Pa­ra­dig­mi di pro­get­ta­zio­ne so­ste­ni­bi­le

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La sostenibilità delle opere strutturali è spesso discussa attraverso la lente dei materiali o dei processi costruttivi. Tuttavia, nell’ambito dell’ingegneria strutturale, l’impatto ambientale, economico e sociale di un intervento è determinato in misura prevalente dalla sua concezione preliminare, cioè dall’insieme delle scelte formulate nella fase ideativa iniziale. È in questo momento che vengono definiti lo schema statico, la geometria essenziale, le strategie di trasferimento dei carichi, la natura e la quantità dei materiali, le condizioni di ispezionabilità, la durabilità attesa e il potenziale di adattabilità dell’opera.¹

La letteratura nel campo del Life Cycle Assessment (LCA) e del Life Cycle Sustainability Assessment (LCSA) evidenzia come tali decisioni iniziali influenzino tra il 70% e il 90% degli impatti generati lungo l’intero ciclo di vita di una opera di ingegneria civile.² Le scelte assunte in questa fase non solo determinano la configurazione del sistema resistente, ma orientano anche le traiettorie future di manutenzione, trasformazione, dismissione e, quando possibile, riuso. In questo senso, la sostenibilità non si configura come un insieme di accorgimenti applicati a valle, ma come una proprietà emergente della qualità delle prime decisioni progettuali.

Comprendere la sostenibilità come esito diretto delle scelte adottate nelle fasi iniziali implica adottare una prospettiva sistemica: il progetto strutturale, come gli altri livelli di progettazione (architettonico, impiantistico, paesaggistico ecc.) è un organismo che evolve nel tempo, interagisce con il contesto e incorpora costi e benefici distribuiti su scale temporali pluridecennali. Per questo motivo, la fase di concezione rappresenta il momento di massima efficacia per ridurre l’impronta materiale, ottimizzare le risorse, incrementare la robustezza del sistema e predisporre, sin dall’origine, strategie di durabilità, ispezione, sostituibilità e adattabilità.

Un aspetto preliminare, ma centrale, nella valutazione della sostenibilità di qualsiasi intervento consiste nel determinare se la realizzazione di una nuova opera sia effettivamente necessaria. La letteratura sulla gerarchia delle 9R (refuse, rethink, reduce, re-use, repair, refurbish, remanufacture, repurpose, recycle) identifica infatti il principio di evitare o ridurre la nuova costruzione come il livello più efficace nel contenimento degli impatti ambientali ed economici.³ Come discusso anche in altri contributi di questo numero, la verifica della necessità dell’opera costituisce dunque il primo filtro metodologico della progettazione sostenibile.

Qualora l’analisi dimostri che una nuova infrastruttura sia indispensabile, diventa evidente come l’approccio fondato sulle scelte iniziali di configurazione strutturale rappresenti il principale determinante delle prestazioni di sostenibilità dell’opera. Nei progetti ex novo, l’assenza di vincoli morfologici o materiali preesistenti consente infatti di integrare obiettivi ambientali, economici e sociali direttamente nella definizione dello schema resistente, nella geometria di base e nelle strategie di durabilità sin dalla fase ideativa.⁴

Ciò comporta un implicito dovere professionale: investire tempo, competenze e strumenti analitici nelle fasi iniziali del processo, consapevoli che tali decisioni influenzeranno non solo l’efficienza strutturale, ma anche i futuri scenari di manutenzione, adattabilità, trasformazione e, quando possibile, riuso. La letteratura sul design-for-sustainability e sul design-for-disassembly conferma infatti che le traiettorie di impatto lungo il ciclo di vita sono determinate in larga misura da queste prime scelte.⁵

In Svizzera, diversi interventi recenti mostrano un’evoluzione nelle pratiche progettuali orientate alla sostenibilità. Il tunnel ferroviario di Eppenberg, lungo 4 km, rappresenta un caso significativo: la definizione del tracciato e la pianificazione dello scavo hanno permesso di riutilizzare in loco oltre il 90% del materiale estratto, riducendo drasticamente il numero di trasporti esterni e le relative emissioni. Si tratta di un esempio efficace di come decisioni prese nella fase preliminare, in questo caso la geometria e l’ottimizzazione del percorso, condizionino gli impatti lungo tutto il ciclo di vita.

Una logica analoga emerge nel progetto del tunnel Albula II sulla rete della Rhätische Bahn. La scelta di seguire un tracciato geologicamente favorevole ha consentito di limitare i volumi di scavo e semplificare la gestione dei materiali, mentre la logistica di cantiere è stata configurata per ridurre gli impatti ambientali nelle valli alpine, un contesto particolarmente sensibile. Anche in questo caso, è evidente come le strategie definite nella fase di concezione, tracciato, accessi, gestione del materiale di scavo, determinino in larga misura la sostenibilità dell’opera, confermando quanto indicato dalla letteratura LCA/LCSA.

Un ulteriore esempio di approccio strutturato alla sostenibilità è rappresentato dalla tangenziale est H18 di La Chaux-de-Fonds (fig. 2), inserita tra i casi di riferimento nel quadro SNBS Infrastrutture. Tale inquadramento evidenzia la rilevanza di questo standard per l’ingegneria civile: in origine, il sistema SNBS era sviluppato esclusivamente per il settore degli edifici, mentre la successiva estensione al dominio infrastrutturale ha consentito di formalizzare un insieme coerente di criteri ambientali, sociali e procedurali calibrati sulle specificità delle opere civili. Questa evoluzione costituisce un avanzamento metodologico significativo, poiché permette di integrare la valutazione della sostenibilità già nelle fasi preliminari di concezione, assicurando una maggiore trasparenza e comparabilità delle prestazioni e fornendo un quadro strutturato per la progettazione orientata al ciclo di vita.

Benché tali interventi rappresentino un progresso significativo nelle pratiche di gestione dei materiali e della logistica di cantiere, essi rimangono riconducibili a un paradigma progettuale essenzialmente lineare, in cui la mitigazione degli impatti deriva prevalentemente da ottimizzazioni operative piuttosto che da una riformulazione del sistema strutturale. Una discontinuità metodologica emerge invece nei progetti più recenti, nei quali i principi di sostenibilità sono integrati direttamente nella fase di concezione, orientando sin dall’inizio la configurazione resistente, la scelta dei materiali e le strategie di montaggio.

Il ponte urbano Green Ribbon di Renens (fig. 3) rappresenta uno degli esempi più avanzati in cui la progettazione concettuale ha orientato in modo determinante le prestazioni di sostenibilità di un’opera strutturale. Fin dall’impostazione preliminare, il progetto è stato guidato dal principio di ridurre al minimo la quantità di materiale e massimizzare l’efficienza strutturale, assumendo leggerezza, prefabbricazione e reversibilità non come obiettivi secondari, ma come vincoli generatori della configurazione resistente. La scelta di una struttura modulare in acciaio completamente prefabbricata, assemblata a secco senza getti in opera, deriva direttamente da queste decisioni iniziali: la smontabilità, la rapidità di montaggio, la ridotta quantità di materiale e la facilitata ispezionabilità non sono il risultato di ottimizzazioni successive, ma conseguenze dirette del paradigma progettuale adottato. La definizione dello schema statico – calibrato per massimizzare il rapporto rigidezza/peso – ha consentito di contenere in modo significativo la massa strutturale, riducendo sia il fabbisogno di acciaio sia le sollecitazioni trasmesse alle fondazioni.

Si tratta infatti di un sistema reticolare spaziale piegato e continuo, in cui la stabilità globale,  la risposta alle azioni orizzontali e alle dilatazioni termiche sono affidate alla geometria stessa, evitando controventi aggiuntivi o giunti strutturali complessi. Le travi reticolari laterali adottano montanti compressi a Y ad alta snellezza, che migliorano il comportamento all’instabilità e consentono una riduzione delle sezioni rispetto a soluzioni tradizionali. L’ottimizzazione del flusso delle forze e delle sezioni ha permesso una riduzione di circa il 20% della massa di acciaio.

La Passerelle de Cigarières a Yverdon-les-Bains (cfr. fig. 1, p. 13) evidenzia come i principi di sostenibilità possano essere integrati efficacemente già nella fase di concezione strutturale. L’opera è realizzata in acciaio XCarb, caratterizzato da un elevato contenuto riciclato e da processi industriali alimentati da energia rinnovabile, con una riduzione significativa delle emissioni associate alla produzione siderurgica. La passerella è interamente prefabbricata e assemblata a secco, soluzione che limita l’impatto del cantiere e garantisce un elevato controllo qualitativo. L’Environmental Product Declaration del materiale impiegato indica una carbon footprint dell’ordine di 0.9-1.2 1.2 tCO₂eq/t, evidenziando il contributo effettivo del materiale alle prestazioni ambientali complessive. Nel caso delle Cigarières, la sostenibilità deriva da una interazione combinata tra le scelte materiche e la configurazione strutturale definita nelle fasi preliminari. Lo schema statico è stato infatti ottimizzato per ottenere sezioni leggere ed efficienti, ridurre il numero di componenti e consentire un montaggio rapido, coerente con le logiche della prefabbricazione. La prestazione ambientale dell’opera è quindi il risultato di un Conceptual design orientato all’efficienza, potenziato dall’adozione di un materiale a ridotte emissioni incorporate. Questo caso offre infatti l’occasione per richiamare il ruolo crescente della ricerca sui materiali nel rinnovare il repertorio dell’ingegneria strutturale. Accanto agli acciai riciclati, negli ultimi anni si sono sviluppate tecnologie che permettono di ripensare in chiave sostenibile anche materiali tradizionalmente più impattanti, come il calcestruzzo. Tra queste, il Carbon Prestressed Concrete (CPC) è stato applicato, ad esempio, per la realizzazione di solai prefabbricati ultrasottili e di piccole passerelle pedonali sperimentali, dove la combinazione tra snellezza, riduzione del peso proprio e maggiore durabilità ha consentito di diminuire in modo rilevante la quantità di materiale impiegato. Questi sviluppi non vanno intesi come alternative dirette alle soluzioni in acciaio, ma come esempi di un panorama tecnologico in rapida evoluzione che amplia le possibilità progettuali e permette di integrare criteri di sostenibilità già nella fase di concezione.

Tuttavia, nel contesto svizzero è ancora assente un’integrazione sistematica del riuso strutturale nella progettazione di nuove infrastrutture. Le pratiche di economia circolare maggiormente consolidate si concentrano infatti nel settore edilizio, dove negli ultimi anni si sono moltiplicati interventi che prevedono il reimpiego di elementi strutturali recuperati, travi, pilastri, solai, pannelli prefabbricati o componenti metallici, con gradi differenti di trasformazione e adattamento, come discusso in altri contributi di questo numero. Al contrario, infrastrutture quali ponti, passerelle e opere idrauliche raramente adottano strategie di smontabilità, adattabilità o rigenerazione, e ancor meno sperimentano la realizzazione di nuove infrastrutture attraverso il reimpiego di elementi strutturali provenienti da smontaggi selettivi o da cicli d’uso precedenti. Tale assenza è particolarmente significativa se confrontata con esperienze internazionali che ne dimostrano la piena fattibilità tecnica, ambientale ed economica. Tra i casi più significativi nel panorama europeo, il progetto Tan House Footbridge rappresenta un esempio emblematico di riduzione dell’impatto ambientale tramite l’impiego di materiali riutilizzati. Per la passerella pedonale è stato utilizzato acciaio precedentemente prodotto ma mai impiegato in cantiere, ossia un surplus industriale: materiali già fabbricati e certificati, pronti per l’uso ma non ancora installati in altre opere. Questo approccio permette di ridurre in modo consistente l’energia incorporata e le emissioni  rispetto a una soluzione equivalente realizzata con acciaio nuovo. L’intervento dimostra come l’impiego di materiali di seconda vita possa essere valutato e certificato mediante metodologie LCA consolidate, configurandosi come una pratica replicabile in progetti infrastrutturali futuri.

Un approccio più radicale caratterizza le passerelle olimpiche di Parigi 2024 (fig. 4), interamente realizzate con elementi strutturali esistenti in loco, senza alcuna nuova produzione. Tale strategia, basata sulla disponibilità e sulla reinterpretazione del patrimonio materiale presente, ha permesso di raggiungere un’impronta emissiva quasi nulla: un esempio avanzato di progettazione orientata al riuso integrale.

Quanto detto mostra come nel panorama europeo, i progetti infrastrutturali basati sul riuso stiano assumendo una diffusione crescente, evidenziando una transizione verso modelli costruttivi più compatibili con i principi dell’economia circolare. In Svizzera, invece, l’adozione di tali pratiche rimane ancora marginale, in particolare nell’ambito delle opere pubbliche. Questo divario non segnala soltanto una difficoltà operativa, ma riflette barriere di natura normativa, istituzionale e culturale che limitano l’integrazione del riuso strutturale nei processi di progettazione. Le cause non sono esclusivamente tecniche. L’attuale quadro normativo, a partire dalle norme SIA, non fornisce indicazioni esplicite o procedure codificate per l’impiego di componenti strutturali già utilizzati. A ciò si aggiungono le restrizioni dei modelli assicurativi, che tendono a escludere o limitare la copertura di responsabilità per elementi non nuovi, anche quando essi siano stati sottoposti a verifiche e certificazioni adeguate. Inoltre, i sistemi di calcolo degli onorari professionali, fondati su metriche volumetriche o quantitative, raramente incentivano modelli progettuali circolari, i quali richiedono tempo aggiuntivo per analisi preliminari, inventari materiali, valutazioni di idoneità e coordinamento interdisciplinare. Sul piano della formazione, il quadro è analogo. Nei principali percorsi accademici di ingegneria civile mancano corsi strutturati dedicati a LCSA, EPD, S-ROI (Social Return on Investment) o alla valutazione sociale delle opere; concetti quali Baukultur, valore d’uso, adattabilità o disassemblabilità sono spesso marginali e difficilmente si traducono in competenze operative per i futuri progettisti. Un ulteriore fattore riguarda la cultura della committenza, pubblica e privata, che tende a considerare la sostenibilità come un vincolo accettabile solo quando produce ritorni economici immediati o vantaggi reputazionali diretti. L’assenza di strumenti valutativi come nei bandi e nelle procedure di gara impedisce di riconoscere e premiare soluzioni che generano benefici collettivi distribuiti nel tempo, quali riduzione degli impatti futuri, prolungamento della vita utile e valorizzazione del patrimonio materiale esistente.

I casi analizzati dimostrano tuttavia che una progettazione strutturale sostenibile, misurabile e orientata al ciclo di vita è già oggi tecnicamente possibile. Perché essa diventi pratica corrente e non eccezione, è necessaria un’evoluzione sistemica: aggiornare il quadro normativo, adeguare i modelli assicurativi, riformare gli strumenti contrattuali, riconoscere il valore del progetto nelle sue fasi iniziali e formare ingegneri capaci di operare secondo una logica complessa e intertemporale. Solo in questo modo il settore potrà integrare stabilmente il riuso, la durabilità e l’adattabilità come componenti standard della concezione strutturale.