Roma – L’ambiente edificato, che comprende la costruzione e il funzionamento di edifici, autostrade, ponti e altre infrastrutture, è responsabile di quasi il 40 percento delle emissioni globali di gas serra che contribuiscono al cambiamento climatico.
Mentre molti codici edilizi e parametri di riferimento si sono concentrati sulla costruzione di nuovi edifici “più verdi” e più efficienti dal punto di vista energetico, non è sufficiente cercare di ridurre le emissioni nelle operazioni, ha affermato Ming Hu , preside associato per la ricerca, la borsa di studio e il lavoro creativo presso la School of Architecture di Notre Dame. Piuttosto, i decisori politici e i leader del settore devono adottare una visione più ampia esaminando il ruolo del carbonio incorporato negli edifici esistenti.
Il carbonio incorporato rappresenta la quantità di emissioni di gas serra associate all’intero ciclo di vita di un prodotto, tra cui l’estrazione, la produzione e il trasferimento dei materiali; la fabbricazione del prodotto o dell’edificio; e il suo eventuale smaltimento o demolizione. Nel campo delle costruzioni, materiali come asfalto, cemento e acciaio, in particolare, hanno conseguenze disastrose per l’ambiente.
L’impatto del carbonio incorporato nell’ambiente edificato è stato difficile da valutare, tuttavia, a causa della mancanza di dati. Per colmare questa lacuna di conoscenza, Hu e Siavash Ghorbany , uno studente laureato in ingegneria civile e ambientale di Notre Dame, hanno creato un nuovo modo per analizzare il carbonio incorporato in oltre 1 milione di edifici a Chicago.
La loro ricerca, recentemente pubblicata, individua 157 diverse tipologie architettoniche abitative nella città e fornisce il primo strumento di analisi visiva in assoluto per valutare il carbonio incorporato a livello granulare e per aiutare a informare i decisori politici che intendono pianificare strategicamente la mitigazione del carbonio urbano.
“Prima, era spesso difficile visualizzare questo concetto e spiegare perché vogliamo preservare e riutilizzare gli edifici esistenti”, ha detto Hu. “Riteniamo che questo sia un modo più chiaro e diretto per aiutare i decisori politici o i profani a prendere decisioni informate. Se fossi il sindaco di Chicago, potrei guardare questo e dire: ‘OK, prima di demolire questo edificio, devo pensarci due volte perché c’è già molto carbonio incorporato in questa struttura. Voglio ristrutturare e riutilizzare questo edificio, oppure voglio abbatterlo e costruirne uno nuovo, il che aumenterà il carbonio incorporato complessivo?'”
Hu e Ghorbany sono stati in grado di identificare zone geografiche ad alta intensità di emissioni e archetipi specifici all’interno della città, fornendo dati fruibili agli stakeholder dello sviluppo urbano. Hanno anche scoperto che aumentare la durata media di vita degli edifici dagli attuali 50 anni a 75 anni e ridurne le dimensioni di appena il 20 percento può ridurre le loro emissioni di carbonio di due terzi.
Hu ha sottolineato che la sua ricerca non ha trovato alcuno scenario in cui abbattere un edificio esistente per costruirne uno nuovo, anche se più efficiente dal punto di vista energetico, abbia senso dal punto di vista ambientale.
“Se consideriamo l’intera durata di vita dell’edificio, ristrutturare l’edificio esistente ha emissioni di carbonio significativamente inferiori durante il suo intero ciclo di vita, incluso il carbonio operativo e incorporato”, ha affermato Hu, che è anche un membro della facoltà affiliato del College of Engineering. “Questo perché il ‘periodo di ammortamento’ per la costruzione di un nuovo edificio è in genere di 20 anni a causa dell’elevato livello di emissioni di gas serra create dalla sua costruzione. Quindi, se possiamo estendere il ciclo di vita di un edificio a 70 o 80 anni, allora riutilizzare l’edificio esistente ha sicuramente più senso.
“Dovremmo sempre riutilizzare gli edifici esistenti. La vera domanda è fino a che punto vogliamo rinnovarli e riadattarli.”
Hu e Ghorbany hanno scelto Chicago per una serie di motivi, tra cui la sua vicinanza a Notre Dame, la sua storia architettonica e perché la città è classificata come l’ottava più alta per emissioni di gas serra al mondo. In futuro, hanno in programma di ampliare il progetto per valutare il carbonio incorporato nelle città degli Stati Uniti
I ricercatori, che hanno ricevuto finanziamenti dalla National Science Foundation, hanno utilizzato l’apprendimento automatico e l’intelligenza artificiale per creare un set di dati integrato per la loro analisi, attingendo da una serie di set di dati esistenti, tra cui il National Structure Inventory e il Cook County Open Data per Chicago.
Hanno abbinato i diversi tipi di dati usando la loro geolocalizzazione, quindi li hanno codificati e categorizzati in base a diverse caratteristiche, come materiali strutturali e tipo di tetto. Da lì, hanno moltiplicato le emissioni di base del tipo di abitazione per l’impronta di ogni edificio per approssimare il suo carbonio incorporato totale.
Ghorbany, che è anche un Graduate Scholar presso il Lucy Family Institute for Data & Society e ha una laurea triennale in architettura, ha affermato che creare uno strumento di mappatura accessibile e interattivo per aiutare a visualizzare i risultati era una delle massime priorità.
“Il nostro obiettivo per il prodotto finale era creare un modo user-friendly per accedere e interagire con questi dati”, ha affermato. “Abbiamo creato questo in modo che tu possa provare diversi scenari selezionando i tipi di archetipi che vuoi vedere e filtrandoli per anno o tipi di emissioni. Spero che in futuro le città saranno in grado di utilizzare questo strumento per ridurre le loro emissioni di carbonio in modo da poter contribuire a ridurre il cambiamento climatico e gli impatti che ne stiamo vedendo”.
Hu è d’accordo e ha sottolineato che i potenziali benefici di questa ricerca non sono solo ambientali, ma anche culturali.
“Innanzitutto, è fondamentale avere un inventario chiaro del carbonio incorporato nel nostro ambiente edificato”, ha affermato. “È qualcosa che non abbiamo mai avuto prima e che ancora non abbiamo a livello nazionale. Una volta che lo avremo, potremo prendere decisioni informate su come ridurre le nostre emissioni di carbonio, in parte, estendendo la durata di vita di questi edifici.
“E, oltre ai benefici ambientali, c’è un valore sociale e culturale nel preservare questi edifici che fanno parte del carattere architettonico della città.”(30Science.com)
