Con l’Aerogel in Svizzera si costruiscono edifici più grandi

I materiali super isolanti come gli Aerogel, miscele di un gas e di un solido estremamente leggere e trasparenti, sono molto costosi.
Allo stesso tempo, offrono un potente vantaggio: più sottile è l’isolamento di un edificio, maggiore è la sua superficie utile.
Un team di ricerca dell’EMPA e dell’Università di Ginevra mostra quando e dove, già oggi, l’uso dell’Aerogel è economicamente conveniente e azzarda una previsione ottimistica.

Usare materiali super isolanti nella costruzione di immobili quanto conviene?

I prezzi degli immobili svizzeri, in quest’ultimo anno, sono aumentati per mesi, infrangendo il sogno di molte famiglie di possedere una casa.
Soprattutto in grandi città come Zurigo, Ginevra, Lugano e Basilea, i costi al metro quadro sono tra i più alti d’Europa.
Un metro quadro di superficie è quindi denaro contante: a Zurigo il prezzo medio è di circa 12.700 franchi svizzeri.
Chi costruisce in modo intelligente – e soprattutto economico – cerca quindi di massimizzare il più possibile lo spazio utilizzabile dell’edificio, sia in una nuova costruzione che in una ristrutturazione.
I materiali super isolanti come gli Aerogel possono svolgere un ruolo importante in questo senso.
A parità di effetto isolante, gli Aerogel richiedono la metà o addirittura solo un quarto dello spessore necessario con le tecnologie isolanti tradizionali.
D’altra parte, questi isolanti ad alte prestazioni sono molto più costosi. Nel loro ultimo studio, un team guidato dal ricercatore Jannis Wernery dei Laboratori Federali Svizzeri per la Scienza e la Tecnologia dei Materiali si è posto una domanda: “Quando conviene l’uso di materiali super isolanti?”.
In altre parole: quando il beneficio economico della superficie aggiuntiva è maggiore del costo aggiuntivo del materiale isolante più costoso che porta a questo guadagno di superficie?
“A questo scopo”, spiega Wernery, “abbiamo ottenuto una semplice equazione che potrà essere utilizzata anche in futuro dai progettisti per decidere il materiale isolante più adatto nelle prime fasi del processo”.

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Investire sull’isolamento più spinto: c’è del potenziale negli Stati più popolati

Da questa analisi, si evince che è ovvio come l’uso del super isolamento sia particolarmente utile nel contesto di un’edilizia densa, come accade nelle grandi città.
Per la loro analisi, i ricercatori dell’EMPA hanno preso in considerazione le 25 città più costose in Europa, Nord America e Asia. In tutte e tre gli Stati hanno individuato un grande potenziale.
In una prima analisi, costruire con l’Aerogel invece che con la lana minerale, conviene laddove il prezzo al metro quadro sia superiore a 8.000 franchi svizzeri.
In Europa, questo vale per le 15 città più costose, comprese le quattro città svizzere già menzionate. In Nord America, per le 14 città più costose, da New York a Waikiki. Infine, anche per le dieci città più costose dell’Asia.

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Un esempio realmente ficcante nella Hohlstrasse di Zurigo tra il 2015 e il 2019

Un esempio concreto nella Hohlstrasse di Zurigo dimostra quanto possa essere redditizio l’uso di materiali super isolanti.
L’edificio misto residenziale e commerciale nel centro della città è stato costruito tra il 2015 e il 2019 ed è considerato il primo edificio in Svizzera a essere stato isolato quasi interamente con Aerogel.
L’immobile è l’ultimo tassello di uno sviluppo a blocchi perimetrali. Il perimetro esterno doveva quindi corrispondere a quello degli edifici esistenti e non lasciare alcun margine di manovra.
“Per massimizzare lo spazio all’interno, è stata utilizzata una facciata in Aerogel di legno con uno spessore di soli 14 centimetri”, spiega Wernery, che ha svolto il ruolo di consulente scientifico durante le fasi di progettazione e costruzione della struttura.
“In confronto, una facciata con materiale isolante convenzionale avrebbe avuto uno spessore di circa 20 centimetri”, aggiunge il ricercatore dell’EMPA.
Estrapolato all’intero edificio, l’uso del materiale super isolante ha creato circa 30 metri quadrati aggiuntivi di spazio utilizzabile.
Con un prezzo di 12.700 franchi svizzeri al metro quadro, si ottiene un valore aggiunto di 381.000 franchi svizzeri.
Deducendo i costi aggiuntivi dell’Aerogel rispetto all’isolamento convenzionale, si ricava un profitto di circa 247.000 franchi svizzeri.
“Questo è il punto in cui ci troviamo oggi. Tutto diventa ancora più eccitante se si guarda al futuro”, egli afferma.

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Doveroso semplificare il processo di produzione e rendere il materiale accessibile

L’uso dell’Aerogel nell’edilizia è piuttosto nuovo. Allo stesso tempo, sono in corso importanti sforzi di ricerca – tra cui quelli dell’EMPA – per semplificare il processo di produzione degli Aerogel e rendere così il materiale più accessibile.
“Rispetto ai metodi di produzione attuali, lo scenario migliore è il dimezzamento dei costi di produzione dei granuli di Aerogel”, continua il ricercatore dei Laboratori Federali Svizzeri per la Scienza e la Tecnologia dei Materiali.
Se questo accadrà e i prezzi degli immobili continueranno a salire, presto non saranno più soltanto le città più costose del mondo a poter utilizzare l’Aerogel in modo economicamente vantaggioso, ma anche tutte le altre.

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L’équipe sviluppa elementi prefabbricati in legno adatti a costruire e a sanificare

In collaborazione con le aziende Agitec AG ed Erne AG Holzbau e con il supporto di Innosuisse, il team EMPA di Jannis Wernery ha sviluppato elementi prefabbricati in legno di Aerogel, adatti sia a nuove costruzioni e ampliamenti che a ristrutturazioni.
Gli elementi sono costituiti da pannelli OSB con intercapedini riempite di Aerogel. Con uno spessore di soli 15 centimetri gli elementi raggiungono un valore U (coefficiente di trasferimento del calore) di 0,2 W/(m2K).

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Esperimenti nell’unità NEST Sprint inaugurata nell’agosto 2021 per EMPA ed EAWAG

Per una prima prova sul campo, i nuovi elementi sono stati installati nell’unità NEST Sprint inaugurata alla fine di agosto 2021 nell’edificio di ricerca e innovazione degli stessi Laboratori Federali Svizzeri per la Scienza e la Tecnologia dei Materiali e dell’Istituto Federale Svizzero di Scienza e Tecnologia dell’Acqua (EAWAG).
L’unità Sprint è stata costruita quasi interamente con componenti e materiali di scarto riutilizzati. Seguendo questa massima, per la costruzione dell’unità Sprint sono stati utilizzati anche gli scarti e i materiali di scarto della produzione di lastre e granulato di Aerogel.
Il funzionamento degli elementi della facciata viene ora costantemente monitorato.

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