Soluzioni per l’implementazione di azioni di Economia Circolare nell’industria di produzione di involucri edilizi industrializzati ad alto contenuto tecnologico e customized: strategie e strumenti fisici e BIM.based per il Life Cycle Thinking delle facciate, orientati in logica green ad azioni sostenibili anche predittive di filiera, dalla progettazione esecutiva al disassembling, il materials recovery e recycle

Introduzione e definizione del problema nel contesto scientifico internazionale

Le politiche internazionali volte allo sviluppo sostenibile e alla limitazione del global warming stanno portando il mercato delle Facciate Architettoniche ad occuparsi maggiormente dell’analisi del Life Cycle Assessment (LCA) dei prodotti, che, così come il Life Cycle Costing (LCC) o il Social Life Cycle Assessment (S-LCA), prefigurando l’impatto ambientale e sociale, il costo e le performance del prodotto. Ciò, allo scopo di valutare l’attinenza a protocolli regolamentati da specifici parametri di riferimento come i Science Based Targets (SBTs), fondamentali per l’ideazione di strategie produttive e di mercato per aziende, developer e general contractor. Un’azienda produttrice di facciate prefabbricate high tech customized dovrà quindi dotarsi di una strategia applicativa in grado di ottenere (in tempi utili alle dinamiche di mercato) un’analisi dell’LCA dei propri prodotti, a dimostrazione dell’adeguatezza agli standard internazionali esistenti e alle logiche di sostenibilità green individuati nella strategia aziendale.

Obbiettivo dell’ipotesi della ricerca

Questa proposta di ricerca si prefigge lo sviluppo di un tool personalizzabile, interoperativo e automatizzato, a supporto delle scelte decisionali di un’azienda del settore, per la quantificazione delle emissioni, dei consumi di energia e dell’impatto sociale derivato dal ciclo di vita dei prodotti, attraverso l’uso di software gestionali (SG) di progetto come i Common Data Environment (CDE) o di Business Intelligence (BI). Questi SG raccolgono dati tecnici e informazioni proventi dai diversi uffici aziendali (ufficio gare, ufficio sistemi, ufficio tecnico, acquisti, gestione forniture, produzione e logistica) importandoli direttamente da altri software in uso (BIM, BEM, ERP, PLM), da piattaforme tipo IoT o da modelli simulativi dei fenomeni fisici. Ciò permetterà di analizzare in maniera predittiva ill’LCA del prodotto finito in qualsiasi momento del progetto e della produzione, verificandone la compatibilità con i target di management, di costo e di impatto ambientale, individuando e misurando eventuali punti critici della produzione da affinareaffinabili. Inoltre, in prospettiva, il prodotto atteso da questa ricerca potrebbe permettere l’individuazione di lacune, interferenze e/o contraddizioni tra i dati scambiati dagli uffici nella gestione delle commesse, evidenziando aspetti che altrimenti potrebbero rimanere in ombra.

Metodologia e risultati attesi

Il progetto prevede innanzitutto un’analisi del knowhow delle tematiche di riferimento mediante l’inquadramento scientifico delle variabili di interesse caratterizzanti il prodotto da prevedere e ottimizzare (scenari operativi negli stabilimenti produttivi e in cantiere) e lo studio dei sistemi costruttivi. Inoltre, considerando l’interoperabilità dei dati utili all’ottimizzazione del processo produttivo, è previsto un ulteriore approfondimento delle dinamiche aziendali in ottica ESG (Environmental, Social and Governance) e/o B-corp. Dall’analisi empirica e dalla comparazione dei dati emersi con protocolli consolidati di LCA maggiormente in uso nelle aziende del settore (sprovviste di standard ISO di riferimento) si implementeranno rispetto alle evidenze riscontrate, per poi sviluppare una configurazione funzionale del SG che metta a sistema i dati in possesso dai vari uffici. Questo nuovo tool, una volta applicato, permetterà la realizzazione di Customized Prefabricated Buildings Envelope Life Cycle Assessment (CPBE-LCA) e fornirà una prospettiva per il futuro sviluppo sostenibile del settore.

Sviluppo, fattibilità e cronoprogramma

La metodologia proposta si traduce in 4 fasi, suddivise da specifici step di avanzamento riconducibili ai task conclusivi di deliverable previsti dal bando, alcuni dei quali potranno essere valutati scientificamente attraverso la sottomissione di articoli scientifici (double blind referee).

Fase 1.1 – I aa – Analisi di:
• Fornitura e trasporto delle materie prime in azienda,
• Produzione in stabilimento,
• Fornitura e trasporto del prodotto finito in cantiere.

Fase 1.2 – I aa – Analisi di:
• Cantierizzazione e istallazione degli elementi di facciata,
• Manutenzione, smontaggio e riciclo delle componenti (completamento del life cycle del prodotto). Si prevedono visite periodiche ai cantieri e agli stabilimenti in cui l’azienda opera in Italia e all’estero.

Fase 2 – 1° Sem II aa
• Studio dei protocolli di analisi dell’LCA in uso, anche rispetto ad altre aziende di settore, ricercandone punti di forza e criticità,
• Valutazione della coscienza collettiva aziendale in riferimento ai parametri di ESG (es: consumo degli uffici, spostamento dei lavoratori, consumi alimentari, tutela della biodiversità, ecc.).

Fase 3 – 2° Sem II aa
• Analisi e selezione, con i responsabili informatici dall'azienda, dei SG CDE idonei a soddisfare i requisiti,
• Impostazione del SG per la ricezione e l’organizzazione dei dati provenienti dai vari uffici, • Collaborazione con gli uffici aziendali di competenza per l’automatizzazione della condivisione delle informazioni con il SG CDE.

Fase 4 – III aa
• Verifica dell'efficienza del modello adottato attraverso la realizzazione di CPBE-LCA di un numero significativo di casi studio. In base ai feedback della verifica il tool verrà affinato e diventerà, come auspicato, un supporto (analitico e comprovabile) in cui far convergere i dati utili in possesso dei vari uffici per velocizzare l’analisi e l’ideazione di strategie di efficientamento energetico per un’azienda più intelligente, sostenibile e green.

Focchi S.p.a., Via Cornacchiara, 805 47824 Poggio Torriana Rimini (IT)

Periodo: 12 mesi

Il progetto è coerente con i seguenti Ambiti di Ricerca e Innovazione del PNR 2021-2027:

5.4.6 Innovazione per l’industria manifatturiera
Articolazione 1: Industria circolare, pulita ed efficiente
Articolazione 3: Industria intelligente
Articolazione 5: Industria competitiva

5.6.1 Green technologies
Articolazione 4: Riduzione dei rifiuti e della domanda di critical raw materials tramite approcci di disassembling e materials recovery, remanufacturing e refurbishing
Articolazione 6 “A fair benchmarking”: sviluppo e diffusione dei metodi della ecologia industriale per una corretta valutazione comparativa tra tecnologie green e consolidate

Per il settore degli involucri personalizzati, la centralità dell’LCA nella prospettiva attuale costituisce rilevanti difficoltà in quanto ogni prodotto, avente caratteristiche uniche e non ripetibili, necessità di analisi ex-novo a ogni commessa. Un sistema di analisi rapido e in ottima parte automatizzato è fondamentale in vista delle richieste degli stakeholder che chiedono la verifica di target di sostenibilità per il carbon management dei progetti architettonici. Ad oggi, non essendo possibile produrre un EPD di queste facciate, le richieste del mercato vertono principalmente attorno alla misurazione del Global Warming Potential (GWP) o a dichiarazioni di sostenibilità da parte di fornitori verificati, esclusivamente per le fasi che la normativa identifica come A1-A5 (from cradle to site).

Il progetto, oltre che fornire una risposta alle esigenze dell’impresa nel breve periodo può essere una base da implementare per gestire tutti i dati che in futuro potranno essere richiesti riguardanti l’intero ciclo di vita del prodotto (from cradle to cradle) e gli altri aspetti del Life Cycle Impact Assessment. Infine, essendo i protocolli di LCA dei modelli ancora in fase di sviluppo (spesso sprovvisti di benchmark di riferimento per la comparazione dei risultati), l’esito delle specifiche analisi condotte saranno di potenziale interesse per i centri di ricerca che si occupano dello sviluppo di indici di sostenibilità e di circolarità per il settore edilizio.

• Life Cycle Assessment
• Life Cycle Thinking
• Data Analysis
• Customized Prefabricated Building Envelopes
• Multi-criteria decision making