Con la fine dell’energia e delle risorse a buon mercato, le industrie più innovative hanno cominciato a progettare prodotti ottimizzati dal punto di vista dei costi e con quantità di materia sempre più ridotte, ma sufficienti ad assolvere le funzioni attese. La curva di Ashby, che collega lo sviluppo dei materiali all’evoluzione della civiltà, mostra come, dagli ultimi decenni del secolo scorso, i materiali a bassa densità abbiano riacquistato importanza, potendo garantire concorrenziali prestazioni per unità di energia rispetto a materiali più tradizionali, quali l’acciaio o il conglomerato cementizio. L’aspetto massivo degli edifici è stato così sostituito dalla leggerezza di materiali innovativi, con alte capacità di isolamento termico, applicabili sia nella progettazione ex novo, sia nei progetti di retrofit energetico. Se, da una parte, l’utilizzo di tali materiali ha evidentemente permesso di incrementare le prestazioni dell’involucro edilizio in regime invernale, dall’altra, proprio la loro leggerezza, ne ha limitato l’impatto positivo in regime estivo.
Integrare in un unico componente edilizio complesso la leggerezza, e quindi l’isolamento termico, con la massa, e quindi lo sfasamento termico, è diventato un tema di ricerca di frontiera. La disponibilità di materiali intelligenti e la possibilità di sviluppare e controllare processi di produzione capaci di elaborare nanotecnologie, stanno favorendo, infatti, lo sviluppo di componenti edilizie innovative, capaci di adattarsi al mutare delle condizioni ambientali esterne e capaci di unire isolamento termico e sfasamento temporale, preservando la leggerezza del prodotto. All’interno di questo contesto, appaiono di particolare interesse alcune recenti sperimentazioni che hanno portato allo sviluppo di innovativi materiali leggeri ma ad alte prestazioni, quali l’aerogel o i materiali a cambiamento di fase (PCM). Tali materiali vengono, infatti, sempre di più oggi integrati in componenti edilizi innovativi, offrendo nuove possibilità costruttive capaci di coniugare le esigenze di alte prestazioni dell’involucro, con la leggerezza e la trasparenza, caratteristiche che sempre di più caratterizzano il costruire contemporaneo.
La ricerca si inserisce all’interno di questo quadro generale con l’obiettivo di analizzare il ruolo che materiali innovativi, leggeri e compositi, possono avere per la definizione di una nuova architettura sostenibile, adeguata alle sfide dettate della contemporaneità e dai cambiamenti climatici in atto. Il lavoro si sviluppa secondo due principali assi. Il primo asse indaga le potenzialità dei materiali leggeri quali l’Aerogel. Lo studio di carattere sperimentale confronta uno stato di fatto senza intervento con soluzioni di isolamento interno e con soluzioni di isolamento esterno, analizzandone i risultati e le prestazioni energetiche relative. Il secondo asse indaga le potenzialità dell’ibridazione dei materiali PCM in manufatti a base di cemento. Lo studio mira a sviluppare un innovativo componente edilizio che unisca prestazioni energetiche elevate in ridotti spessori e pesi.
