologia di terreno del nostro Paese ne hanno favorito lo sviluppo, poiché particolarmente adatti per la crescita di questo tipo di piante. In seguito alla Seconda Guerra Mondiale, tuttavia, gli ettari destinati alla canapicoltura iniziarono a diminuire, fino a scomparire del tutto a causa delle leggi contro le sostanze stupefacenti. Soltanto dagli anni '90 si può assistere ad una ripresa della coltivazione e della sperimentazione, nell'ottica di ristabilire una produzione agricola e manifatturiera di questa coltura.

La canapa, inoltre, possiede delle caratteristiche che si adattano particolarmente bene ai requisiti ambientali, energetici e tecnologici che si richiedono ai materiali naturali da costruzione. Già a partire dalla fase di coltivazione in campo, essa si dimostra ottima in quanto non richiede l'uso di fertilizzanti o concimi, ma anzi ha la capacità di svolgere essa stessa una funzione di diserbante, contribuendo così ad un risparmio economico e ad evitare sostanze che potrebbero essere dannose sia per l'uomo che per il terreno. Essa inoltre è in grado di assorbire dall'atmosfera l'anidride carbonica che verrà poi prodotta in fase di costruzione.

La mia tesi, quindi, vuole utilizzare la canapa come materiale per l'edilizia, sfruttando tutte le potenzialità che essa ha, sia come predisposizione naturale a crescere sul territorio italiano che come caratteristiche proprie della pianta.

Come si articola il lavoro?

La tesi è strutturata in quattro parti, che descrivono il percorso di ricerca effettuato.

La prima parte del lavoro definisce lo stato dell'arte della ricerca, in altre parole descrive tutte le caratteristiche botaniche e tipologiche della canapa e presenta le potenzialità che essa ha in termini di sostenibilità ambientale ed energetica. Successivamente viene presentata una panoramica sugli utilizzi storici e quelli sperimentali che vedono l'impiego della canapa: dall'industria alimentare, a quella tessile, per arrivare poi all'edilizia.

Una volta esplorate le diverse caratteristiche che essa ha come materia prima nei diversi settori, ne è stata ipotizzata una vera e propria filiera produttiva. Lo studio non si è limitato, quindi, alla fase di progettazione e ideazione di prodotti innovativi, ma ha approfondito l'intera vita del prodotto, attraverso la proposta e l'ipotesi, come seconda parte della tesi, di una filiera di produzione in Valle di Susa. Per avere un quadro più completo, soprattutto della fase di coltivazione, ci si è serviti delle competenze e dell'esperienza dell'associazione Canapa Valle Susa, che opera sul territorio Valsusino per l'attivazione di tutte le filiere produttive possibili. Partendo dalla scelta del seme, delle tecniche di coltivazione e di raccolta, si giunge ad ottenere dei semilavorati pronti per essere trasformati in azienda. A questo punto sono stati analizzati tutti i possibili utilizzi della canapa come materiale per l'edilizia e, attraverso una valutazione comparativa, si è giunti alla scelta di proseguire il lavoro studiando l'impiego della canapa per la produzione di tessuti non tessuti. Nello specifico, si è scelto di ipotizzare l'uso di un feltro in canapa come strato di contenimento nei sistemi di verde verticale.

Nella terza parte, infatti, vi è un approfondimento dei diversi sistemi di parete vegetale, che parte da una presentazione generale per arrivare ai singoli componenti e ai requisiti a loro richiesti.

Si passa poi alla caratterizzazione del prototipo e alle operazioni di monitoraggio, per verificare l'efficacia del tessuto non tessuto in canapa come strato di contenimento, in condizioni reali di progetto.

Il mio lavoro è articolato come studio di fattibilità dell'intero processo progettuale e di sviluppo tecnologico del materiale. Non esistendo un procedimento stabilito e consolidato per quanto riguarda la creazione di una filiera di produzione della canapa, il modo stesso con cui è stata condotta la ricerca è sperimentale e si basa su esperienze e tentativi di progettazione. Il metodo poi, può presentare diverse variabili che dipendono dall’esperienza degli agricoltori, dei responsabili della filiera, degli attori coinvolti nel progetto e soprattutto dal luogo in cui essa si sviluppa. Inoltre, anche la scelta del prodotto finale da sviluppare e testare è strettamente collegata al contesto di ricerca di questa tesi. Al di là dei risultati raggiunti, che sicuramente potranno essere migliorati con un'affinazione tecnica che permetterà di passare dalla prototipazione alla produzione seriale e che come detto potrebbero variare cambiando il contesto, è stato importante il percorso effettuato. La ricerca, infatti, mette in evidenza le strade seguite, le difficoltà incontrate e gli errori commessi, cercando di proporre un metodo strutturato e ripetibile per la costruzione di una filiera produttiva di un materiale naturale.

Reputo opportuno che un settore come quello della tecnologia dell'architettura, si applichi nell'elaborazione di proposte e di soluzioni sempre innovative, che permettano di migliorare la gamma di possibilità a disposizione dei progettisti. Penso che sia altrettanto importante, tuttavia, essere capaci di proporre nuovi indirizzi strategici, senza dimenticare però di creare nuove reti di relazioni tra esperti e di valorizzare la produttività partendo sempre dal territorio.

Relatori: Roberto Giordano, Elena Piera Montacchini
Soggetti: A Architettura > AD Bioarchitettura
T Tecnica e tecnologia delle costruzioni > TE Tecnologia dei materiali
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Architettura per il progetto sostenibile
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/4175
Capitoli:

Indice

Introduzione

PARTE PRIMA

La risorsa canapa

1.1 canapa nella storia

1.2 caratteristiche botaniche

- classificazione botanica e varietà

- pianta

- esigenze climatiche

- esigenze pedologiche

1.3 ciclo di vita

- semina

- crescita e maturazione

- raccolta

- stigliatura

- macerazione

- separazione del seme

- livelli di resa

1.4 quadro normativo

- normativa europea

- normativa italiana

1.5 sottoprodotti

- alimentazione

- medicina

- tessuti

- carta

- materiali plastici

1.6 impatto ambientale

PARTE SECONDA

La coltivazione e la produzione della canapa in

Valle di Susa (TO)

2.1 dall'oggetto al progetto

2.2 territorio

- canapa nella Valle di Susa

2.3 coltivazione

2.4 analisi e valutazione dell'impiego della canapa in Valle di Susa

- prodotti

- criteri di valutazione

- analisi comparativa

- risultati

2.5 feltri e tessuti non tessuti

- feltri

- tessuti non tessuti

- tessuti non tessuti in canapa

PARTE TERZA

I feltri come componenti di pareti vegetali

3.1 introduzione

3.2 verde verticale

- rivestimenti vegetali

- chiusure verticali vegetali

3.3 benefici e problematiche delle Living Wall Systems

- benefici ambientali

- benefici estetici e psicologici

- benefici acustici

- incremento del valore dell'immobile

- manutenzione

- costi

3.4 progettazione delle Living Wall Systems

- requisiti

- elementi funzionali che compongono il sistema

- varianti tecnologiche nella composizione

3.5 strato di contenimento

- caratteristiche generali

- soluzioni presenti sul mercato

- tessuto non tessuto in canapa come strato di contenimento

3.6 campioni di materiale per la realizzazione del prototipo

PARTE QUARTA

Il prototipo

4.1 nascita di un prototipo

4.2 progetto GRE_EN_S

4.3 materiali utilizzati

4.4 realizzazione e manutenzione iniziale del prototipo

- assemblaggio

- nursery

- installazione del pannello all'interno del sistema

4.5 monitoraggio settimanale

- schede

4.6 risultati

CONCLUSIONI

BIBLIOGRAFIA

Bibliografia:

BIBLIOGRAFIA

Libri e manuali

Aghemo C., Azzolino C., Il progetto dell'involucro opaco, CELID, Torino, 1996

Bacci L., Crisei A., Raschi A., Manuale di coltivazione e prima lavorazione della canapa da fibra, FPDesign, Toscana, 2007

Baldo G.L., Marino M., Rossi S., Analisi del ciclo di vita LCA - Materiali, prodotti, processi, Edizioni Ambiente, Milano, 2005

Bellini 0., Daglio L.; Verde verticale - Soluzioni tecniche nella realizzazione di living walls e green façades, Maggioli Editore, 2009

Bellomo A., Pareti Verdi - Nuove tecniche, Il edizione, Sistemi Editoriali, Napoli, 2009

Bit E., Il nuovo verde verticale - Tecnologie, progetti, linee guida, Wolters- Kluwer, Milano, 2012

Blanc P., The The Vertical Garden: From Nature to the City, W.W. Norton & Company Incorporated, 201

C. Poni, S. Fronzoni , Una fibra versatile. La canapa in Italia dal Medioevo al Novecento, 2005

Capasso S, Canapicoltura e sviluppo dei comuni atellani, Istituto di Studi Atellani, Frattamaggiore, 1994.

Giordano R., I prodotti per l'edilizia sostenibile - La compatibilità ambientale dei materiali nel processo edilizio, Sistemi Editoriali, Napoli, 2010

Lannuti C., Controllo della qualità tecnico prestazionale del componente edilizio. Progettare con l'informazione, Gangemi Editore, Roma, 2001

Lanzavecchia C. A cura di Barbero S., Tamborrini P., Il fare ecologico. Il prodotto industriale e i suoi requisiti ambientali, Edizioni Ambiente srl, Milano, 2012

Lavagna M., Life Cycle Assessment in edilizia. Progettare e costruire in una prospettiva di sostenibilità ambientale, Hoepli, Milano, 2008

Lohr V., Pearson-Mims C., Goodwin G., Interior Plants May Improve Worker Productivity and Reduce Stress in a Windowless Environment, 1996

Molinari C., Procedimenti e metodi della manutenzione edilizia, vol.1, Esselibri Simone, Napoli, 2004

Montacchini E., Bouvet D. La vegetazione nel progetto. Uno strumento per la scelta delle specie vegetali, Sistemi Editoriali, Napoli, 2007

Tamma M., Dipartimento di Economia e Direzione Aziendale, Università Cà Foscari, Criteri per la definizione e valutazione di un nuovo prodotto, aspetti di base ed elementi di discussione, Venezia, Aprile 2005

Wolverton B.C., Amiche piante, Armenia, 1998

Wolverton, B. C.; Douglas, Willard L., Bounds, Keit, A study of interior landscape plants for indoor air pollution abatemen, NASA techdocs, 1989

Articoli scientifici

Freivalde L., Kukle S., Strazds G., Riga Technical University - Association of Textile and Clothing, Industry Hemp Fibres for Nonwoven Insulation Materials, in: "Scientific Journal of Riga Technical University", Vol. 6, 2011

Giordano R., Montacchini E., Tedesco S., L'approccio al ciclo di vita nella progettazione, produzione e monitoraggio di una facciata verde, in: "Techne", Vol. 05, 2013

Giordano R., Strumenti e Metodi di Valutazione dell'Ecocompatibilità in Edilizia, in: "Riciclare in Architettura: scenari innovativi della cultura del progetto", CLEAN, Napoli, 2004

Giordano R., Fassi D., Eco-compatibilità dei prodotti edilizi, in: "Qualità dell'Ambiente Urbano", Il Rapporto APAT, 2005

Giordano R., Grosso M., Strumenti di valutazione della compatibilità ambientale del ciclo di vita dell'edificio, in: "il Progetto Sostenibile", Edicom, Vol. 16, 2007

Giordano R., Peretti G., Requisiti, indicatori e strumenti per la valutazione dell'eco-compatibilità dei prodotti edilizi, in: "Il Progetto Sostenibile", Edicom, Vol. 24, 2009

Giovanardi R., Grassi G., Prospettive per la coltura della canapa in Italia - Non solo fibra tessile dalla coltivazione della canapa, in: "L'informatore agrario", Vol. 20, 2004

Kaltenbach F., Peretti G., Living Walls, Vertical Gardens -From the Flower Pot to the planted System Facades, in: "Detail", Vol. 12, 2008

Montacchini E., Peretti G., Strumenti di valutazione dell'ecocompatibilità nel progetto di architettura, in: "Il Progetto Sostenibile", Edicom, Vol. 10-11, 2006

Sitografia

Portale Associazione Nazionale Architettura Bioecologica - Certificazione ANAB:

http://www.anab.it/

Portale Assocanapa - Associazione di Coordinamento Nazionale per la Canapicoltura http://www.assocanapa.org/

Portale di informazione sulla canapa

http://www.canapaindustriale.it/

Portale CanapaValleSusa - Associazione di coordinamento di filiere produttive di canapa http://www.canapavallesusa.it/

Portale Agenzia Nazionale per le nuove tecnologie, l'energia e lo sviluppo sostenibile: http://www.enea.it/

Portale Fir Fulda - Azienda produttrice di tessuti non tessuti e feltri

http://www.fir-fulda.com/

Portale Growing Green - Start up produttrice dei sistemi GRE_EN_S

http://www.gre-en-s.com/

Portale Fibranova - Associazione di coordinamento di filiere produttive di canapa http://www.gruppofibranova.it/

Portale di informazione sulla canapa

http://www.hemparchitecture.com/

Portale Manifattura Maiano - Azienda produttrice di tessuti non tessuti e feltri http://www.maiano.it/

Portale Material Connection - Banca dati materiali realizzati a partire da materie prime secondarie:

http://www.materialconnexion.com/

Portale Material Recycling - Banca dati materiali realizzati a partire da materie prime secondarie:

http://www.matrec.it/

Portale Toscanapa - Associazione di coordinamento di filiere produttive di canapa http://www.toscanapa.com/

Portale di informazione sulla canapa

http://www.usidellacanapa.it/

Siti aziendali e brevetti per rinverdimento parietale

Portale Bio Tecture Ltd - azienda produttrice del brevetto BioWall, sistema di chiusura verticale vegetata:

http://www.biotecture.uk.com/

Portale Fytogreen - azienda produttrice del brevetto FytoWall, sistema di chiusura verticale vegetata:

http://www.fytogreen.com.au/

Portale Geomoss - azienda produttrice del brevetto Geomoss, sistema di chiusura verticale vegetata: http://www.geomoss.com/

Portale Verde Profilo - azienda produttrice del brevetto GiardinlnVerticale, sistema di

chiusura verticale vegetata:

http://www.giardininverticale.com/

Portale Greenwall S.A.S. - azienda produttrice del brevetto Vegetalis, sistema di chiusura verticale vegetata:

http://www.greenwall.fr/

Portale Naturewall - sistema di chiusura verticale vegetata:

http://www.naturewall.eu/

Portale Peverelli - azienda italiana partner di Greenwall S.A.S:

http://www.peverelli.it/

Portale Poliflor - azienda che produce sistemi di verde verticale:

http://www.poliflor.net/

Portale Reviplant - azienda che produce tecnologie per pareti e tetti verdi:

http://www.reviplant.it/

Portale Sempergreen - azienda che produce il brevetto Sempergreen, sistema di chiusura verticale vegetata:

http://www.sempergreenvertical.com/

Portale Vertical Garden Design - azienda che produce sistemi di chiusura verticale vegetata:

http://www.verticalgardendesign.com/

Portale Vertical Garden Patrick Blanc - azienda che produce il brevetto Green Wall, sistema di chiusura verticale vegetata:

http://www.verticalgardenpatrickblanc.com

Tesi di laurea

Busbridge R., Hemp-Clay: an initial investigation into the thermal, structural and environmental credentials of monolithic clay and hemp walls, Tesi di Laurea Magistrale, University of East London, School of Computing and Technology, A.A. 2009/2010

Consolandi M., Double_Façe: Esigenze, benefici e caratteristiche di un nuovo Living Wall System per interni, Tesi di Laurea Magistrale, Politecnico di Torino, II Facolta' di Architettura, A.A. 2013/2014

Marchis A., Slow Tech Systems, Analisi fisico/tecniche e studio LCA sull'avorio vegetale, sperimentazione di nuovi materiali per l'interior design, Tesi di Laurea Magistrale, Politecnico di Torino, II Facolta' di Architettura, A.A. 2009/2010

Miskin N., The Carbon Sequestration Potential of Hemp-binder - A study of embodied carbon in hemp-binder compared with dry lining solutions for insulating solid walls, Tesi di Laurea Magistrale, University of East London, School of Computing and Technology, A.A. 2009/2010

Sironi M., KeratoStone - Metamorfosi di un sottoprodotto dell'industria alimentare. Dalla produzione alla sperimentazione di un sistema di rivestimento per l'edilizia derivante dal reimpiego di corna bovine, Tesi di Laurea Magistrale, Politecnico di Torino, II Facolta' di Architettura, A.A. 2013/2014

Ceste G., Progettare con i rifiuti - Diario di un'esperienza di riuso della moquette in edilizia, Tesi di Laurea Magistrale, Politecnico di Torino, I Facolta' di Architettura, A.A. 2011/2012

Modifica (riservato agli operatori) Modifica (riservato agli operatori)