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Data documento: 11-12-2015

 

Bio-aggregates sow the seeds for a revolution in building materials
I bioaggregati preparano il terreno per una rivoluzione dei materiali da costruzione

We may be on the cusp of a revolution in building materials thanks to bio-based aggregates.
Potremmo essere sulla soglia di una rivoluzione nel settore dei materiali da costruzione grazie agli aggregati a base biologica.

Straw, clay, wheat, grasses or other organic materials, when mixed with innovative binders, can offer lower embodied energy and improved energy efficiency – as well as greater comfort – compared with conventional building materials.
Paglia, argilla, grano, erba o altri materiali organici, quando vengono mischiati a leganti innovativi, possono offrire una minore energia incorporata e una migliore efficienza energetica – oltre a un maggiore comfort – rispetto ai tradizionali materiali da costruzione.

The ISOBIO project aims to develop construction materials with 50 % lower embodied energy and carbon, and 20 % more efficient thermal insulation compared with traditional oil-based insulation panels.
Il progetto ISOBIO si propone di sviluppare materiali da costruzione con il 50 % in meno di energia e carbonio incorporati e il 20 % in più di efficienza termica di isolamento rispetto ai tradizionali pannelli di isolamento a base di petrolio.

The project also seeks to demonstrate a reduction of at least 15 % in total costs and 5 % in total energy spent over the lifetime of a building.
Il progetto cerca di dimostrare una riduzione di almeno il 15 % dei costi totali e del 5 % dell’energia totale consumata durante la vita di un edificio.

‘We hope to develop materials that are competitive in every sense,’ says Dr. Alan Taylor, project coordinator and Technology Fellow at TWI in the UK.
“Speriamo di sviluppare materiali competitivi in ogni senso,” dice il dott Alan Taylor, coordinatore del progetto e Technology Fellow presso la TWI nel Regno Unito.

>>>  ‘We want to solve the “trilemma” of guaranteeing the security of supply of materials, producing materials that have a genuine competitive edge, and reducing emissions.’
“Vogliamo risolvere il “trilemma” di garantire la sicurezza dell’approvvigionamento dei materiali, produrre materiali che abbiano un vero vantaggio competitivo e ridurre le emissioni.”

Back to the future for building materials
Ritorno al futuro per i materiali da costruzione

ISOBIO started by identifying promising organic materials that could be used as insulation.
ISOBIO ha cominciato identificando promettenti materiali organici che si potrebbero usare per l’isolamento.

Many of these are classified as waste or byproducts of processes like food production.
Molti di questi sono classificati come rifiuti o prodotti secondari di processi quali la produzione di alimenti.

Finely chopped bio-materials such as hemp and straw are treated with hygrothermal resins and nano-particle gels that make them robust, breathable, moisture resistant, and fire retardant.
Bio-materiali finemente tagliati come canapa e paglia vengono trattati con resine igrotermiche e gel a nano-particelle che li rendono solidi, traspiranti, resistenti all’umidità e ignifughi.

The bio-aggregates are typically the result of combining organic and inorganic materials;
I bioaggregati normalmente sono il risultato dell’unione di materiali organici e inorganici;

the organic material may have natural insulating properties, for example, while the inorganic material may make the resulting bio-aggregate more robust.
il materiale organico può avere naturali proprietà di isolamento, per esempio, mentre il materiale inorganico può rendere più solido il bioaggregato che ne deriva.

Combing organic materials with inorganic materials is not always easy, however.
Mescolare materiali organici con materiali inorganici però non è sempre facile.

Hemp, for instance, is being combined with lime mortar but the two materials have a degree of chemical incompatibility which could result in a reduction in the strength of the composite material.
La canapa, per esempio, viene mescolata con la malta di calce ma i due materiali hanno un grado di incompatibilità chimica che potrebbe risultare in una riduzione della forza del materiale così composto.

To overcome this challenge, ISOBIO’s researchers are using nano-technology to increase the interfacial strength between the two materials, giving the resulting composite material improved mechanical and structural properties.
Per superare questa difficoltà, i ricercatori di ISOBIO stanno usando la nano-tecnologia in modo da aumentare la forza di interfaccia tra i due materiali, dando al materiale composito che ne risulta migliori proprietà meccaniche e strutturali.

Not just a better mouse trap increasing comfort
Non solo una migliore trappola per topi migliorare il comfort

The new materials not only improve upon the performance of conventional materials, they also offer new features.
I nuovi materiali non solo migliorano le prestazioni dei materiali tradizionali, offrono anche nuove funzioni.

Hemp shiv, which is the core of the hemp stalk, for example, has a porous structure that provides moisture buffering to maintain humidity at a more constant level.
Il canapulo, la parte centrale dello stelo della canapa, per esempio, ha una struttura porosa che attenua l’umidità e la mantiene a un livello più costante.

‘From a physiological perspective, most people like slow changes,’ explains Dr. Taylor.
“Da una prospettiva fisiologica, la maggior parte delle persone preferiscono i cambiamenti graduali,” spiega il dott. Taylor.

‘Yet most conventional materials contribute to big fluctuations in temperature and humidity throughout the day, and produce cold and hot zones in a building.’
“I materiali più tradizionali però contribuiscono a grandi fluttuazioni di temperatura e umidità durante il giorno e producono zone fredde e calde in un edificio.”

According to Dr. Taylor, the situation has been exacerbated by new building standards and techniques designed to reduce energy consumption.
Secondo il dott. Taylor, la situazione è stata esasperata da nuovi standard e tecniche edilizie progettati per ridurre il consumo di energia.

‘We’re moving to almost hermetically sealed buildings, but getting rid of gaps and drafts has resulted in harsh environments in which people may feel uncomfortable,’ he says.
“Ci stiamo muovendo verso edifici sigillati quasi ermeticamente, ma l’eliminazione di aperture e spifferi ha avuto come risultato ambienti difficili in cui le persone possono sentirsi a disagio,” dice.

Finding the right balance
Trovare il giusto equilibrio

While the new composite materials may provide more comfort, they need to be at least as robust as conventional materials.
Anche se i nuovi materiali compositi assicurano maggior comfort, devono essere al meno tanto solidi quanto i materiali tradizionali.

To make the hemp-based bio-aggregate water repellent, for example, ISOBIO’s researchers are applying hydrophobic treatments to it.
Per rendere i bioaggregati a base di canapa impermeabili, per esempio, i ricercatori di ISOBIO stanno usando trattamenti idrofobici.

The result is that water vapour can travel in and out of the material but liquid water cannot penetrate it.
Il risultato è che il vapore acqueo può viaggiare dentro e fuori il materiale ma l’acqua allo stato liquido non può penetrarlo.

‘We’re striving to find the delicate balance between applying the right level of coating on the hemp shiv and preserving some of its inherent properties such as porosity,’ says Dr. Taylor.
“Stiamo lavorando molto per trovare il delicato equilibrio tra applicare il giusto livello di rivestimento sul canapulo e mantenere alcune delle sue caratteristiche come la porosità,” dice il dott. Taylor.

Entering the mainstream
Entrare a far parte delle soluzioni tradizionali

To replace conventional construction materials, ISOBIO’s researchers recognise that they need to offer products that are not only technically but also commercially viable.
Per rimpiazzare i tradizionali materiali da costruzione, i ricercatori di ISOBIO riconoscono di aver bisogno di offrire prodotti che siano attuabili sia dal punto di vista tecnico che commerciale.

‘A key question is: how do we adapt the materials to the existing manufacturing processes for conventional materials?’ says Dr. Taylor.
“Una delle questioni fondamentali è: come facciamo ad adattare i materiali ai processi di produzione esistenti per i materiali tradizionali?” dice il dott. Taylor.

To find the answer, ISOBIO will manufacture materials and conduct tests on a series of industrial-scale demonstration prototypes.
Per trovare la risposta, ISOBIO produrrà materiali e condurrà test su una serie di prototipi dimostrativi su scala industriale.

ISOBIO is also making sure that its products can be compared with conventional ones by quantifying the energy efficiency of conventional materials.
ISOBIO si assicura inoltre che i suoi prodotti siano paragonabili a quelli tradizionali quantificando l’efficienza energetica di questi ultimi.

As part of its life cycle analysis, the project is analysing over 100 existing materials.
Nell’ambito della sua analisi del ciclo vitale, il progetto sta analizzando oltre 100 materiali esistenti.

Despite these efforts, perception and lack of awareness remain major challenges.
Nonostante questo impegno, le difficoltà principali rimangono la percezione e la mancanza di sensibilizzazione.

‘A purchasing manager may not consider operating cost, ignoring the thermal performance of a building or the embodied energy used to construct it,’ says Dr Taylor.
“Il responsabile degli acquisti potrebbe non tener conto dei costi operativi, ignorando le prestazioni termiche di un edificio o l’energia usata per costruirlo,” dice il dott Taylor.

‘We need to move away from “this is the cheapest” to consider whole life cost.’ Moreover, builders need to be made more aware of the new materials, he adds.
“Dobbiamo allontanarci dal concetto del ‘più economico’ per considerare il costo di tutto il ciclo vitale dell’edificio.” Inoltre, i costruttori devono essere maggiormente informati sui nuovi materiali, aggiunge.

Finding a market
Individuare un mercato

Despite the challenges, the market for ISOBIO’s composite materials is promising.
Nonostante le difficoltà, il mercato per i materiali compositi di ISOBIO è promettente.

On the supply side, sourcing local organic materials helps reduce transportation costs, while using waste or byproducts as inputs helps control the cost of the final product.
Dal punto di vista logistico, l’uso di materiali organici locali aiuta a ridurre i costi di trasporto, mentre l’uso di scarti o sotto prodotti aiuta a controllare il costo del prodotto finale.

On the demand side, Dr. Taylor believes that demographic trends are leading to a shortage of housing, and especially affordable housing.
Dal punto di vista della domanda, il dott. Taylor crede che le tendenze demografiche stiano portando a una scarsità di alloggi, specialmente a un prezzo accessibile.

Increasing the availability of new and affordable housing will require novel construction methods and designs that allow more rapid construction, he asserts.
Per aumentare la disponibilità di nuovi alloggi economici saranno necessari nuovi metodi di costruzione e un nuovo tipo di progettazione che permetta una costruzione più rapida, afferma.

Source: Based on an interview with the project coordinator.
Fonte: Sulla base di un’intervista con il coordinatore del progetto.