• Articolo , 14 giugno 2010
  • Il cemento in canapa e calce

  • Un promettente materiale per l’edilizia sostenibile? Il cemento ottenuto dalla combinazione della parte legnosa dello stelo di canapa e un legante a base di calce idraulica. Ottimo capacità di isolamento, durevolezza ma anche riciclabilità ed ecocompatibilità

Il cemento di canapa e calce è un materiale biocomposito ottenuto dalla combinazione della parte legnosa dello stelo di canapa, conosciuta anche come canapulo, ed un legante a base di calce idrauilca con l’aggiunta di acqua. La canapa fa da materiale riempitivo leggero, detto anche aggregato, mentre la calce da legante e conservante. Il canapulo è solitamente un sottoprodotto della lavorazione della fibra di canapa ed essendo naturalmente ricco di silice, aiuta l’indurimento della calce; il biocomposito si trasforma così in un materiale rigido e leggero con ottime caratteristiche di isolamento e durevolezza (HLCPA, 2006). Il mix si consolida in poche ore, mentre con il passare del tempo e per via del processo di pietrificazione, acquisisce una consistenza simile alla pietra (Michka, 1994).

Il biocomposito di canapa e calce puó essere impiegato nella costruzione di muratura massiccia alla stregua di un conglomerato cementizio, sia indipendentemente che come riempimento in una struttura di legno a travi e pilastri. Puó inoltre essere utilizzato in forma di mattoni e come intonaco isolante (Woolley, 2006). La miscela viene solitamente gettata all’interno di pannelli in legno che fanno da temporaneo contenimento e successivamente pressata in modo da assicurare una posa omogenea. Recentemente, al fine di rendere l’operazione piú veloce ed efficiente dal punto di vista economico, alcuni costruttori hanno iniziato a spruzzare il mix utilizzando apposite attrezzature.
Per comprendere in pieno le sue potenzialità devono esserne chiarite le proprietà. Calce e canapa sono state già utilizzate dall’umanità da diversi secoli ma solo recentemente stanno dimostrando risultati estremamente interessanti una volta combinati tra loro nel biocomposito. Da una decina di anni, la ricerca scientifica viene condotta in maniera costante per meglio capire il loro comportamento e determinare linee guida e buone pratiche perché possano essere diffuse all’interno dell’industria edile.

h3{color:#7A8541;}. *Isolamento termico ed inerzia termica*

La performance termica di un edificio è una questione piuttosto complicata da valutare. Nonostante il calore si propaghi in tre diversi modi (conduzione, convezione ed irraggiamento), i regolamenti edilizi si concentrano sulla perdita di calore da conduttività. Il _valore-U_, un parametro imposto dai regolamenti, misura il flusso di calore che passa attraverso 1m2 di muro, pavimento o tetto per ogni differenza di 1°C di temperatura nei i due lati opposti (Lime Technology, 2006). Con più il valore-U è alto, con più è scarsa la performance di isolamento.

Secondo i risultati del test condotto da BRE (2002) ad Haverhill, il valore-U dell’edificio costruito con il biocomposito era più alto di quello misurato nell’edificio standard. Nonostante ciò, la temperatura media interna nella struttura a canapa e calce è rimasta di 2°C più alta rispetto a quella riscontrata nell’edificio standard, pur avendo lo stesso consumo di combustibile durante il periodo. È stato quindi concluso che il _valore-U_ non è il metodo più appropriato per valutare la performance termica del cemento di canapa e calce _(Wolley, 2006)._

Nonstante ciò, in base ai livelli misurati, i _valori-U_ del biocomposito sono inferiori alla soglia attuale prevista dai regolamenti edilizi Britannici e Francesi. Con un muro spesso 300mm, il valore-U misurato è di 0,3 W/m2K, di 0,22 W/m2K per 400mm e di 0,18 W/m2K per 500mm _(Lime Technology, 2006)._

Un secondo rapporto redatto da BRE (2003) che consiste in un ispezione termografica, ha rilevato che la temperatura esterna dell’edificio di canapa e calce era di circa 5°C inferiore a quella dell’edificio standard. Il biocomposito elimina quindi ogni forma di ponte termico isolando completamente la struttura portante in legno. Inoltre la costruzione si è dimostrata essere a tenuta d’aria, evitando così ogni perdita di calore dall’interno.

L’inerzia termica è la capacità di un materiale di conservare energia calorifica e di rilasciarla su un periodo più lungo di tempo. Périer (2001) riconosce in questa proprietà la capacità del cemento di canapa e calce di controllare le differenze di temperatura e quindi di aiutare a rendere l’edificio più confortevole. Quando il biocomposito viene esposto al sole si scalda in modo molto limitato, e quando la temperatura esterna scende è in grado di rilasciare il calore bilanciando la differenza di temperatura tra ambiente interno ed esterno. Questa proprietà viene anche confermata dal test BRE ad Haverhill (2001).

Ulteriore ricerca è attualmente in corso per dimostrare una volta per tutte i vantaggi termici del biocomposito di canapa e calce rispetto ai materiali da costruzione standard. Il concetto è confermato da Wolley quando afferma che non è possibile dare una valutazione conclusiva sulla questione fino a che la ricerca lo dimostri definitivamente.

h3{color:#7A8541;}. *Respirabilità ed edifici salubri*

Il biocomposito di canapa e calce combina la permeabilità al vapore della calce all’igroscopicità della canapa, vale a dire la capacità del canapulo di assorbire elevate quantità di vapore acqueo. I muri ed i pavimenti di un edificio a canapa e calce possono ‘respirare’ assorbendo l’umidità e successivamente rilasciandola attraverso l’evaporazione. Questa caratteristica evita lo sviluppo di umidità ed il relativo deterioramento all’interno del materiale, e favorisce la riduzione del livello di umidità all’interno dell’edificio. L’effetto complessivo è un ambiente più salubre e naturale, che necessità oltretutto di un minore condizionamento dell’aria.

h3{color:#7A8541;}. *Sequestro del carbonio*

La canapa assorbe diossido di carbonio (CO2) dall’atmosfera durante la sua crescita. Secondo Pervais (2003), 325Kg di CO2 vengono catturati in una tonnellata di canapa secca. La costruzione a base di canapa e calce è quindi una modalità efficace per contrastare il riscaldamento globale. Lime Technology (2006) affema che vengono sequestrati 110Kg di CO2/m3 nell’edificio quando il biocomposito viene spruzzato, che diventano 165 Kg di CO2/m3 quando viene gettato e pressato all’interno dei pannelli temporanei di contenimento.

Le stime citate già tengono conto della CO2 emessa durante la preparazione della calce. Per questo motivo si può affermare che la costruzione a base di canapa e calce è potenzialmente ad emissioni negative di carbonio. Un’ulteriore dimostrazione viene fornita da Woolley e Bevan (2007) quando dichiarano che 31Kg di CO2 per m2 vengono conservati in un muro di biocomposito dello spessore di 300mm, che diventano 53Kg/m2 con uno spessore di 500mm. Ulteriori risparmi di emissioni di CO2 sono una conseguenza diretta della performance termica della costruzione a canapa e calce che riduce il fabbisogno di riscaldamento dell’edificio (Rhydwen, 2006).

h3{color:#7A8541;}. *Isolamento acustico*

Secondo i risultati dei test acustici condotti da BRE durante il progetto ad Haverhill (BRE, 2002), gli edifici di canapa e calce hanno avuto una performace inferiore rispetto a quelli costruiti con metodi tradizionali, ma nonostante ciò hanno soddisfatto i requisiti di resistenza acustica. Périer (2001) afferma che il biocomposito di canapa e calce è altamente fono assorbente, sopratutto quando la sua superficie viene lasciata grezza senza intonaco. Ulteriore ricerca è al momento in corso per massimizzarne il potenziale affinché possa essere utilizzato in applicazioni come isolante acustico.

h3{color:#7A8541;}. *Resistenza all’incendio*

Il cemento di canapa e calce è ignifugo senza l’aggiunta di sostanze tossiche ritardanti di fiamma. Périer (2001) afferma che secondo i testi condotti dal ‘Centre Scientifique et Technique du Batiment’, il biocomposito è stato classificato come ‘resistente alla fiamma’ senza rilascio di fumi tossici o D-infiammabili, soddisfacendo la categoria francese M1. Viene anche affermato che la miscela abbia resistito un test di quattro ore a temperature superiori a 1800°C.

h3{color:#7A8541;}. *Protezione dalle infestazioni*

La canapa non è appetibile a topi e ratti, i quali non sono nemmeno attratti dalla calce che è stata anche utilizzata per centinaia di anni per mantenere livelli di igiene (Wolley, 2006). L’uso della calce nel corso della storia dimostra come sia adatta per preservare le fibre naturali e proteggerle da ogni forma di infestazione.