Canapa per l’edilizia: vantaggi e analisi del calcecanapulo

Negli ultimi anni è sempre maggiore l’attenzione, nell’edilizia e non solo, verso la ricerca di materiali a miglior efficienza energetica, considerando anche l’aumento dei costi delle materie prime disponibili. Anche il settore cementiero risente di questa esigenza di trovare soluzioni innovative e sostenibili per migliorare l’impatto ambientale e l’efficienza energetica, utilizzando materiali naturali derivanti da prodotti agricoli, come la canapa.

In Italia l’introduzione delle normative in ambito energetico ha rappresentato un forte stimolo per la ricerca di materiali innovativi per i componenti edilizi, per garantire prestazioni in linea con nuovi standard.

Per questo alcuni istituti come l’Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie, l’Energia e lo Sviluppo Economico Sostenibile hanno eseguito prove accurate su nuovi materiali a minore impatto ambientale, come il calcecanapulo.

Il calcecanapulo: il biomattone a basso impatto ambientale

La canapa viene utilizzata nei materiali biocompositi di calcecanapulo, in quanto questo prodotto ha buone proprietà di traspirabilità e regolazione igrometrica e quindi può essere utilizzato nell’edilizia in zone a clima temperato per garantire un ottimo isolamento termico.

Un mattone in calcecanapulo è dunque composto da una miscela di calce e canapulo, lo scarto legnoso della canapa, e si tratta a tutti gli effetti di un prodotto a basso impatto ambientale, ottime prestazioni energetiche, traspirabilità, isolamento e protezione dall’umidità. Ideale dunque per quei paesi dove in estate fa molto caldo al fine di evitare il ricorso alla climatizzazione.

Il calcecanapulo è stato sottoposto a valutazione prestazionale con l’analisi del ciclo vitale (LCA) per indagare sulla sostenibilità del materiale secondo quanto riportato nella normativa europea EA 15804:2012. I test sono stati svolti su mattoni di calcecanapulo utilizzati per realizzare murature di tamponatura rifinite con rasatura superficiale.

La funzionalità dei materiali è stata testata con prove di laboratorio in camere climatiche, ponendo la massima attenzione agli effetti sui materiali in condizioni caldo temperate.

Lo studio del Calcecanapulo in laboratorio

Per le prove svolte in camera climatica vengono utilizzati dei mattoni di calcecanapulo, lo spessore dei quali è leggermente minore rispetto a quello utilizzato normalmente nell’edilizia, ma più gestibile nei sistemi di laboratorio.

La muratura, una volta realizzata, viene rifinita con malta di intonaco da 15mm per garantire la complanarità e la regolarità dello spessore.

Le camere climatiche adatte agli studi su questa tipologia di prodotti devono avere le seguenti caratteristiche tecniche:

• Il range di temperatura da -40°C fino ai 180°C con una velocità di variazione di 4°C/min sia in salita sia in discesa. Questi valori sono quelli richiesti dalla norma IEC 60068-3-5.
• Il range di umidità relativa dal 10% al 98% con range di punto di rugiada da +2/+94°C per prove in continuo e da -20/+2°C per prove non continuative relative alle condizioni climatiche di partenza e al tempo del test.

Le prove per valutare il comportamento e la validità del materiale vengono eseguite a diverse temperature e con variazioni temporali. Questi cicli termici servono proprio per testare e valutare il prodotto considerando il clima mediterraneo. Lo studio del materiale inoltre ha previsto delle simulazioni numeriche svolte utilizzando software di calcolo che permettono di simulare, in maniera dinamica, il comportamento energetico e igrotermico di strutture ed edifici secondo UNI EN 15026 e UNI EN 13790.

I risultati sono stati valutati confrontando sia misure sperimentali che simulazioni numeriche, con lo scopo di definire e calibrare modelli matematici che siano in grado di riprodurre e prevedere il comportamento energetico e la risposta termoigrometrica di edifici in condizioni climatiche reali.

Si è osservato che, sia considerando il ciclo a 23°C che quello a 35°C, i risultati delle analisi sperimentali e numeriche sono analoghi per forma e valori; si evidenzia però una differenza sistematica di circa il 15% tra il valore registrato sperimentalmente e quello ricavato numericamente.

Camere di simulazione climatica Binder

Le camere climatiche Binder della serie MKF sono perfettamente idonee per questo tipo di applicazione.

Il range di temperatura va da -40°C fino ai 180°C con una velocità di variazione di 4.8°C/min sia in salita da -40 a 180°C, sia in discesa da 180 a -40°C; valori migliorativi rispetto a quelli richiesti dalla norma IEC 60068-3-5. Il range di umidità relativa va dal 10% al 98% .

La tecnologia Apt.Line™ brevettata da Binder, prevede la presenza di un sistema di circolazione che veicola l’aria in una camera di preriscaldamento, incrementandone la temperatura mediante appositi elementi. Il flusso d’aria riscaldata arriva orizzontalmente su entrambi i lati nella camera interna, attraverso fessure nelle pareti laterali. Una ventola convoglia l’aria nuovamente nella camera di preriscaldamento e il processo ricomincia da capo. Tale brevetto conferisce l’omogeneità di temperatura migliore della categoria. La Tecnologia di preriscaldamento assicura tempi di recupero rapidi e massima precisione non influenzata dalla temperatura ambientale.

Le camere Binder utilizzano gli umidificatori a vapore così da mantenere l’acqua sempre sul punto di ebollizione. L’acqua di umidificazione viene costantemente sterilizzata a 100°C, riducendo al minimo il rischio di contaminazioni biologiche. La camera è inoltre munita di un dispositivo elettronico per l’umidificazione e la deumidificazione, con sensore di umidità capacitivo e vapore pressurizzato, che impedisce la formazione di condensa. In situazioni di funzionamento continuo, gli umidificatori a vapore Long Life Binder hanno una percentuale di guasti comprovata estremamente bassa, inferiore all’1%, nei primi cinque anni.

Le camere sono dotate di un controller touch screen con programmi memorizzabili di più sezioni ciascuno, per la programmazione di cicli in continuo e la visualizzazione grafica a colori. Sfruttando le molteplici opzioni di programmazione, si ottiene una perfetta interazione tra caldo, freddo e umidità.