Proprio partendo da queste considerazioni e riprendendo l'incipit iniziale "Da sempre, con fasi alterne, l'uomo ha cercato di ridurre al minimo gli scarti delle più svariate lavorazioni, cercando di trarre beneficio da ciò che molti consideravano un rifiuto", questo elaborato di tesi vuole analizzare in tutte le sue fasi, il progetto denominato Keratostone, che consiste nella realizzazione di un sistema di rivestimento derivante dalla trasformazione di uno specifico sottoprodotto di categoria 3 del processo di macellazione, le corna bovine, stravolgendo il concetto di rifiuto, definendo dapprima il concetto di sottoprodotto, per giungere poi alla realizzazione di prodotto vero e proprio. Oggigiorno, l'evoluzione tecnologica in atto mostra come sia possibile impiegare congiuntamente materiali "poveri", tecniche antiche e metodi di costruzione premoderni assieme a prodotti e sistemi costruttivi di nuova generazione, derivati da una tecnologia dalle elevate prestazioni, sofisticata e avanzata, il settore dei materiali e delle tecniche a basso costo attualmente rappresenta quindi uno scenario emergente nel campo della sperimentazione dei materiali e delle tecnologie costruttive.

Con l'avvento della fase moderna, l'interesse ad utilizzare in campo architettonico i materiali derivati dalla produzione industriale, incoraggiato dal risparmio derivato dagli oggettivi vantaggi costruttivi e dal progressivo aumento del costo della mano d'opera, che rendeva in un certo senso "preziosi" i materiali più tradizionali, aveva già spinto quegli architetti guidati da un forte spirito modernista a trovare insolite applicazioni dei materiali cosiddetti poveri fino ad allora sconosciuti, che apportavano alla costruzione un carattere espressivo di rilevante connotazione artistica. Tutte queste considerazioni hanno così progressivamente generato una sorta di approccio low cost, diventato non solo una necessità, ma anche un valore aggiunto per traguardare così in maniera concreta una nuova direzione verso cui tracciare i binari che l'architettura del prossimo futuro dovrà percorrere.

Con il termine low cost si deve intendere però non solamente l'impiego di un budget limitato per la realizzazione di un' opera ma anche la possibilità di concepire nuove soluzioni attraverso l'ideazione di dettagli costruttivi più economici, l'utilizzazione di materiali insoliti e di componenti edilizi di nuova generazione. Impiegando materiali forniti dall'industria e fornendo ad essi una migliore specificità, in un processo molto simile alla creatività artistica, sono stati oggi riportati in uso i più svariati materiali, quali vetro, plastica, tessili o addirittura scarti dei processi dell'industria agroalimentare, tradizionalmente trascurati poiché associati a progetti architettonici di bassa qualità. La qualità di questi materiali, non risiede solamente nella loro capacità attrattiva, o nella pregiatezza del dettaglio, ma il loro successo è da dato prevalentemente dalla combinazione intrinseca sostenibile di fattori sociali, ambientali ed economici.

La dimensione low cost, prevede dunque l'impiego di materiali naturali sostenibili, che si affiancano alle risorse energetiche disponibili in natura, anche al fine di ottimizzare le condizioni di comfort ambientale, oppure ricerca nuove espressività linguistiche attraverso l'uso dei materiali e tecnologie tesi ad ottimizzare il rapporto costibenefici, dove il progetto, prendendo anche ispirazione dal passato, si avvale di tecnologie attuali, oppure ancora impiega tecniche semplici e a basso costo che, facendo uso di materiali tradizionali, utilizzano soltanto parzialmente alcuni materiali innovativi.

Il presente elaborato di tesi è stato strutturato attraverso una sequenza di capitoli che affrontano nell'insieme l'intero ciclo di vita del materiale, "dalla culla alla tomba". Il percorso che ha portato alla stesura di questo testo, è frutto di una fusione di vari elementi quali la necessità di presentare un materiale dai costi contenuti, la necessità di definire "nuove" forme di produzione su modelli esistenti, non sottovalutando, ma anzi ponendo come obbiettivo principe, la sostenibilità ambientale espressa al suo meglio con la selezione di un materiale di partenza che viene definito come rifiuto. Ciò ha consentito, a mio parere, di inserirsi nella maniera più corretta sull' attuale situazione di crisi economica ed energetica, offrendo allo stesso tempo la possibilità di pervenire ad una rinnovata dimensione operativa per i materiali, i sistemi costruttivi e nel suo piccolo, l'immagine dell'architettura.

La prima parte, definisce lo stato dell'arte della ricerca. Dapprima viene presentato il ciclo di vita del bovino, ossia la fonte originaria del materiale proposto, di seguito è stato descritto l'impatto che l'attività di allevamento dei bovini ha in termini di carichi ambientali, consumo delle risorse ed emissioni climalteranti da esse derivanti. Vengono descritte anche le conseguenze che gli attuali sistemi di allevamento e produzione di carne bovina hanno all'interno della Comunità Europea, e il quadro normativo di riferimento, relativo ai sottoprodotti di origine animale e dei prodotti derivati non destinati al consumo umano. In tal senso sono stati analizzati anche progetti che attualmente trovano spazio all'interno dei mercati globali, che fanno del punto di forza la valorizzazione dei sottoprodotti di differenti lavorazioni industriali.

Nella seconda parte, viene introdotto uno studio di fattibilità del prodotto. Definito il quadro normativo relativo al processo di produzione, con riferimento alla norma UNI EN ISO 14025:2006, relativa alla EPD e concernente la dichiarazione ambientale di prodotto, e alla UNI EN ISO 14040:2006 relativa ai principi della gestione ambientale del prodotto e la valutazione del suo ciclo di vita, si passa poi all'analisi chimico-fisica del corno, mediante il supporto di articoli scientifici trattanti tale materiale. Successivamente viene presentata una panoramica contente gli utilizzi storici che hanno visto l'impiego del corno bovino; dall'industria agroalimentare, con la produzione di fertilizzanti che oggi chiameremmo "biologici", ma che non sono altro che il fertilizzante naturale per eccellenza, prima che venissero soppiantati da quelli chimici, all'industria tessile che utilizzava il corno bovino per la produzione di pregiati bottoni da inserire nei capi comunemente indossati da tutti prima dell'avvento delle materie polimeriche. In questo secondo capitolo, vengono inoltre spiegate la prima fase di sperimentazione del prodotto, definendo dapprima la fase di raccolta dei materiali, per poi proseguire con l'illustrazione delle fasi di lavorazione, e delle altre componenti che caratterizzano il sistema di rivestimento, seguita dalla seconda fase, che prevede l'utilizzo di materiali prodotti da realtà artigianali presenti attualmente sullo scenario italiano, accostati a prodotti edili, selezionati per coscienza ecologica e rispetto dei valori della sostenibilità ambientale.

Quello che emerge dalla terza parte, è invece un'analisi più oculata delle caratteristiche chimico-fisiche del prodotto proposto. Viene dunque descritto l'iter scientifico relativo al quadro normativo di riferimento per l'ottenimento della Marcatura CE del prodotto, in attinenza con le norme UNI EN ISO della serie 10545:2006 e UNI EN ISO 14411:2012 riferite, in mancanza di una specifica normativa sull'utilizzo del corno bovino in ambito edilizio, alla definizione, classificazione, caratteristiche, e valutazione di conformità delle piastrelle di ceramica. Tale valutazione porta alla sperimentazione, effettuata presso i laboratori del DISAT (Dipartimento di Scienza Applicata e Tecnologia) del Politecnico di Torino, in riferimento a quattro specifiche norme. La UNI EN ISO 10545-3, per la determinazione dell'assorbimento di acqua, della porosità apparente, della densità relativa apparente e della densità apparente; la UNI EN ISO 10545-9, per la determinazione della resistenza agli sbalzi termici; la UNI EN ISO 10545-13, per la determinazione della resistenza chimica; ed infine la UNI EN ISO 10545-14 per la determinazione della resistenza alle macchie. Tutte le analisi effettuate evidenziano risultati positivi in riferimento ai test condotti sul materiale, dettati delle normative sopraelencate.

Nell'ultima parte, viene definito quello che è il risultato dello studio del processo industriale riferito alla produzione del sistema di rivestimento a mosaico denominato Keratostone. Il nome Ke-ratostone, deriva dalla sincrasi di due parole, dal greco "Kératos" cioè corno, e dall'inglese "Stone" ossia pietra. Tale nome ha l'intento di definire sin dall'inizio la natura del materiale, connotandolo mediante un escamotage linguistico, alle caratteristiche di durevolezza del tutto riferibili a quelle dei materiali lapidei.

Il processo industriale viene descritto in tutte le sue fasi, con riferimento specifico a quello fuori opera, ma che tiene conto anche di quello in opera, attraverso l'esplicitazione di tutti i passaggi che costituiscono la produzione dei mosaico. Dalla raccolta dei materiali, attraverso la costituzione di un consorzio sul modello Coalvi, utile per reperire un importante quantità di materia prima concentrata negli oltre 60 mattatoi già consorziati dalla cooperativa piemontese, ad alcune considerazioni etiche sulla modalità di asportazione del corno nei bovini di allevamento, che nel caso specifico, eviterebbe traumi, ferite e stress ulteriore agli animali poiché asportato post-mortem.

Le lavorazioni proposte non hanno nulla di particolarmente innovativo, ma bensì si basano su una commistione di antichi mestieri e tecnologia più o meno moderna. Gli strumenti impiegati sono comuni strumenti da artigiano, sega e levigatrice a nastro, associati ad essiccatoi ed autoclavi per la sterilizzazione e la bollitura del materiale.

Nello stesso capitolo, vengono inoltre riportate tre tipologie di valutazione del progetto, la prima di tipo quantitativo, analizzando il potenziale di materia prima annualmente reperibile attraverso la costituzione del solo consorzio; la seconda di tipo economico, per definire il prezzo ipotetico di commercializzazione del prodotto, in relazione ai costi emersi nelle fasi precedentemente descritte; e l'ultima di tipo energetico-ambientale, mediante il software di calcolo Boustead Model, in grado di far emergere dati fondamentali al fine della valutazione dell'impronta ecologica del prodotto, quali il Contenuto di Energia Primaria (CEP) e le emissioni di anidride carbonica emesse in atmosfera (C02 eq). In ultimo, alla luce della convenzione in atto tra il Politecnico di Torino e la EcoMaterials Library MATREC, viene proposta una scheda prodotto sul modello della banca dati presente, la quale ha il compito di far emergere le caratteristiche del materiale, definendo sinteticamente ancora una volta le sue lavorazioni ed evidenziare i dati relativi al footprint associato, quali consumi energetici ed emissioni climalteranti.

1.3 Materie prime

1.4 Sottoprodotti

1.5 Quadro normativo relativo ai sottoprodotti di origine animale e dei prodotti derivati on destinati al consumo umano

1.6 tilizzi storici ed esperienze di valorizzazione dei sottoprodotti

PARTE SECONDA : Attività sperimentale

2.0 nalisi chimico-fisica del corno

2.1 Raccolta materiali

2.2 Prima fase di sperimentazione del prodotto

2.3 Auto lavorazione del prodotto

2.3.1 Selezione dei materiali

2.4 Seconda fase di sperimentazione del prodotto

2.4.1 Fornitura materie prime e seconda lavorazione - Panamar snc

2.4.2 Selezione dei materiali Kerakoll spa

PARTE TERZA : Caratterizzazione chimico e fisica

3.0 Il quadro normativo di riferimento relativo alla Marcatura CE sulle piastrelle di ceramica

3.1 Test per la marcatura CE sulle piastrelle di corno

3.2 Determinazione dell'assorbimento di acqua, della porosità apparente, della densità relativa apparente e della densità apparente

3.3 Determinazione della resistenza agli sbalzi termici

3.4 Determinazione della resistenza chimica

3.5 Determinazione della resistenza alle macchie

PARTE QUARTA : Caratterizzazione tecnologico, economica e ambientale

4.0 Processo industriale

4.1 Produzione fuori opera

1 fase _ Costituzione di un consorzio sul modello Coalvi

2 fase _ Recupero del materiale nei mattatoi

4.1.1 Considerazione sulla modalità di asportazione del corno

3 fase _ Recepimento del materiale in azienda e prima lavorazione

4 fase _ Sterilizzazione e allentamento fisico della rigida struttura cornea

5 fase _ Primo taglio superficie utile e asportazione tronco di cono finale

6 fase _ Pressatura e costituzione del foglio cheratinico

7 fase _ Secondo taglio e costituzione delle tessere di mosaico

8 fase _ Smussatura dei margini e levigazione delle superfici

9 fase _ Incollaggio tessere su rete d'aggrappo

4.2 Produzione in opera

1 fase _ incollaggio rivestimento/parete

2 fase _ Stuccatura e riempimento fughe

3 fase _ Verniciatura e sigillatura superficie utile

4.3 Valutazione economica del progetto

4.4 Valutazione quantitativa potenziale di materia prima annua reperibile

4.5 Valutazione quantitativa potenziale di costo della sola materia prima al m2 e relativo prezzo di vendita

4.6 Quadro normativo di riferimento relativo alla valutazione dell'ecocompatibilità del processo di produzione

4.7 Valutazione energetico-ambientale del prodotto Keratostone

4.8 Inserimento prodotto banca dati MATREC e scheda tecnica materiale

BIBLIOGRAFIA

ALLEGATI

-Ministero dell'Istruzione, dell'Università e delle Ricerca, "Horizon 2020 Italia", marzo 2013.

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TESI DI LAUREA:

-M. Bertola, PUrAL "Produzione e sperimentazione di un elemento di involucro attraverso il recupero di scarti di alluminio”,Tesi di Laurea Magistrale, Politecnico di Torino, II Facolta' di Architettura, A.A. 2010/2011 - relatori : Jean Marc Tulliani, Roberto Giordano.

-A. Marchis, Slow Tech Systems "Analisi fisico/tecniche e studio ICA sull'avorio vegetale, sperimentazione di nuovi materiali per l'interior design", Tesi di Laurea Magistrale, Politecnico di Torino, II Facolta' di Architettura, A.A. 2010/2011 - relatore : Jean Marc Tulliani- correlatori : Roberto Giordano, Marco Sangermano.

-C. Pizzimenti, "Il progetto tecnologico del bambù: utilizzo di pannelli di bambù in moduli abitativi di eme ambientali", Tesi di Laurea Magistrale, Polacolta' di Architettura, A.A. 2010/2011- relatori: Orio De Paoli, Irene Caltabiano, Roberto Giordano.