Applicazione dei criteri di sostenibilità nel ciclo vita del rivestimento in conci prefabbricati: soluzioni tecniche e progettuali

Nel panorama del dibattito “green” è sempre più evidente la necessità di risposte concrete nella progettazione e realizzazione di infrastrutture sostenibili. Nell’ambito delle proprie attività, il Gruppo di Lavoro 2 - Ricerca della Società Italiana Gallerie si è dato l’obiettivo di raccogliere esempi, indicazioni e modalità di massimizzazione della sostenibilità mediante alcuni approcci tecnico-progettuali alle infrastrutture, partendo dall’analisi di aspetti specifici dello scavo meccanizzato di gallerie, quale il rivestimento in conci prefabbricati. Il lavoro esamina i temi ricorrenti nella valutazione di sostenibilità del rivestimento e le risposte consolidate oppure più innovative. Applicando un metodo analitico, che parte da due modelli dei protocolli per la sostenibilità delle infrastrutture (Envision e Breeam), le principali problematiche di sostenibilità vengono individuate e affiancate alle principali soluzioni disponibili oggi nella gestione delle scelte sul rivestimento in conci (dalla progettazione all’utilizzo), così come a eventuali carenze o potenziali sviluppi.

Sostenibilità delle infrastrutture: il quadro di riferimento è in continua evoluzione e per questo, a volte, risulta dispersivo

Il dibattito sulla necessità di ridurre l’impatto antropico sull’ambiente è in corso almeno dal 1992, anno del primo Earth Summit, ma i più grandi passi verso la ricerca di soluzioni di sostenibilità concrete e quantificabili sono stati fatti dal 2015 in poi, in seguito all’accordo di Parigi e alla definizione dell’Agenda 2030 da parte delle Nazioni Unite; si può quindi affermare che il quadro di riferimento che caratterizza i lavori in ambito della sostenibilità delle opere di ingegneria civile ha conosciuto un fortissimo sviluppo in poco più di un decennio, risultando a oggi così vasto da essere a volte dispersivo, perché in continua evoluzione.

In questo contesto, la Società Italiana Gallerie (SIG) è attiva a livello nazionale e internazionale per promuovere un approccio al tunneling attento alla sostenibilità e per fornire ai professionisti strumenti di lavoro che li guidino in questa direzione. In particolare, il Gruppo di Lavoro 2 - Ricerca (WG2) della SIG si è dato l’obiettivo di raccogliere e organizzare utili esempi, indicazioni e modalità per migliorare la sostenibilità delle opere in sotterraneo attraverso alcuni approcci progettuali.

Il lavoro qui presentato è una sintesi preliminare dell’attività in corso e propone una disamina accurata ma non troppo dispersiva sia dei temi ricorrenti nella valutazione di sostenibilità delle infrastrutture sia di possibili soluzioni tecniche e progettuali con diverso grado di innovazione, partendo dall’analisi di un aspetto specifico dello scavo meccanizzato di gallerie, quale il rivestimento in conci prefabbricati (segmental lining).
La chiave di lettura scelta è quella dell’applicazione di un metodo analitico che parte da due sistemi di rating della sostenibilità di opere civili, Envision e Breeam, che individuano criteri che la progettazione deve seguire e/o a cui deve tendere, comprendendo un ricco ventaglio di temi (sociali, economici, climatici, energetici, naturalistici, ecc.) e rivolti concretamente a progettisti, ma anche a imprese, amministrazioni pubbliche e cittadini.

Ai requisiti di sostenibilità elencati nei protocolli il lavoro del WG affianca le principali risposte che si individuano oggi nella gestione dei progetti infrastrutturali (dalla progettazione all’utilizzo), così come eventuali carenze o potenzialità di proposte, ma non si configura come un’analisi di prodotto, peraltro già costituita dalle certificazioni EPD già in uso per i conci.

L’impianto alla base di questo lavoro prende spunto da quanto già impostato in ambito internazionale dal WG14 dell’International Tunneling Association (ITA), seppure su un tema più ampio quale la sostenibilità negli scavi meccanizzati.

Inquadramento e metodo

Analisi delle domande di ENVISION e BREEAM riferite alle opere in sotterraneo

I protocolli di assessment della sostenibilità costituiscono oggi un importante e sempre più indispensabile riferimento nella progettazione.

Il presente lavoro parte dalla disamina dei criteri/indicatori (o delle domande) di sostenibilità poste dai due protocolli maggiormente diffusi e utilizzati nell’ambito della progettazione infrastrutturale: Envision e Breeam. Entrambi fanno riferimento alla sostenibilità nella progettazione ad ampio raggio, ossia dal punto di vista sociale (miglioramento della qualità della vita), della governance (rappresentatività degli stakeholders e delle comunità), economico (ottimizzazione delle risorse economiche impiegate), ambientale (risparmio energetico e di risorse, riduzione degli impatti), paesaggistico e naturalistico (tutela e miglioramento dei patrimoni, degli habitat ed ecosistemi) e di resilienza (risposta e adattabilità ai rischi e ai cambiamenti climatici).

I numerosi indicatori vengono qui applicati alla valutazione di sostenibilità dell’utilizzo dei conci prefabbricati nelle opere in sotterraneo, quindi a un tema specifico dello scavo meccanizzato. L’obiettivo di ridurre il campo di interesse rispetto all’ampio quadro di riferimento non vuole essere quello di sostituire o ricalcare la certificazione EPD dei conci ma è legato alla possibilità di declinare alcune applicazioni nella pratica e di costruire una serie di indicazioni utili e attuabili per la gestione di un progetto infrastrutturale nelle sue diverse fasi.

Analisi dei due protocolli

I sistemi di rating Envision e Breeam sono costituiti da una serie di indicatori, a ciascuno dei quali è assegnato un punteggio valutabile attraverso una lista di domande o criteri da controllare, verificare e monitorare. Tali indicatori sono suddivisi in categorie, ognuna con un peso diverso in termini di punteggio.

Envision, nato negli USA nel 2012 dalla collaborazione tra l’Institute for Sustainable Infrastructure e lo Zofnass Program for Sustainable Infrastructure, è costituito da 64 crediti suddivisi nelle categorie: “Quality of life”, “Leadership”, “Resources Allocation”, “Natural world”, “Climate and Resilience”, ai quali corrispondono circa 260 domande di valutazione.

Breeam, sviluppato in Inghilterra nel 1988 dalla Building Research Establishment (BRE), è composto da circa 250 domande o criteri di valutazione, distribuiti nelle categorie: “Management”, “Resilience”, “Stakeholders”, “Land Use and Ecology”, “Landscape and Hystorical Environment”, “Pollution”, “Resources” e “Transport”.

Il rating assegnato da ciascun protocollo, cioè il risultato dell’assessment, è la somma dalla valutazione attribuita per ciascun credito/quesito sul massimo del punteggio applicabile.
Nonostante entrambi i protocolli partano da presupposti e abbiano obiettivi simili il loro confronto non è però immediato, a causa della diversa suddivisione in categorie e del diverso peso a esse associato.

L’analisi è stata quindi avviata con la costruzione di una check list complessiva, che raccogliesse le do- mande di entrambi i protocolli e permettesse di individuare e confrontare gli aspetti più rilevanti per ciascuno di essi, nonché quelli più direttamente attinenti all’utilizzo dei conci prefabbricati.

Dalle matrici di affiancamento prodotte, emerge come entrambi i protocolli affrontino i temi della sostenibilità senza tralasciare alcun aspetto, ma attribuendo i pesi maggiori alla gestione del progetto, all’efficienza allocativa e all’utilizzo delle risorse.

I criteri più attinenti al segmental lining risultano essere quelli che riguardano la pianificazione in ottica sostenibile dalla localizzazione delle opere alla gestione del fine vita, il ciclo di vita dei materiali, l’utilizzo delle risorse (acqua, suolo, energia) e la riduzione degli impatti in fase costruttiva e di esercizio.

Categorie di sintesi dei due protocolli

È stato svolto un ulteriore passaggio per poter confrontare Envision e Breeam in maniera più diretta e controllabile e poter avere un riscontro anche in termini quantitativi sull’importanza che essi associano alle diverse categorie, dato che la check list di cui al Paragrafo 2.2, incrocia tutti i criteri di valutazione dei due protocolli ma si limita per il momento a una comparazione puramente qualitativa. Si è operata, quindi, una riclassificazione delle domande di sostenibilità all’interno delle seguenti categorie di sintesi o clusters:

1. carbon reduction;
2. circular economy;
3. community wellbeing;
4. cultural resources;
5. economics and costs;
6. energy consumption - construction;
7. energy consumption - operation;
8. equality;
9. flood management;
10. pollutants management;
11. risk and resilience;
12. sites, land and animals;
13. stakeholder engagement;
14. sustainability plan;
15. sustainability for monitoring and maintenance;
16. water resources;
17. wellbeing during construction

Ogni domanda di entrambi i protocolli è stata collegata a una sola delle diciassette categorie a seconda della maggior pertinenza, e la somma del rating dei parametri, così raggruppati, è stata calcolata per ogni categoria. In questo modo è stato possibile confrontare il peso di ciascuna categoria per Envision e Breeam.

...Continua a leggere nel PDF in allegato.