L’integrazione tra SDGs, LCA, framework Envision® e innovazioni “homemade” si rivela una strategia efficace per guidare la transizione ecologica. L’approccio di Masera Engineering Group
di MATTIA VIGNOLO – MATTIA MAIRONE – MARIO BALESTRA | Masera Engineering Group
DAVIDE MASERA | CEO Masera Engineering Group
Negli ultimi decenni, la crescente pressione delle attività umane sugli ecosistemi ha reso evidente l’urgenza di adottare modelli di sviluppo più sostenibili. In questo contesto, il settore delle costruzioni gioca un ruolo cruciale, sia per il suo impatto ambientale che per il potenziale contributo alla transizione ecologica. Ci sono molti modi per mitigare e adattarsi al cambiamento climatico e agli ampi impatti ambientali causati dagli esseri umani sul pianeta. Uno dei più importanti è rappresentato dai Sustainable Development Goals (SDGs), sviluppati dalle Nazioni Unite nel 2015 per creare un quadro di sviluppo futuro volto a costruire pace e prosperità per le persone e per il pianeta. Sono stati introdotti 17 obiettivi, ciascuno con 8-12 traguardi, con lo scopo di mostrare la connessione tra gli aspetti ambientali, sociali ed economici dello sviluppo sostenibile. Gli SDGs possono fungere da quadro di riferimento per tutte le imprese e organizzazioni, fornendo una direzione chiara su come integrare la sostenibilità nelle strategie e negli obiettivi, assicurando che lo sviluppo sostenibile venga raggiunto e che gli impatti ambientali siano minimizzati.
Il settore delle costruzioni rappresenta il 40% delle emissioni globali di CO2 il 50% dei materiali estratti, il 33% del consumo di acqua e il 35% dei rifiuti globali (One Click LCA 2023). Gli impatti principali di questo settore riguardano l’uso delle risorse naturali (per le quali è il maggior consumatore al mondo), l’inquinamento, l’impatto sugli ecosistemi naturali (attraverso l’inquinamento acustico, luminoso, gli impatti idrologici e la frammentazione delle popolazioni), e infine si stima che il settore delle costruzioni generi un terzo dei rifiuti mondiali.
Alcuni dei modi in cui il settore delle costruzioni può contribuire al raggiungimento degli SDGs includono per esempio l’uso di materie prime rinnovabili e riciclabili, la riduzione del carbonio incorporato nei materiali da costruzione, la riduzione dei rifiuti non recuperabili dalle lavorazioni e la protezione degli habitat naturali durante e dopo la fase di costruzione. Le principali emissioni correlate alle infrastrutture provengono da diverse fasi del loro ciclo di vita, come le emissioni incorporate nei materiali da costruzione (per esempio calcestruzzo e acciaio), l’energia necessaria per trasportare i materiali e svolgere i lavori nei cantieri, il funzionamento stesso delle infrastrutture, l’uso delle attrezzature necessarie per la manutenzione e infine lo smantellamento delle infrastrutture.
Analisi LCA
Nel 2021 le Nazioni Unite hanno pubblicato un rapporto in cui si afferma che le infrastrutture richiedono un approccio integrato che consideri il sistema infrastrutturale e i bisogni futuri delle popolazioni. È quindi fondamentale considerare l’intero ciclo di vita di un progetto infrastrutturale e intraprendere azioni per ridurre gli impatti ambientali, al fine di favorire uno sviluppo compatibile con il clima e in linea con gli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile (SDGs). Per farlo, occorre adottare strumenti oggettivi come l’analisi del ciclo di vita (Life-Cycle Assessment – LCA), che consiste, secondo la norma internazionale ISO 14040, in un metodo scientifico utilizzato per valutare l’impatto ambientale di un progetto di costruzione lungo l’intero ciclo di vita.
L’LCA è comunemente definita un’analisi “dalla culla alla tomba”, ma ha un impatto particolarmente rilevante nelle fasi iniziali di progettazione, in cui le scelte compiute influenzano in modo significativo l’intero ciclo di vita del prodotto. L’LCA si concentra sull’identificazione e quantificazione dei carichi ambientali (ad esempio consumo di energia e materie prime, emissioni e rifiuti), sulla valutazione dei potenziali impatti associati e sull’analisi delle possibili strategie di mitigazione (European Environment Agency n.d.).
Oltre al calcolo delle emissioni di gas serra (spesso indicato come carbon footprint), l’LCA può valutare anche altri aspetti, come la distruzione dell’ozono, l’eutrofizzazione e gli effetti sulla salute umana. Le LCA possono assumere forme diverse, permettono infatti di misurare non solo l’impatto ambientale di un progetto in tutte le sue fasi, ma anche di quantificare l’impronta dei singoli materiali utilizzati. Quando si esegue un’analisi LCA, si analizzano cinque fasi principali del ciclo di vita dell’opera per determinare i suoi impatti complessivi:
Fasi A1-A3: estrazione, produzione delle materie prime e loro trasporto al cantiere;
Fasi A4-A5: fase di costruzione, inclusa l’installazione e l’assemblaggio della struttura;
Fasi B1-B5: gestione e manutenzione dell’opera una volta completata;
Fasi C1-C4: fine del ciclo di vita, incluso il trasporto e lo smaltimento dei materiali;
Fase D: considera aspetti al di fuori del confine del sistema, come il riutilizzo e il riciclo dei materiali.
Per realizzare un’analisi LCA è necessario sviluppare un inventario LCA, ovvero la raccolta dei dati del progetto necessari per effettuare la valutazione. L’inventario consiste nella quantificazione degli input e output verso e dall’ambiente naturale (cioè, requisiti di materie prime, emissioni atmosferiche, emissioni nel suolo, emissioni nelle acque, ecc.). Dopo la creazione dell’inventario, si procede con la successiva fase di analisi: ogni dato che rappresenta un’emissione nell’ambiente o un uso di risorse viene analizzato e caratterizzato in termini di impatti ambientali, utilizzando diverse categorie di indicatori. Le principali includono: Potenziale di Riscaldamento Globale (GWP), potenziale di acidificazione, potenziale di eutrofizzazione e potenziale di distruzione dell’ozono.
Le analisi LCA offrono una visione esaustiva dei molteplici impatti ambientali e rappresentano uno strumento determinante per favorire un cambiamento positivo nel settore delle costruzioni e delle infrastrutture. Le analisi del ciclo di vita sono quindi importanti perché:
• Identificano gli impatti ambientali lungo tutto il ciclo di vita, dall’estrazione delle materie prime fino allo smaltimento finale;
• Possono essere utilizzate per valutare diverse opzioni progettuali, conducendo un’analisi per ciascuna di esse; tali valutazioni possono poi essere utilizzate da architetti e progettisti per migliorare il progetto e ridurre gli impatti ambientali negativi;
• Permettono di individuare i punti critici (hotspot) nel ciclo di vita di un progetto, ovvero le fasi in cui si verificano i maggiori impatti ambientali. Questo consente di concentrarsi su interventi mirati per la riduzione degli stessi;
• Possono essere impiegate per valutare diversi materiali e prodotti, con l’obiettivo di raggiungere emissioni più basse nel corso del ciclo di vita del progetto.
La completezza di Envision®
Per supportare l’integrazione della sostenibilità nelle infrastrutture, strumenti come Envision® offrono un quadro operativo che affianca l’LCA nella valutazione completa dei progetti, garantendo coerenza con gli SDGs e incentivando pratiche innovative. Il framework Envision®, sviluppato dall’Institute for Sustainable Infrastructure (ISI), rappresenta un sistema pratico e operativo per mettere in atto la sostenibilità nelle infrastrutture civili. Collegandosi direttamente ai principi degli SDGs e integrando l’approccio dell’LCA, Envision® consente una valutazione completa della sostenibilità di un progetto attraverso criteri specifici e punteggi chiari. Questo protocollo rappresenta il primo sistema di valutazione pensato per realizzare infrastrutture sostenibili attraverso una griglia di analisi adattabile a qualsiasi tipo di progetto infrastrutturale. Si tratta di uno strumento di valutazione indipendente, in grado di supportare aziende, project manager e amministrazioni pubbliche nella progettazione di infrastrutture. Fornisce inoltre una visione complessiva su vari aspetti, come l’efficienza degli investimenti, il rispetto degli ecosistemi, i rischi climatici e ambientali, la durabilità, la leadership e il miglioramento della qualità della vita, per garantire la sostenibilità a lungo termine delle infrastrutture.
Il sistema di valutazione si compone di 64 crediti suddivisi in 5 categorie. Ogni credito può essere analizzato e valutato attraverso l’attribuzione di un punteggio che ne quantifica la performance di sostenibilità secondo la classificazione:
Improved: quando la performance è superiore al livello convenzionale;
Enhanced: quando la performance è in linea con i principi di Envision;
Superior: quando il progetto è sostenibile, ma non ancora a impatto zero;
Conserving: quando il progetto non ha impatti negativi;
Restorative: quando la performance migliora i sistemi naturali e sociali ripristinando un equilibrio in precedenza compromesso.
Inoltre, sono disponibili crediti extra come riconoscimento per l’applicazione di misure innovative nel progetto. In base alla somma dei punteggi ottenuti, convertiti in percentuale, viene attribuito un livello di certificazione. I livelli e i punteggi corrispondenti sono:
Verified award (>20%)
Silver award (>30%)
Gold award (>40%)
Platinum award (>50%).
Le infrastrutture giocano un ruolo fondamentale nel garantire uno sviluppo sostenibile e resiliente, soprattutto in un contesto globale sempre più segnato dal cambiamento climatico e dalla crisi ambientale.. L’integrazione tra gli SDGs, l’analisi del ciclo di vita (LCA) e il framework Envision® rappresenta una strategia efficace per guidare la transizione ecologica del settore delle costruzioni. Adottare questi strumenti significa non solo ridurre gli impatti ambientali, ma anche migliorare la qualità della vita delle persone, rendere le città più vivibili e costruire un futuro più equo e sicuro. È essenziale promuovere un approccio sistemico e multidisciplinare, in cui progettisti, imprese e pubblica amministrazione collaborino per un obiettivo comune: realizzare infrastrutture capaci di soddisfare i bisogni del presente e proteggere le generazioni future.
Sostenibilità applicata
All’interno di Masera Engineering Group Srl la sostenibilità ha un ruolo cruciale nella valutazione dei diversi progetti; le analisi LCA vengono infatti utilizzate sia con il fine di individuare i materiali più ecologici da utilizzare nei viadotti in fase di progettazione sia per ridurre l’impatto ambientale generato dalle procedure di demolizione dei ponti esistenti: vi sono molte opzioni tra cui scegliere quando si selezionano i materiali principali per realizzare un progetto, e valutandoli correttamente è possibile diminuire, in alcuni casi anche drasticamente, le emissioni.
Adottando inoltre una metodologia di demolizione rispetto a un’altra, a seconda delle caratteristiche del viadotto, della sua posizione e della durata lavori, si possono ridurre ulteriormente le emissioni di CO2. Grazie anche a queste scelte, un progetto ha molte più possibilità di ottenere un alto livello di certificazione tramite il protocollo Envision®, risultando così un esempio da seguire per ottenere un’infrastruttura sostenibile. Masera Engineering Group Srl punta alla creazione di un plug-in che permetta l’interconnessione diretta tra sostenibilità e BIM: partendo da un database interno di sostenibilità creato tramite l’analisi di numerosi casi studio, l’azienda sviluppa un tool da collegare ai principali programmi di modellazione utilizzati, in grado di fornire come output un’analisi delle emissioni provenienti dal progetto in tempo reale, così da ottimizzare il processo decisionale dei progettisti e ridurre il più possibile l’impatto ambientale.
Gli autori
Mattia Vignolo ha conseguito la Laurea Magistrale in Ingegneria Civile con specializzazione in Strutture al Politecnico di Torino nel 2024. La sua Tesi Magistrale, svolta in Masera Engineering Group, ha riguardato la sostenibilità nella demolizione e nella costruzione di viadotti. In Masera come ingegnere strutturista dal 2024, si è occupato della progettazione di ponti in c.a. e c.a.p e misti acciaio-calcestruzzo, oltre a condurre ricerca sulla sostenibilità. Attualmente è iscritto ad un master universitario di II livello in Building Information Modeling presso l’Università di Pisa.
Mattia Mairone ha conseguito la Laurea Magistrale in Ingegneria Civile con specializzazione in Strutture al Politecnico di Torino nel 2021. La sua Tesi Magistrale, svolta in Masera Engineering Group, ha riguardato la fatica nei ponti in acciaio a piastra ortotropa. Dal 2022 è iscritto all’Albo degli Ingegneri della provincia di Vercelli. In Masera come ingegnere strutturista dal 2021, si è occupato della progettazione di ponti in c.a. e c.a.p e misti acciaio-calcestruzzo, oltre a condurre ricerca su analisi non lineari di ponti esistenti. Nel 2022 ha iniziato un dottorato di ricerca al Politecnico di Torino sul rinforzo di strutture in c.a. con barre in GFRP. Attualmente svolge un anno di ricerca presso l’University of Miami (Miami, Florida) sperimentando barre GFRP di grande diametro per il rinforzo di fondazioni di ponti.
Mario Balestra ha conseguito la Laurea Magistrale in Ingegneria Civile con specializzazione in Strutture al Politecnico di Torino nel 2021. La sua Tesi Magistrale ha riguardato lo studio della propagazione ed il monitoraggio delle fratture con la tecnica delle emissioni acustiche. Dal 2022 è iscritto all’Albo degli Ingegneri. In Masera come ingegnere strutturista dal 2022, si è occupato della progettazione e verifica di ponti in c.a. e c.a.p e attualmente ricopre il ruolo di BIM Coordinator.
Davide Masera è CEO di Masera Engineering Group Srl e IMI Infrastrutture Srl. Assistente Professore di Meccanica Strutturale al Politecnico di Torino, ha conseguito, oltre alla Laurea Magistrale in Ingegneria Civile, il titolo di Dottore di Ricerca in Ingegneria Strutturale presso il Politecnico di Torino (anno 2009) e il Master di II livello in “Progettazione Sismica di Strutture per Costruzioni Sostenibili” presso la scuola F.lli Pesenti del Politecnico di Milano (anno 2017). Specialista nella progettazione di strutture in calcestruzzo armato e precompresso, ponti e viadotti, edifici alti e monitoraggio strutturale delle infrastrutture. Davide Masera collabora continuativamente con il Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica del Politecnico di Torino, svolgendo attività di ricerca scientifica su temi di ingegneria strutturale altamente specializzati.
