l settore delle costruzioni è uno dei principali responsabili di consumi energetici e emissioni climalteranti lungo l’intero ciclo di vita degli edifici (materiali, cantiere e uso). Nel Global Status Report for Buildings and Construction 2024/2025 UNEP/GlobalABC si indica che il comparto assorbe circa il 32% dell’energia globale e contribuisce per circa il 34% delle emissioni globali di CO₂. Questo quadro spiega perché si stiano moltiplicando progetti che uniscono efficienza energetica dell’involucro e riduzione dell’impronta dei materiali.
Perché le staffe di facciata contano (ponti termici “puntuali”)
Nelle facciate con isolamento continuo all’esterno, i sistemi di sottostruttura e i fissaggi (staffe, clip, guide) attraversano lo strato isolante e possono diventare ponti termici: in pratica creano “scorciatoie” per il flusso di calore, peggiorando la prestazione reale rispetto a quella di progetto. In ambito progettuale, questo tema viene affrontato con distanziatori, “thermal break” e scelte di materiali a minore conducibilità, ma il compromesso con resistenza meccanica, comportamento al fuoco e costi resta delicato.
Che cos’è AddMamBa e che cosa vuole dimostrare
AddMamBa (Additive Manufacturing von 3D-Verbindungselementen im Bauwesen) è un progetto di RWTH Aachen University che punta a sviluppare connessioni e fissaggi per l’edilizia (inclusi componenti per facciate) sfruttando additive manufacturing e materiali riciclati, con quattro obiettivi espliciti: strutture adattive, risparmio di risorse tramite riciclo e riuso, miglioramento dell’efficienza energetica riducendo le Wärmebrücken (ponti termici) con geometrie “bioniche”, e personalizzazione grazie alla fabbricazione additiva. La durata indicata è 11/2022–10/2025.
Consorzio e filiera: demolizione, sistemi di facciata, AM e università
Nella fase di trasferimento industriale, la logica è mettere insieme competenze “di cantiere” e “di fabbrica”: AddMamBa include Paul Kamrath Ingenieurrückbau GmbH (demolizione/recupero), RSB Rudolstädter Systembau GmbH (sistemi costruttivi), Laser Melting Innovations GmbH (competenza AM) e RWTH Aachen University con più strutture (Chair Digital Additive Production – DAP, Institute of Steel Construction con area Sustainable Metal Building Envelopes (MLB) e Chair for Steel and Lightweight Construction – STB). La gestione del programma è indicata in capo a Project Management Jülich (PTJ).
Dal rottame alla polvere: selezione e controllo chimico
La scelta di partire da rottame d’acciaio non è solo un tema “green”: è un problema di qualità e tracciabilità. Il progetto descrive una selezione del rottame per età, tipologia (es. armature o travi) e stato, seguita da analisi della composizione chimica prima della trasformazione in polvere. L’obiettivo pratico è ridurre le variabili che possono compromettere la ripetibilità del processo e le prestazioni del componente, requisito indispensabile se si parla di elementi di fissaggio con funzioni portanti.
Atomizzazione VIGA: perché è rilevante per polveri da riciclato
Per ottenere polveri idonee al letto di polvere, AddMamBa indica l’uso di gas atomization (VIGA). In un sistema VIGA tipico il metallo viene fuso (con degasaggio/raffinazione), poi il getto viene frammentato da un flusso di gas inerte ad alta pressione, solidificando in particelle durante la caduta nella torre di atomizzazione. La letteratura tecnica del settore evidenzia che l’atomizzazione inerte, combinata con fusione in vuoto o atmosfera protetta, è scelta quando servono requisiti elevati su morfologia e purezza delle polveri.
La frazione granulometrica 15–45 µm e il motivo pratico
Dopo l’atomizzazione, la polvere viene setacciata per ottenere una frazione 15–45 micrometri, dichiarata utile a garantire una stesura uniforme degli strati nel processo laser-based PBF-LB/M. Questo intervallo è coerente con quanto riportato in pubblicazioni tecniche sull’LPBF, dove sono comuni distribuzioni “15+/45−” per polveri metalliche non reattive, perché la scorrevolezza e la qualità dello “spreading” incidono direttamente su densità e difetti.
PBF-LB/M (LPBF): cosa succede in macchina e perché abilita geometrie “anti-ponte termico”
Nel laser powder bed fusion, uno strato sottile di polvere viene steso sul piano e fuso selettivamente dal laser; la piattaforma scende e il ciclo si ripete fino a creare il pezzo. Il processo è noto per spessori di strato molto piccoli (ordine 10–200 µm a seconda dei set-up), che permettono dettagli fini e geometrie complesse. È proprio questa libertà che rende sensata l’idea di “ripensare” una staffa di facciata: invece di un profilo pieno o standard, si può distribuire materiale solo dove serve per il percorso dei carichi, riducendo al contempo le sezioni che attraversano l’isolante e quindi l’intensità del ponte termico.
Due famiglie di componenti: staffe per facciate ventilate e connessioni strutturali
La ricerca non si limita ai fissaggi di facciata: AddMamBa dichiara due linee principali, staffe per facciate ventilate (VHF) e connettori per strutture portanti. La logica è trasferire lo stesso schema di lavoro (riciclo → polvere → PBF-LB/M → design orientato a cicli di vita) su elementi diversi, con requisiti meccanici e normativi differenti.
Ottimizzazione topologica: meno massa dove non serve, più prestazione dove serve
Il cuore progettuale è l’uso dell’ottimizzazione topologica per ottenere geometrie “load-path oriented”: la staffa viene alleggerita mantenendo la capacità di trasferire i carichi, e la riduzione di materiale nei punti critici può ridurre la sezione conduttiva che attraversa l’isolante. In parallelo, AddMamBa sottolinea la possibilità di adattare la connessione a geometrie, sottostrutture e requisiti locali senza costi di attrezzaggio tipici di stampi o lavorazioni dedicate.
Uno strumento digitale per scegliere la staffa (e non “a occhio”)
Il progetto riporta anche lo sviluppo di uno strumento di pianificazione: inserendo dati di edificio/facciata e configurazione della sottostruttura, il tool aiuta a identificare la staffa più adatta, includendo vincoli normativi citati esplicitamente (es. DIN EN 1991-1-4/NA per azioni del vento). In pratica, è un tentativo di portare l’approccio “parametrico” fuori dal laboratorio, verso studi di progettazione e imprese facciatisti.
Design per smontaggio e riuso: l’altra metà della “circolarità”
Stampare una staffa più leggera non chiude automaticamente il cerchio: AddMamBa insiste su componenti pensati per essere smontabili, separabili per tipologia di materiale e riutilizzabili. Questa scelta ha due effetti: riduce il rischio che a fine vita l’elemento diventi un rifiuto “misto” difficile da valorizzare, e crea le condizioni per un secondo impiego del componente o per un riciclo più pulito.
LCA secondo DIN EN 15804: perché è citata e cosa misura
Per quantificare l’impatto, AddMamBa dichiara un’analisi LCA “in accordance with DIN EN 15804”, lo standard europeo che definisce le regole base per le EPD (Environmental Product Declarations) dei prodotti da costruzione, includendo una struttura a moduli lungo il ciclo di vita (A-B-C-D). In questo modo i risultati possono essere più facilmente confrontati con valutazioni di altri prodotti/soluzioni per l’involucro.
I numeri riportati: GWP per kg e dipendenza da elettricità e impianto
Le “prime stime” citate da RWTH DAP, basate su scenari conservativi del mix elettrico, indicano un Global Warming Potential tra 23,8 e 33,5 kg CO₂e per kg di componente (scenario 2030) con una tendenza attesa alla diminuzione al crescere delle rinnovabili. La stessa fonte evidenzia un punto spesso trascurato: il rientro delle emissioni “di produzione” tramite risparmi in esercizio è più marcato in edifici con caldaia a gas, mentre con pompa di calore l’effetto è meno rilevante; da qui l’enfasi sul valore della circolarità (smontaggio/riuso) oltre al solo tema “energia operativa”.
Resa di recupero polvere: un’indicazione concreta di fattibilità
Sul lato materiale, AddMamBa riporta prove sperimentali in cui è stato recuperato circa 60% di polvere utilizzabile dal rottame processato (esempio: 30 kg di polvere da 50 kg di rottame). Il dato non dice ancora tutto su costi e industrializzazione, ma è una misura “fisica” della possibilità di trasformare scarti in feedstock per AM con requisiti da componente funzionale.
Implicazioni per progettisti, facciatisti e produttori di polveri
Per studi di architettura, ingegneria e imprese specializzate in facciate, AddMamBa propone una combinazione che in genere viene trattata separatamente: prestazione termica (ponti termici), prestazione meccanica (carichi vento e vincoli normativi), e gestione del fine vita (smontaggio/riuso). Per chi produce polveri o gestisce impianti AM, l’aspetto più interessante è la “qualifica” del riciclato dentro una catena che include selezione del rottame, atomizzazione e finestratura granulometrica.
