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Pratiche di ingegneria e di costruzione sostenibili

La ricerca di un modello di sviluppo che abbia un impatto sempre minore sull’ecosistema coinvolge anche le vie di comunicazione. L’evoluzione della tecnica e la riduzione dei costi consentono l’utilizzo sempre più ampio di soluzioni sostenibili per la realizzazione di strade e autostrade

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  For English version: https://www.stradeeautostrade.it/en/environment-prevention-conservation/sustainable-engineering-and-construction-practices/

Il nostro sistema sociale si è modificato di pari passo con lo sviluppo della tecnologia e delle infrastrutture, parte integrante della nostra civiltà.

La realizzazione di una via di comunicazione è fatta di una serie di attività come la progettazione, l’estrazione di materiali, la costruzione, l’utilizzo e l’eventuale rimozione.

Queste attività modificano la topografia, incidono sulla flora e sulla fauna, sull’erosione del territorio, l’inquinamento atmosferico, del suolo e acustico.

A causa del forte impatto sull’ecosistema, le pratiche di ingegneria e di costruzione sostenibili si stanno diffondendo anche nella realizzazione di strade e autostrade.

Sostenibilità
1. L’evoluzione della tecnica e la riduzione dei costi consentono l’utilizzo sempre più ampio di soluzioni sostenibili per la realizzazione di strade e autostrade

I principi di sostenibilità per una strada

La lavorazione delle materie prime per le pavimentazioni stradali necessita di una quantità di energia primaria e ha una emissione di CO2 più elevata rispetto alla costruzione di edifici [1].

La produzione di leganti per asfalto da petrolio greggio è un processo energivoro, che richiede circa 6 l di combustibile fossile per essiccare e riscaldare 1 t di aggregati per la costruzione di strade (S.T., 2010).

Una strada che risponda a dei principi di sostenibilità può avere le seguenti caratteristiche:

  • deve essere progettata per ridurre il suo impatto sull’ecosistema e ottimizzare il suo tracciato in modo da salvaguardare il territorio e ridurre il consumo di energia da parte dei veicoli;
  • si deve adattare a future variazioni di utilizzo, come ad esempio aumento del volume del traffico o un incremento di vie pedonali e piste ciclabili;
  • deve utilizzare materiali innovativi e a basso impatto ambientale;
  • deve ridurre i consumi energetici ed essere in grado di produrre almeno una parte dell’energia che consuma (ad esempio per l’illuminazione).
Strade
2. La costruzione di una strada

La progettazione

I metodi di progettazione influiscono sulla morfologia del suolo.

Fra le buone Norme di progettazione di una strada ci sono l’ottimizzazione e la semplificazione del suo tracciato, la gestione del deflusso delle acque piovane, il controllo dell’erosione, la tutela della fauna grazie alla creazione di passaggi e camminamenti dedicati.

L’ottimizzazione del tracciato orizzontale riduce il materiale utilizzato per la costruzione e lo spazio sottratto al territorio naturale. L’allineamento verticale influisce sull’efficienza dei veicoli che percorrono la via di comunicazione e contribuisce a risparmiare energia.

Queste soluzioni sono state fra le prime impiegate per rendere più sostenibile la costruzione di strade. Oggi si cerca di aumentare il risparmio di energia e l’utilizzo di materiali e metodologie di costruzione a basso impatto ambientale.

I materiali a basso impatto ambientale

I materiali riciclati da costruzioni e demolizioni

La quantità di materiale necessario per la costruzione di strade può essere ridotta sostituendo le materie prime con materiali riciclati da diverse fonti.

Esistono numerosi progetti di ricerca che studiano questa possibilità. Fra questi si può citare il progetto SAMARIS (Sustainable and Advanced Materials for Road Infrastructures), dell’Unione Europea.

Cemento, mattoni, metalli, legno e altri materiali di costruzione, possono essere utilizzati al posto di aggregati di materie prime.

Il miglioramento delle tecniche di lavorazione e l’abbassamento dei costi di riciclaggio consentono di utilizzarli sempre più spesso per la realizzazione di basi stradali.

riciclato
3. Esempio di asfalto riciclato
Il vetro

Il vetro riciclato viene ricavato da scarti della lavorazione, bottiglie riciclate e demolizione di edifici. Può essere impiegato sia come aggregato per lo strato di asfalto, sia come materiale per la composizione della base e della sottobase stradale.

Riciclo e riutilizzo di materiale da costruzione di vecchie strade

Un altro modo di costruire strade a minore impatto ambientale è quello di riutilizzare il materiale impiegato per la costruzione di vecchie strade.

L’asfalto rimosso per il rifacimento del manto stradale può essere processato e diventare asfalto riciclato, una valida alternativa all’estrazione e all’utilizzo di nuove materie prime. 

Il riciclo di gomma da copertoni usati

L’utilizzo di gomma riciclata da copertoni usati è una tecnica molto dispendiosa dal punto di vista energetico e per questo motivo non è ancora molto diffusa.

La gomma estratta e riciclata, preparata in granulato, viene utilizzata come additivo nelle mescole di asfalto. 

Alternative al bitume e al cemento

L’uso di prodotti di origine naturale alternativi al bitume si inizia a diffondere, sebbene ancora per applicazioni su piccola scala e limitate.

Esistono dei composti basati su oli e resine vegetali, sottoprodotto della lavorazione del legno. Assieme ad altri materiali biologici possono costituire la base per un bitume di origine vegetale. Un’altra possibilità viene fornita dal “biocemento” e dal “biocalcestruzzo”.

Nel primo caso si utilizzano batteri per rafforzare suoli non consolidati mentre nel secondo caso si utilizzano batteri come additivo nel calcestruzzo, per prolungarne la resistenza e la durata.

Un futuro abbattimento dei costi e il miglioramento della tecnologia di produzione potrà rendere queste soluzioni più diffuse.

polietilene
4. Condotti in polietilene riciclato

Risparmio energetico

L’illuminazione delle strade e della segnaletica rappresenta un notevole consumo di energia e quindi, in modo indiretto, anche un aumento dell’inquinamento per la sua produzione.

Per ridurre lo spreco di energia elettrica si possono utilizzare luci a basso consumo come i LED, impiegare dimmer (o varialuce) e prevedere lo spegnimento delle luci in modo alternato lì dove non è costante il loro utilizzo.

L’installazione di pannelli fotovoltaici integrati al tracciato stradale può dare un ulteriore contributo al risparmio energetico.

Una case study: il Tullamarine Calder Interchange

Il Tullamarine Calder Interchange è uno snodo importante della rete viaria di Melbourne (Australia), situato vicino all’aeroporto della città. Il progetto di rifacimento ha interessato un tratto di circa 2 km, è stato iniziato nell’Ottobre 2005 e terminato nel Luglio 2007 [2].

Nell’esecuzione del progetto, sono stati applicate diverse soluzioni sostenibili. La strada è stata parzialmente ridisegnata, migliorandone la curvatura e aumentando la visibilità per gli automobilisti.

Durante la costruzione è stato riciclato il 97% degli scarti generati dai lavori, ed è stato utilizzato asfalto riciclato. Come combustibile per i mezzi di cantiere è stato utilizzato biodiesel.

Per il deflusso delle acque piovane lungo le banchine stradali, sono stati utilizzati dei condotti in polietilene riciclato. Questo ha consentito di ridurre sia i tempi che i costi di installazione.

Riciclo
5. Barriere antirumore con pannelli fotovoltaici [4]
È stato costruito un bacino di ritenzione di acque piovane con una superficie di 500 m2 per trattare le acque piovane defluite dalla strada.

Lungo il tratto oggetto dei lavori sono state installate delle barriere antirumore. Sulla sommità di tali barriere sono stati installati pannelli fotovoltaici per una potenza complessiva di 25 kW.

L’elettricità generata dall’impianto fotovoltaico viene utilizzata per alimentare le telecamere di sorveglianza e l’illuminazione.

Le crisi climatiche e ambientali e la scarsità di risorse sempre più importante sono evidenze che fanno vacillare le nostre certezze e abitudini consolidate e fanno maturare la consapevolezza che occorra in modo urgente una inversione di rotta rispetto a quello che sino ad oggi è stato il nostro modello di sviluppo, per evolvere verso una civiltà che sia compatibile con il pianeta che abitiamo.

A questa visione non possono sfuggire le infrastrutture di trasporto e le vie di comunicazione, poiché attraverso esse, flussi di merci, persone, energia, si spostano per raggiungere le terminazioni della civiltà dell’uomo del XXI secolo.

Bibliografia

[1]. I.E. Agency – “Energy technology transitions for industry – strategies for the next industrial revolution”, tratto da www.iea.org/textbase/nppdf/free/2009/industry2009.pdf, 2011.

[2]. P. Newman – “Reducing the environmental impact of road construction”, 2012.

[3]. S.T. Muench – “Roadway Construction Sustainability Impacts”, Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, Construction 2010, pp. 36-45.

[4]. www.vicroads.vic.gov.au (s.d.).

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