Quando nel 1951 venne fondata la CECA (Comunità Economica Carbone e Acciaio), il riciclo era un concetto non ancora esistente e lontano da ogni immaginazione. L’evoluzione delle politiche di sostenibilità a livello di metodologie produttive, di risultati industriali e di attenzione all’ambiente, hanno portato ad una lunga serie di cambiamenti sociali: l’Unione Europea è diventata un riferimento esemplare per la capacità di scambio di merci e di persone, la condivisione di idee e di spazi permessa con la Convenzione di Schengen a partire dal 1990.
Oggi la condivisione dei valori che hanno contribuito a costruire un così lungo periodo di pace e collaborazione si trova in un momento di crisi, come dimostrato dalla Brexit e dal dilagare di sentimenti populisti all’interno degli stati membri, conseguenze più o meno dirette dello stato di panico derivante dallo scarso impegno nella gestione e nell’accoglienza dei flussi migratori quanto dell’incapacità di rialzarsi delle industrie dopo la crisi economica del 2008.
Ogni momento di crisi presenta tuttavia grandi opportunità, già nel 2011 Rifkin individuava l’avvento della Terza Rivoluzione Industriale in relazione ad un’economia e una produzione sempre più orientate al digitale, evidenziando come la sostenibilità ambientale dovesse avere un posto rilevante nella determinazione delle politiche industriali per permettere di salvaguardare l’ecosistema e non solamente un sistema di consumismo globalizzato.
Riflettendo sul rapporto tra economia e società, ci siamo chieste in che modo le discipline progettuali si pongono rispetto alla produzione di beni per un pubblico sempre più globale, le cui esigenze variano sulla base della posizione geografica, della cultura di appartenenza e dell’immaginario al quale fanno riferimento, ma soprattutto se attraverso l’architettura, l’ingegneria e il design sia possibile innescare un cambiamento nella mentalità produttiva, orientandola verso un pensiero circolare nel quale ogni azione e ogni conseguenza sono considerate parte di un processo in continuo divenire.
Abbiamo chiesto agli autori raccolti in questo numero di presentarci il loro approcci alla progettazione attraverso esempi di casi studio e metodologie condivise a livello internazionale, con l’intento di offrire ai lettori una panoramica attraverso la quale avvicinarsi alla progettazione sistemica come concetto chiave per la comprensione dell’economia circolare.
La prima riflessione sull’economia circolare è di Franconi, che si interroga sulle differenze tra i concetti di Riciclo e Sovraciclo, distinguendo e provando a definire le due pratiche e i rispettivi ruoli attraverso una revisione della letteratura accademica.
Il contributo di Pigosso, Rodrigues e McAloone, in lingua inglese, accompagna il lettore nel mondo dell’Economia Circolare attraverso l’analisi di dodici pratiche gestionali usate come guida alle industrie nella transizione alla mentalità sistemica necessaria per avvicinarsi ai nuovi modelli economici.
Il contributo di Cristiano e Gonella presenta l’analisi emergetica di uno specifico caso studio, ovvero la valutazione del progetto edilizio della struttura socio-sanitaria dell’associazione umanitaria Emergency a Khartoum, in Sudan, secondo principi di analisi del valore dell’investimento non solo in termini quantitativi o qualitativi bensì di energia coinvolta direttamente o indirettamente per la creazione di prodotti, sistemi, servizi.
Nel ringraziare gli autori per l’entusiasmo e la professionalità con le quale hanno contributo alla creazione di questo numero di Progetto Re-Cycle, ci auguriamo che sia per i lettori un’esperienza costruttiva e fonte di curiosità per approfondimenti futuri.
L’Economia Circolare è un concetto che sta riscuotendo sempre più attenzione da parte di industrie, mondo accademico e decisori politici di tutto il mondo. A prescindere da questo, molti termini sono ancora oggi confusi e si antepongono, come riciclo e sovraciclo. Le relazioni e le differenze di questi due concetti non sono state chiarite ancora in letteratura e neppure la loro relazione con l’Economia Circolare. Questa ricerca fornisce una prima analisi, attraverso una revisione bibliografica dei due concetti. Il risultato finale indica che un approccio sistemico alla progettazione, che preveda a monte l’analisi dei cicli di vita favorisce un’economia circolare. Riciclo e sovraciclo sono pratiche che non si sovrappongono e entrambe sono essenziali per una piena economia circolare.
1. Introduzione
Nel 1972 viene pubblicato il report The limits to growth (Meadows, D.H., et al., 1972) che definí per la prima volta, attraverso modelli di simulazione gli effetti dei sistemi di produzione e consumo dell’uomo sulla terra (Ceschin F., 2014). Il report scatenò la scintilla per un cambiamento di paradigma verso un pensiero sostenibile, influenzando oggi il pensiero moderno (Ashby M. F., 2016).
Cambiamenti climatici, desertificazione, perdita della biodiversità, crescita della popolazione globale (11.2 miliardi nel 2100 secondo United Nations, 2015, Figura 1), aumento della classe media mondiale, (circa 3 miliardi entro la fine del 2030 secondo United Nations, 2015), della richiesta di materiali (Heiskanen, K., 2014, Figura 2) di energia (il 21% dell’energia mondiale utilizzata oggi serve per la produzione di materiali, Ashby M. F., 2016), volatilità dei prezzi dei materiali e dipendenza dalle materie prime, energia e cibo, ( McKinsey & Company 2013, Figura 3) sono solo alcune delle previsioni fatte da Meadows et al., nel 1972 che si stanno via via verificando.
Figura 1: Nazioni Unite. Dipartimento di Economia e Affari Sociali. Divisione Popolazione (2015). World Population Prospects: The 2015 Revision.Figura 2: Uso di nove materie prime negli Stati Uniti 1900-2010. Fonte dati: USGS National Minerals Information Center (2013).Figura 3: McKinsey & Co., 2013. McKinsey, indice dei prezzi delle materie prime
In questo scenario è necessario porsi domande radicali sui fondamenti del nostro modo di produrre, consumare e vivere per “soddisfare i bisogni del presente senza compromettere la capacità delle generazioni future di soddisfare i propri bisogni” (Meadows, D.H., et al., 1972). L’Economia Circolare si è imposta recentemente come promessa economica, ambientale e sociale: un concetto innovativo, rivitalizzante e rigenerante che basa i suoi principi sulla progettazione per disaccoppiare la crescita da vincoli di risorse (Ellen MacArthur Foundation (EMF), 2010). In questa nuova visione economica un ruolo cruciale è attribuito al design per prevenire, attraverso una progettazione attenta e mirata, lo spreco di risorse (McDonough, W., et al., 2002, Elle MacArthur Foundations, 2010, Badalucco L., 2013) e progettare per nuovi manufatti, che prevedano il concetto di prodotto di servizio (Manzini, E., et al., 2007, Stahel, W., 2010). L’Economia Circolare raggruppa nozioni come: Ecologia Industriale (Robert Frosch e Nicholas Gallopulos, 1989), Capitalismo Naturale (Hawken P., Lovins A. and Lovins H., 1990), Simbiosi Industriale (Frosh R.A., 1992), Bioeconomia ( Juan E. e Rodrigo M., 1997), Cradle to Cradle (McDonough, W. and Braungart M., 2002), Design Sistemico (William Wurster, Christopher Alexander, Bruce Archer, John Chris Jones e Horst Rittel, 1963) e Blue Economy (Pauli G., 2010). Sebbene queste teorie siano state largamente discusse dalla comunità scientifica, molti termini e relazioni non sono state approfondite esaustivamente (Kyungeun, S., 2015). Nello specifico i concetti di riciclo e sovraciclo sono spesso anteposti l’uno all’altro.
2. Contesto
In questa ricerca per riciclo si intende l’insieme di operazioni per il recupero di materiali di scarto dissimili che ha come risultato ultimo un materiale ibrido. Mentre per sovraciclo si intende l’insieme di operazioni per il recupero di materiali di scarto simili che ha come risultato ultimo un materiale uguale a quello iniziale.
La ricerca fornisce una piccola introduzione storica e un confronto tra i due termini per poi approfondire la relazione tra sovraciclo ed Economia Circolare.
2.1 Riciclo
Per riciclo si intende il recupero dei materiali a fine vita del prodotto, reinserendoli nella filiera produttiva (Heiskanen, K., 2014) con lo scopo di utilizzarli per nuovi prodotti industriali. Il riciclo è un’attività praticata da secoli, specialmente in quei periodi, ad esempio lunghe battaglie o malattie, in cui le materie prime sono difficile da reperire (Peck D., 2016).
Mentre nelle nazioni in via di sviluppo, tutt’oggi è abitudine comune il riuso di materiali, soprattutto di confezioni, nelle società più sviluppate, sono state create infrastrutture capaci di gestire enormi flussi di materiali che permettono una crescita insostenibile. I materiali gettati vengono raccolti nelle discariche, regolate solitamente da enti che per conto dei comuni si occupano dei materiali da riciclare, rivendendoli in seguito a organizzazioni che li processano per trasformarli in materiali riciclati e rivenderli ai produttori. Generalmente la qualità dei materiali riciclati è alterata a causa di diversi fattori, come il grado di pulizia dei materiali riciclati (Heiskanen, K., 2014), impurità e combinazione di materiali della stessa tipologia ma con caratteristiche tecniche dissimili (McDonough, W., et al. 2003).
Quasi sempre la perdita di valore è causata da un’inefficienza del processo di recupero (Chen, P.-C., 2015) e da una progettazione non idonea. I termini riciclo e riuso vengono spesso confusi. Per riuso si intende l’impiego di prodotti o loro componenti non processati industrialmente, solitamente utilizzati in modo domestico o artistico. Nel diagramma Figura 4, è chiaro come per l’economia circolare il riuso sia uno dei cicli più virtuosi per risparmiare energia, materiale, lavoro, emissioni, acqua o sostanze tossiche. D’altra parte parlare di riciclo è essenziale, soprattutto a livello industriale, laddove il riuso non sia un’opzione possibile, come ad esempio materiali usa e getta, ingombranti elettrodomestici o materiali pericolosi per la salute dell’uomo. Il riciclo è una materia complessa perché può trattare materiali semplici come la carta fino ai più complessi ricicli di apparecchiature meccaniche ed elettroniche. Per esempio, un’autovettura può essere composta da un centinaio di materiali assemblati insieme. Questo genere di prodotti sono più complessi da gestire se comparati ad una semplice bottiglia di plastica, solitamente realizzata utilizzando 96% di plastica e 4% di carta per l’etichetta (Yam, 2009). Storicamente il riciclo è stato considerato un problema relativo alla gestione dei rifiuti dei prodotti, mentre oggi è sempre più connesso alla progettazione. Il design per il riciclo è un modello progettuale che favorisce la facilitazione delle operazioni di fine vita dei prodotti (Badalucco L., 2013) per contenere la sempre maggior domanda di materiali. Alcuni strumenti che il designer utilizza per farsi carico di tale impegno sono Life Cycle Assessment e Material Flow Analysis e più recentemente, Material Circular Indicator. Quest’ultimo sviluppato dalla Ellen MacArthur Fondations, mira a massimizzare il “prolungamento della circolazione” o il tempo di ogni ciclo dei materiali per un’economia circolare (EMF, 2012).
2.2 Sovraciclaggio
Il concetto di sovraciclaggio ha acquisito popolarità dopo la pubblicazione del libro Dalla culla alla culla: come conciliare tutela dell’ambiente, equità sociale e sviluppo di McDonough, W., Braungart, M., pubblicato nel 2002. Nel libro in questione ci si riferisce al termine sovraciclaggio come al processo tale per cui i materiali vengono mantenuti all’interno di un ciclo tecnico chiuso per conservare le caratteristiche e la qualità nel tempo (McDonough, W., et al. 2003). Il termine sovraciclo è un neologismo, traduzione della parola inglese upcycle, utilizzato per la prima volta da Reiner Pilz (Kyungeun, S., 2015), che in un’intervista sul giornale Salvo Monthly del 1994 afferma: “Recycling, I call it down-cycling. They smash bricks, they smash everything. What we need is upcycling, where old products are given more value, not less”.
La Ellen MacArthur Foundation chiama il sovraciclo: ciclo puro e lo descrive come “quel potere di mantenere i flussi dei materiali incontaminati, aumentando l’efficienza di raccolta e ridistribuzione pur mantenendo la qualità, in particolare dei materiali tecnici, che, a sua volta estende la longevità dei prodotti e aumenta la produttività dei materiale” (Ellen MacArthur Foundation, 2012). Per sovraciclo si fa riferimento in questa ricerca al termine esposto da McDonough, W., Braungart, M., introdotto nel 2002 in Dalla Culla alla Culla, e cioè: “i nutrienti biologici sono utili per la biosfera, mentre le sostanze nutrienti tecniche sono utili per ciò che noi chiamiamo la tecnosfera, i sistemi di processi industriali. […] I prodotti possono essere costituiti sia di materiali che biodegradano e diventano cibo per cicli biologici, o di materiali tecnici che rimangono nel ciclo tecnico a circuito chiuso, in cui continuamente circolano nutrienti preziosi per l’industria. […] un nutriente tecnico è un materiale o un prodotto che è stato progettato per andare indietro nel ciclo tecnico, nel metabolismo industriale da cui proviene. […] Alcuni di loro sono tossici, ma altri sono nutrienti preziosi per l’industria che vengono sprecati […] in discarica. Isolandoli dai nutrienti biologici si permette loro di essere sovraciclati anziché riciclati – mantenere la loro alta qualità in un ciclo industriale a circuito chiuso”, (McDonough, W., et al., 2003).
Il sovraciclo aggregato a modelli di servizio funzionali, dove i produttori o rivenditori conservano sempre la proprietà dei loro prodotti e, ove possibile, agiscono come fornitori di servizi vendendo l’uso di prodotti non il loro consumo (Manzini E., Vezzoli C,. 1998) rappresenta una soluzione chiave per l’Economia Circolare. Walter R. Stahel nel suo libro The Performance Economy afferma inoltre che in futuro, grazie agli smart materials, sarà facile recuperare i materiali, permettendo alle aziende un agevole cambiamento di business verso prodotti di servizio, mantenendo in questo modo il profitto funzionale per tutta la vita utile dei materiali (Stahel, W., 2010).
Figura 4: Ellen MacArthur Foundation circular economy team, 2012
3. Metodo
I concetti di riciclo e sovraciclo sono molto simili e rappresentano il tentativo di recuperare materiali e rendere più efficace il sistema. Il riciclo a differenza del sovraciclo è un concetto molto più radicato e sviluppato, entrambi però hanno la potenzialità di creare vantaggi economici competitivi. Inoltre, ambedue condividono le prerogative di sostenibilità e di eticità che si addicono a una società progredita. Le due nozioni, anche se simili hanno un approccio e uno sviluppo diverso sotto eterogenei aspetti. Il sovraciclo, rimane ancora un settore particolarmente vago, e primitivo (Kyungeun, S., 2015), altresì potenzialmente più remunerativo e sostenibile del riciclo (McDonough, W., et al. 2003). Se entrambi gli aspetti stanno diventando un argomento di rilevanza scientifica sempre più discussa (Kyungeun, S., 2015), la relazione tra i due termini non è stata studiata sufficientemente e una ricerca più approfondita è necessaria. Per queste ragioni, lo studio intende analizzare i termini con maggiore attenzione, cercando di rispondere alle seguenti domande:
– Quali sono le principali similitudini e differenze tra riciclo e sovraciclo?
– Che relazione ha il sovraciclo con l’economia circolare
La metodologia utilizzata per definire le principali similitudini e differenze è quella della ricerca bibliografica. Questo metodo analizza fonti, dati, misura testi e keywords per definire contesti in un determinato argomento. I dati sono stati raccolti in aprile 2017 attraverso il motore di ricerca Web Of Science, gli esiti sono stati analizzati attraverso Nails, software open source. La parole ricercate sono: “Upcycling”, “Recycling” e “Recycling and Upcycling”, come mostrato nella Tabella 1. I termini sono stati ricercati in inglese per una proiezione più ampia possibile.
Tabella 1 : Risultato degli articoli ricercati.
La Figura 5 rappresenta il numero delle pubblicazioni con riferimento al sovraciclo, rilevando un interesse crescente riguardo queste tematiche negli ultimi anni, probabilmente dovute alla divulgazione del pacchetto sull’economia circolare presentato dalla Commissione Europea a dicembre 2015. Questo dato evidenzia un interesse iniziale del mondo scientifico sul concetto, suggerendo la possibilità di incrementazione di queste tematiche, e che il concetto è lontano dalla saturazione scientifica. In Figura 6 sono indicate le parole chiave più utilizzate nella letteratura in relazione al sovraciclo. Molte parole chiave si riferiscono a materiali o settori industriali. Un forte interesse proviene dalla moda, in risposta all’identificazione da parte dell’agenzia governativa WRAP (Waste & Resources Action Programme) del Regno Unito della necessità del sovraciclo dei tessuti (Han, S.L.C., et al., 2017). Altre aree sono relative all’architettura, design, chimica, industria alimentare e business.
Figura 5: Numero di articoli per anno con soggetto sovraciclo (upcycling in inglese)Figura 6: Numero delle keywords più utilizzate in articoli che hanno come soggetto il sovraciclo (upcycling in inglese).
4. Risultati
Le sezioni seguenti intendono esplorare le similitudini e le differenze tra riciclo e sovraciclo e in seguito la relazione che c’è tra Sovraciclo e Economia Circolare, rispondendo alle domande poste precedentemente.
4.1 Similitudini e differenze
Il riciclo e il sovraciclo mirano a recuperare materiali che altrimente andrebbero persi, causando degrado sociale e ambientale. La Tabella 1 mostra le principali similitudini e l’importanza di una strada comune per uno sviluppo combinato di entrambi. Riciclo e sovraciclo sono concetti multisettoriali, e una progettazione di tutta la filiera e la previsione delle varie trasformazioni che il materiale subisce, deve essere considerando sin dall’inizio (McDonough, W., et al., 2003. Stahel, W., 2010, Badalucco L., 2013, Ellen MacArthur Fondations, 2013, Ashby, M., F., 2016). Per massimizzare tale recupero questa trasformazione deve abbracciare una progettazione sistemica, consentendo un facile aggiornamento, smontaggio e riassemblaggio. In tabella 3 sono evidenziate molteplici differenze tra il concetto di riciclo e sovraciclo.
La sostanziale differenza tra i due concetti sta nella qualità dell’output. Infatti il sovraciclo, a differenza del riciclo, mira a conservare la qualità iniziale processando materiali di scarto simili che generano un materiale con le stesse caratteristiche tecniche possedute in origine. Non essendo il sovraciclo, a differenza del riciclo una pratica largamente attuata dalle industrie, i progettisti hanno poca esperienza pratica. Definire una strategia per prodotti che possano essere sovraciclati richiede nozioni che riguardano un intero cambiamento economico e che vanno oltre la semplice scelta di una forma o di un materiale. Gli smart materials rappresentano una possibilità concreta per riconoscere i materiali attraverso sensori incorporati e per ridurre la dispersione, consentendo ai fornitori di servizi di pianificare meglio la raccolta e la selezione, evitando gli sprechi (Ellen MacArthur Foundation, 2016). Altri aspetti come quello economico e ecologico sono di essenziale valore per comprendere meglio le differenze. I vantaggi economici per il riciclo, così come per il sovraciclo, dipendono principalmente dalla comparazione del costo economico e ambientale del processo di estrazione, lavorazione e trasporto del materiale vergine (Heiskanen, K., 2014). Il sovraciclo però, non riducendo la qualità nel tempo, può essere considerato più vantaggioso rispetto al riciclo o ai materiali primi.
Tabella 2: Similitudine tra riciclo e sovracicloTabella 3: Differenze tra riciclo e sovraciclo
5. Relazioni tra economia circolare e sovraciclaggio
Alcuni autori come la Ellen MacArthur Foundation, (2013) e McDonough, W., Braungart, M., (2003), sostengono fermamente che il sovraciclo sia uno degli aspetti essenziali per una vera economia circolare. Mentre Chen, P.-C., Chiu, M.-C., Ma. H., (2015), affermano che sia solo un’ideologia e che oggi non sia possibile attuare il sovraciclo dei materiali a causa delle trasformazioni e diminuzioni di qualità imposte dalle lavorazioni. Come già dimostrato in Tabella 3, oggi è difficile attuare un processo che miri al sovraciclo di tutti i materiali. Senza dubbio però, politiche per il recupero dei materiali attraverso modelli di servizio funzionali potrebbero facilitare questo concetto. Inoltre, strategie tali faciliterebbe gli utenti, non essendo più incaricati di occuparsi di materiali che non sono in grado di gestire e d’altra parte, le aziende potrebbero recuperare materiali utili da reimpiegare mantenendo il possesso dei materiali (McDonough, W., et al., 2003., Manzini, E et al., 2007). Le aziende in questo modo riuscirebbero a disaccoppiare la crescita da vincoli di risorse (EMF, 2010).
6. Conclusioni
Questo studio contribuisce a una prima analisi per i concetti di riciclo e sovraciclo. Un’ulteriore ricerca per una più ampia comprensione di questi due concetti e della loro applicazione è necessaria. I risultati indicano che per la realizzazione di un’economia circolare, entrambi i concetti sono validi. La conoscenza di queste tematiche da parte di progettisti e di gruppi decisionali potrebbe influenzare positivamente il sistema operativo di aziende, territori e contesti sociali. La figura 4 illustra che una progettazione virtuosa si basa su riuso, ridistribuzione e rigenerazione dei prodotti ma per avvicinarsi alla riduzione assoluta degli scarti, è necessaria anche una progettazione che consideri alcune variabili, come ad esempio l’uso di materiali non idonei alla salute degli utenti per i consecutivi cicli di utilizzo (Chen, P.-C., 2015). Tools progettuali come Life Cycle Assessment, Material Flow Analysis e Material Circular Indicator possono favorire una progettazione sistematica. Indicatori o indici che considerino anche altri fattori come ad esempio il riuso creativo dell’utente del prodotto, o il riutilizzo di materiali di scarto da parte di comunità di recupero per una reintegrazione sociale oltre che economica dovrebbe essere considerata e approfondita.
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Di Daniela C. A. Pigosso, Vinícius P. Rodrigues e Tim C. McAloone
Circular Economy has been progressively acknowledged as a promising and consistent approach to maximizing value by increasing resource productivity, while minimizing resource consumption and related waste. Manufacturing companies operating on a linear fashion are faced with a wealth of potential business benefits derived from a circular economy. However, this transition requires a systemic change mindset, encompassing a wide array of organizational processes and functions: from strategy and business models to take-back and end-of-life management. With a view to supporting the transition of manufacturing companies towards Circular Economy, this article presents a maturity-based approach that supports manufacturing companies to develop and implement strategic roadmaps and action plans for the transition. An analysis of twelve key management practices to manage the transition towards Circular Economy is presented and briefly discussed. Industrial applications of the proposed maturity approach indicate that the maturity approach can effectively strengthen companies’ abilities to embrace the beneficial prospects of the Circular Economy.
1. What is Circular Economy?
Several corporate and governmental organizations are currently perceiving Circular Economy as a means to unlocking value through increased resource productivity and minimized consumption and waste generation. The potential business benefits of Circular Economy implementation in the European continent alone were recently estimated to be at around €1.8 trillion annually, leading to a number of long-term outcomes, ranging from increased industrial and regional competitiveness to economic growth and job creation (Ellen MacArthur Foundation, 2015b).
Circular Economy is defined by the Ellen MacArthur Foundation as “an economy that provides multiple value creation mechanisms, which are decoupled from the consumption of finite resources” (Ellen MacArthur Foundation, 2015b). Clearly in contrast to the traditional linear concept and mindset of ‘take-make-consume-dispose’, the Circular Economy approach pursues the safeguard of the planetary boundaries (Steffen & Stafford Smith, 2013). This is mainly achieved through an increased share of renewable and/or recyclable resources, coupled with a drastic reduction in the consumption of raw materials and energy (EEA, 2016).
2. How to make the transition to a Circular Economy?
The transition towards a Circular Economy entails fundamental changes across the entire collection of processes within the value chain, going from innovation, product design and production to end-of-life strategies, new business development and consumption (EEA, 2016; Nakajima, 2000).
In the pursuit of the potential business benefits derived from the Circular Economy, manufacturing companies are actively engaging in the transition from linearity to circularity (Nordic Council of Ministers, 2015; Tukker, 2015). Several examples of reuse, remanufacturing and recycling initiatives are currently being tried out and streamlined, emphasizing the implementation benefits, charting the main challenges, and disclosing the barriers to be overpowered.
Within such context, several action areas are gathered on a common Circular Economy framework named “ReSOLVE” (Ellen MacArthur Foundation, 2015a), which also includes recycling perspectives. The framework’s acronym stands for Regenerate, Share, Optimize, Loop, Virtualize and Exchange. In particular, within the “loop” action area, several efforts are proposed – from remanufacturing of products and components to recycling of materials and extraction of biochemical compounds from organic waste (Ellen MacArthur Foundation, 2015a).
With a view to supporting manufacturing companies’ successful and systematic transition towards Circular Economy, this article presents a maturity-based approach. This approach supports the consistent development and implementation of actionable strategic roadmaps. These roadmaps are developed on top of a gap analysis between a company’s current maturity profile (i.e. “snapshot” of the company’s current situation) and the defined ambition levels towards circular economy (i.e. vision for the company’s future situation), providing a step-by-step guide for companies to manage and measure the transition.
The results offer an indication of how the maturity-based approach can support a structured and successful Circular Economy transition, which can effectively support companies to mature their abilities to embrace the Circular Economy.
3. Identifying the key practices for Circular Economy
In order to support the identification of the key practices for a transition to a circular economy, the following three steps were carried out:
Step 1: Comprehensive analysis of the main components of Circular Economy
Analysis of the Circular Economy main characteristics and success factors, including business model innovation and service strategies; development of “circular” products, services and solutions; operations and maintenance with optimized lifetime; and strategies for closing the material loop, with a focus on the “four R’s”: remanufacturing, refurbishment, reuse and recycling.
Step 2: Analysis of success stories and steps taken by manufacturing companies
Analysis of success cases and reports issued by large manufacturing companies and small and medium enterprises (SMEs). These documents were particularly focused on describing the fundamental steps taken in the transition from a Linear to Circular Economy mindset. The documents had a European focus, but were not limited to this geography. The gist of this step’s analysis was the identification of crucial elements which enable companies’ prosperous transition to circularity.
Step 3: Cross-content analysis between the Circular Economy key elements and the EcoM2 sustainability management practices
Composed of a cross-content analysis between the characteristics, success aspects and key elements of the Circular Economy identified in Steps 2 and 3 with the 77 management practices of the maturity model for Sustainable Innovation (EcoM2). The maturity model uses a triple-bottom line (Elkington, 1997) mindset, covering environmental considerations, social innovation aspects and new business opportunities (economic/financial facets).
4. Key practices for the transition towards Circular Economy
The performance of three steps previously described led to the identification of twelve key sustainability management practices to support the transition to Circular Economy. The twelve sustainability management practices are:
1. Engage relevant people from functions across the company to support Sustainable Innovation: key internal stakeholders in the company are to be engaged towards enabling and supporting Sustainable Innovation, representing different functions across the board (e.g. marketing, manufacturing, supply chain etc.);
2. Ensure commitment, support and resources to conduct the activities related to Sustainable Innovation: a transition to a Circular Economy entails significant changes in the business processes (e.g. business model, product innovation, supply chain management, etc.) – therefore, commitment, support and resources from top management are success factors;
3. Develop skills and expertise for integrating a service value stream: employees across the total service value stream (end-to-end) should be properly trained with relevant skills to performing activities related to Sustainable Innovation;
4. Ensure alignment among strategic and operational dimensions concerning Sustainable Innovation: companies should make sure that the strategic drivers are accurately deployed into actionable operational activities in order to carry out improvements and change;
5. Create economic value in a way that also creates value for society by addressing its needs and challenges: several social needs and challenges may present companies with unprecedented opportunities for capturing value through new offerings;
6. Enhance active stakeholder engagement, acceptance, cooperation and collaboration to aid co-creation for social innovation: joint programs, partnerships and co-creation efforts should be devised in order to aid a thorough and consistent implementation of social innovation across the value chain;
7. Search for value proposition opportunities throughout the entire product life cycle: companies should systematically search for value creation mechanisms from a lifecycle perspective – spanning from raw materials and manufacturing, to use and end-of-life;
8. Define the end-of-life and reverse logistics strategies since the early stages of business and product development: strategies for end-of-life management and reverse logistics should be built, ranging from take-back policies and engagement models to logistic operationalization;
9. Scale-up innovation initiatives to embrace a system-change – view problems and their solutions through a systems perspective: a systems perspective should be constantly and systematically sought in order to derive innovative solutions to complex and densely interconnected social problems;
10. Measure and communicate the business benefits of Sustainable Innovation: companies should develop structured mechanisms to capture and measure the business benefits gained from Sustainable Innovation in order to ensure continued commitment, resources and buy-in;
11. Monitor the product sustainability performance during use/operation and end-of-life: the product’s sustainability performance – covering the triple bottom-line aspects – should be constantly monitored in order to provide companies with rich data regarding use and end-of-life. This mechanism can serve internal purposes (feedback into the innovation processes) or external ones (communicate performance and recommendation to customers);
12. Strategically consider Sustainable Innovation in company portfolio management: innovative companies should move away from incremental, stand-alone projects to a consistent implementation of Sustainable Innovation considerations across the entire company’s portfolio of products and services.
5. How to implement the key practices and understand the gap?
The maturity approach is based on the latest advancements of the Ecodesign Maturity Model (EcoM2) (Pigosso, Rozenfeld, & McAloone, 2013), which has been developed over the past decade. The EcoM2 has also been also successfully applied by manufacturing companies to support their systematic implementation of ecodesign and related strategies (Pigosso, Grandi, & Rozenfeld, 2013; Pigosso, Pattis, McAloone & Rozenfeld, 2014). More recently, the maturity model has been expanded to incorporate social innovation (Pigosso & McAloone, 2015) and product/service-system practices (Pigosso & McAloone, 2016), covering businesses processes at the strategic, tactical and operational levels across the company’s value chain.
The approach is applied in continuous improvement cycles, which are organized in two phases, each one containing three steps, as displayed in Figure 1. The fundamental unit of analysis are the organization’s business processes (e.g. business development, innovation, product development and related processes). The first step is a diagnosis of the current maturity profile, which enables the identification of strengths and gaps for sustainability maturity. Second step involves the definition of the vision, based on drivers and goals for Sustainable Innovation, which could be Circular Economy implementation, for instance. In the third step, the gap between the vision and the current maturity profile drives the development of a strategic roadmap, which supports the definition of improvement projects. Subsequently, the planning for the implementation of each project is performed (step 4), which supports the actual implementation and change management (step 5). Finally, step six deals with the measurements of progress and evolution.
Figure 1: Overview of the maturity-based approach to sustainability implementation
Guided by the company’s fundamental drivers, the approach enables adequate, aligned measurement and continuous enhancement of the company’s sustainability maturity profile, at the business unit or organization levels. This approach connects the intentions and activities on the strategic, tactical and operational levels of the organization, by focusing on the integration of sustainability into both the business and innovation processes. The maturity approach has been developed over the past 10 years and is currently being applied in a large number of globally leading companies.
In addition to providing a way for measuring and enhancing sustainability integration according to a given business unit’s sustainability drivers and goals, the approach supports benchmarking and harmonization of maturity profiles across business units and regional sites. On one hand, benchmarking enables solid knowledge sharing and universal growth, both within the organization and across sectors. On the other hand, harmonization across business units and product categories results in entire portfolios with consistent sustainability performances. Furthermore, regular and periodic measurements of sustainability maturity establish a clear picture of evolution over time, which can be readily communicated at all levels across the organization. New initiatives can be identified and prioritized, and the resources allocated to sustainability enhancement in the company can be optimized and coordinated across the organization.
6. Final remarks
This article introduced a maturity-based approach to supporting the Circular Economy transition within the manufacturing space. The approach was based on the full-fetched version of the Ecodesign Maturity Model (EcoM2) – a management framework that supports companies to achieve consistent implementation of environmental issues, social innovation and new business development. While the transition to Circular Economy remains a multi-faceted and complex endeavor, the maturity-based approach offers a systematic way to addressing the question. As it cuts through the complexity of selecting and prioritizing actions to be taken, the approach offers companies a research-backed body of knowledge, which secures a flat journey towards unlocking the wealth of benefits of Circular Economy models.
A similar maturity-approach based on diagnosis, vision and roadmap development based on a gap analysis can be employed to any other strategic drivers linked to sustainable innovation at companies (e.g. compliance, Sustainable Development Goals, sustainability strategy, etc.).
References
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Di fronte ai limiti imposti dal nostro pianeta, ci si interroga su come la progettazione possa contribuire a una sostenibilità sistemica al di là di mode e consuetudini. Il difficile contesto africano del Sahara e Sahel è stato visto come un’opportunità per riflettere proprio sul concetto di limite ed imparare a conviverci, in un prossimo futuro, anche in Occidente. Alcune soluzioni di ibridazione tecnologica impiegate in una struttura socio-sanitaria dell’associazione umanitaria Emergency in Sudan sono qui valutate attraverso l’analisi emergetica, cioè un particolare tipo di analisi sistemica in grado di rendicontare sforzi diretti e indiretti compiuti dalla società e dalla natura per realizzare un prodotto o un servizio. Studiando il sistema in esame, la costruzione delle strutture risulta la voce più costosa in termini di energia e materiali. Dal punto di vista emergetico, i pannelli solari termici e il tunnel del vento si rivelano tecnologie con un grande ritorno sull’investimento.
Il concetto di limite per una sostenibilità sistemica nella progettazione
La progettazione e il design non possono non interrogarsi su scenari futuri, concedendo la possibilità di trovarsi di fronte a una minore disponibilità di risorse, come d’altronde già previsto e illustrato negli anni Settanta (Commoner, 1971; Meadows, Meadows, Randers, & Behrens III, 1972). Nonostante tali avvertimenti, tuttavia, oggi il concetto di limite viene spesso circoscritto ad alcune emissioni climalteranti, e si susseguono summit per stabilire obiettivi quantitativi poi per lo più non rispettati (come nel caso del Protocollo di Kyoto del 1995) oppure obiettivi non vincolanti e – se non palliativi per non cambiar nulla come sostiene Spash (2016) – quantomeno ancora privi di una strategia fattuale (come gli Accordi di Parigi del 2015). Accuse ricorrenti sostengono che le problematiche ambientali siano spesso sfruttate a fini di lucro, assorbite dall’unico obiettivo della crescita economica, e di fatto ignorate; è questo il caso della “green economy” (criticata ad esempio da Ortega, 2013) o, più in generale, dello “sviluppo sostenibile”, oggi imperante ma più volte denunciato come un dannoso ossimoro (Bonaiuti, 2011; Latouche, 2004; Springett, 2013). Nonostante l’opulenza che ancora sembra garantita all’Occidente, in un prossimo futuro potremmo trovarci in condizioni di scarsità oggi a noi estranee (o di emergenze ambientali ancora più evidenti). Di fronte all’ambiguità dei modi (e delle mode) che si propongono di affrontare tali problematiche, Brown & Ulgiati (2011) osservano che troppo spesso si vuol solo continuare a fare affari e che la vera questione è “se vogliamo far parte della soluzione o continuare a rappresentare il problema”.
Ciascun prodotto della progettazione e del design si proietta in un arco temporale in cui possono variare le condizioni ambientali e socio-economiche e, soprattutto, ci si può avvicinare agli effetti più tangibili del limite imposto dalla geo-biosfera (allo stesso tempo fornitrice di risorse e serbatoio per gli scarti delle nostre economie). Un edificio costruito oggi, ad esempio, deve tenere in considerazione una possibile alterazione nella disponibilità di risorse, soprattutto le non rinnovabili, oltre che la probabile variazione del clima. Si sono posti questo tipo di domande i progettisti dello studio di architettura TAMassociati e l’associazione umanitaria Emergency Onlus Ong prima di costruire degli ospedali nelle regioni del Sahara e del Sahel, trovandone degli spunti che possono tornarci utili per progettare in maniera realmente sostenibile anche nella nostra agiata parte di mondo: secondo Pantaleo e Strada (2011), infatti,
«L’Africa costituisce un’opportunità, perché, attraverso le sue mille contraddizioni e arretratezze, mantiene ancora un forte legame con la realtà e la memoria del passato; è un luogo in cui il consumismo rappresenta un miraggio promesso e mai raggiunto. Paradossalmente può essere un laboratorio per tutto il pianeta perché sa ancora convivere, in modo creativo e spesso leggero […] con quelle condizioni in cui l’occidente potrebbe doversi confrontare nel prossimo futuro».
Costruire in un simile contesto può quindi servire a meditare su un’alternativa al modello di sviluppo dominante, per ripartire da zero, da un livello in cui tutto è da reinventare (Pantaleo & Strada, 2011). In questo articolo si valuta uno dei loro progetti – ossia il Centro Cardiochirurgico Salam di Khartoum – attraverso l’analisi emergetica; un modo, cioè, di prendere in considerazione le variabili che concorrono alla sostenibilità di un progetto con un approccio sistemico che include input ambientali e ricadute ecologiche spesso trascurate.
Introduzione all’analisi eMergetica
Il termine “emergia” è il corrispondente italiano dell’anglosassone “emergy”, a sua volta derivato dalla locuzione “EMbodied enERGY” (energia incorporata). Da un punto di vista concettuale, l’analisi emergetica sposta l’attenzione dal “valore” (qualitativo e/o quantitativo) attribuito a un prodotto o un servizio dall’utente (receiver-side quality) a quello attribuito rendicontando tutto ciò che a monte è stato necessario “investire” per creare il prodotto o servizio in questione (donor-side quality). L’emergia è quindi innanzitutto la grandezza che quantifica la memoria di quanto è stato investito, in termini di energia coinvolta direttamente o indirettamente, per realizzare qualcosa. L’idea alla base dell’analisi è quella di trovare il modo di rendicontare quantitativamente in una stessa unità di misura comune tutte le quantità e i flussi che hanno reso o rendono possibile l’esistenza di qualcosa, sia esso un bene, un comparto produttivo, un ecosistema, una comunità o un servizio. Di fatto, i flussi che concorrono alla creazione e mantenimento di un ordine sistemico sono flussi di materia, energia e informazione, a cui vanno aggiunte, nel caso di sistemi socio-economici, le transazioni di denaro, il quale costituisce perciò un’ulteriore grandezza da includere nell’analisi. L’emergia è definita come “[l’]energia disponibile di un tipo usata direttamente o indirettamente nelle trasformazioni che hanno generato un prodotto o un servizio” (Odum, 1996), in particolare, l’energia solare connessa a tutti i contributi energetici da cui è derivata la produzione di una certa risorsa. L’unità di emergia è detta solar emjoules (abbreviato sej). All’interno del valore emergetico di una risorsa andranno valutati e inclusi i contributi forniti dall’ambiente insieme ai servizi umani risultanti dalle attività antropiche connesse al lavoro necessario alla creazione della risorsa. La metodologia generale per l’analisi emergetica di un sistema è tipicamente organizzata secondo tre passaggi fondamentali:
1. preparazione di un diagramma dell’oggetto di studio, contenente tutti gli stocks e i flussi che ne regolano il funzionamento;
2. preparazione di una tabella con l’inventario dei flussi e determinazione dei corrispondenti valori emergetici;
3. calcolo degli indicatori sistemici di cui allo scopo dell’analisi.
Il punto 2. in particolare viene costruito attraverso la conversione delle unità proprie delle quantità in gioco in unità emergetiche, attraverso l’utilizzo di coefficienti appropriati detti di volta in volta Trasformità (input emergetico per unità di energia disponibile in output, in sej/J), Emergia specifica (emergia per unità di massa di output, in sej/kg), Emergia per unità di denaro (emergia impiegata nella generazione di un’unità di prodotto economico, espressa in sej/€, sej/$, sej/¥, ecc.), Costo emergetico del lavoro (emergia che supporta un’unità di lavoro direttamente fornita a un processo, in seJ/€ o in seJ/h). Il lavoro indiretto richiesto al di fuori della finestra di analisi per fornire gli input a un processo viene di solito misurato in termini di costi del servizio, perciò in seJ/€.
Il punto 3. rappresenta invece il passo finale dell’analisi, cioè l’interpretazione dei risultati quantitativi. Che si tratti di un sistema produttivo, un ecosistema o altro, l’analisi emergetica e il calcolo di opportuni indicatori possono fornire una valutazione dello sviluppo tecnologico, dell’utilizzo delle risorse, della sostenibilità nel lungo periodo e in generale della funzionalità sistemica. Tra gli indicatori emergetici tipici, particolarmente rilevanti risultano essere il Rendimento emergetico, che valuta la capacità di sfruttare le risorse fornite “gratuitamente” dall’ambiente a parità di input dal sistema economico, il Rapporto di carico ambientale, legato al livello tecnologico nell’uso delle risorse e alla presenza di un elevato stress ecosistemico, l’Indice di sostenibilità emergetica, che rappresenta una misura integrata della resa economica e della compatibilità ambientale, il Rapporto di investimento emergetico, che costituisce una valutazione se un certo processo è un buon utilizzatore dell’emergia investita rispetto ad altre alternative, l’Intensità di potenza emergetica areale, che misura la quantità di emergia investita per unità di territorio, e l’Emergia pro capite, rivelatasi un buon metodo di misura dello standard di vita, che si ottiene dividendo l’uso annuale totale di emergia di un sistema territoriale (città, Regione, Stato, ecc.) per la sua popolazione. L’analisi emergetica (EMA), nei metodi come nell’utilizzo inventariale dei dati, risulta parzialmente sovrapposta ad altre metodologie di indagine socio-economica e ambientale. In particolare, presenta diversi punti di contatto il Life Cycle Assessment (LCA) (Ulgiati et al., 2011), che fornisce una valutazione di impatto ambientale attraverso l’identificazione di tutta l’energia e i materiali utilizzati per sostenere un processo o un’attività, a partire dall’estrazione delle materie prime, il loro trasporto, la distribuzione, ecc. fino allo smaltimento finale del prodotto considerato, oltre che tenendo conto delle emissioni ed i rifiuti prodotti lungo tutta la vita del processo considerato. La letteratura ha di recente ampiamente esplorato l’utilizzo combinato dei due metodi di analisi, evidenziandone le peculiarità e le complementarità intrinseche (Buonocore, Franzese, & Ulgiati, 2012; Arbault, Rugani, Tirut-Barna, & Benetto, 2014). In Figura 1 è schematizzato l’ambito di applicazione delle due metodiche sopraccitate paragonato a quello proprio dell’analisi emergetica, con i relativi flussi e elementi del sistema. In particolare, l’analisi emergetica include come detto i servizi ambientali e il ciclo di denaro connesso al funzionamento del sistema, nonché le perdite di energia, laddove l’LCA isola i contributi diretti al processo produttivo e al suo impatto.
Diagrammi comparati di analisi mediante EMA, LCA ed EXA.
Il caso studio del Centro Salam di Khartoum, Sudan
Lo studio di una struttura socio-sanitaria dell’Ong Emergency è orientato a valutare i possibili interventi virtuosi in termini di sostenibilità al fine di una loro riproducibilità in altri contesti. Il caso studio prescelto è un ospedale specialistico in un contesto problematico, ma non in uno scenario di guerra come invece altre strutture della stessa Ong: il Centro Cardiochirurgico Salam di Khartoum, in Sudan. Tale centro, realizzato tra il 2006 e il 2007, è stato progettato con alti standard architettonici volti a ridurre i consumi di risorse non rinnovabili, sfruttando invece le risorse rinnovabili più presenti sul posto: l’energia solare ed il vento, entrambi destinati ad alimentare i sistemi di condizionamento dell’aria. Oltre alla progettazione – curata dallo studio TAMassociati – anche la gestione della struttura è ispirata a una politica di risparmio di risorse, in linea con le scelte di Emergency nell’impiegare responsabilmente i preziosi fondi raccolti con donazioni spontanee a scopo umanitario.
I diagrammi emergetici forniscono una rappresentazione dei legami sistemici all’interno della struttura studiata, evidenziandone i flussi di materia, energia e informazione. Tutto ciò costituisce una fondamentale base qualitativa per condurre la successiva fase quantitativa di elaborazione dei dati e di calcolo dei flussi emergetici. In Figura 2 è rappresentato il diagramma relativo al nostro caso studio. Il riquadro rettangolare con contorni smussati rappresenta il confine sistemico e costituisce la prima scelta dell’analista emergetico. Al suo interno avvengono i processi ritenuti fondamentali, mentre dall’esterno entrano input di energia, materie prime, prodotti semilavorati o finiti, servizi e lavoro; le fonti di materia, energia e informazione sono simboleggiate da cerchi. Le frecce a linea continua indicano flussi di energia, materia o informazione, mentre le frecce a linea tratteggiata rappresentano degli indicatori di flusso di denaro; va notato come il denaro fluisce in senso opposto alle risorse e va a pagare i servizi per la realizzazione o la semplice fornitura di queste ultime (infatti non si paga ad esempio la natura per il petrolio fornito, bensì chi il petrolio lo estrae e raffina). Gli esagoni rappresentano i consumatori di energia, materia e/o informazioni; le frecce grandi campite di bianco le interazioni, indicative di processi di produzione o trasformazione; i semicerchi sovrastati da due linee spezzate indicano invece i cosiddetti serbatoi, ossia quantità misurabili “immagazzinate” in un sistema. La struttura di Emergency presenta alcune peculiarità, evidenziate con frecce colorate. Ai fini di questo articolo, ci soffermeremo sulle frecce verdi; tali frecce valorizzano le risorse naturali rinnovabili impiegate al fine di ridurre la domanda di risorse non rinnovabili: i servizi ambientali dati dalle aree verdi; i pannelli solari termici (PST) per lo sfruttamento dell’abbondante energia solare; infine, i cosiddetti tunnel del vento (o badgir), antica tecnica originaria della Persia per convogliare i venti prevalenti nei sotterranei, abbassandone così la temperatura dell’aria senza bisogno di carburante né grosse tecnologie.
Diagramma emergetico specifico per la struttura socio-sanitaria di Emergency in Sudan.
Prime valutazioni e possibili sviluppi
I calcoli effettuati per tracciare il “costo” emergetico degli input necessari a realizzare e far funzionare la struttura oggetto di studio sono stati rapportati all’arco temporale di un anno a seguito di un ammortamento basato sul tempo di vita utile di ciascun elemento che hanno concorso a realizzare. E’ stato così possibile confrontare le varie categorie. La categoria che richiede un contributo emergetico maggiore è rappresentata dagli edifici (costruzione e isolamento termico, 7.20 E+17 sej/anno); altre categorie significative sono il consumo di elettricità e combustibili e il consumo di merci (cibo, farmaci, detergenti, etc.). Sulla base di tali calcoli, sono possibili alcuni commenti sugli investimenti tecnologici nonché sui risparmi da questi indotti. Ad esempio, l’emergia investita per realizzare il tunnel del vento secondo la tecnologia tradizionale dei badgir persiani (pari a circa l’1% annuo delle risorse necessarie alla costruzione dell’intero edificio) consente un condizionamento naturale dell’aria per circa 9°C corrispondente a un risparmio di elettricità pari a 1.89 E+17 sej/anno: un investimento, cioè, che garantisce un ritorno di oltre 50:1. Analogamente, l’impiego di pannelli solari termici assicura un ulteriore abbattimento di 7/8°C delle temperature dell’aria interna alla struttura sfruttando l’energia rinnovabile del sole, consentendo di risparmiare il gasolio che sarebbe stato bruciato per alimentare dei generatori di elettricità, con un ritorno sull’investimento di oltre 1000:1. Dal momento che la costruzione degli edifici rappresenta una delle maggiori voci di costo in termine di sforzi socio-ambientali, l’ibridazione tra le conoscenze tecnologiche dei progettisti e le tecniche tradizionali sudanesi sembra garantire una certa indipendenza dalle risorse non rinnovabili, e con esse dall’incertezza nella loro disponibilità a medio-lungo termine e dai costi finanziari ad esse associati. Questo conferisce alti livelli di sostenibilità alle strutture. Allo stesso modo, l’analisi emergetica potrà servire a valutare altre soluzioni tecnologiche (le pareti in mattoni in terra locale o le schermature in fibra vegetale) nonché gli altri settori critici dell’ospedale in esame (elettricità, combustibili, merci) e possibilmente a supportare scelte in grado di migliorarne strategicamente le prestazioni in termini di sostenibilità ecologica oltre che finanziaria. Il prossimo passo dello studio sarà quello di determinare quantitativamente i valori di specifici indicatori emergetici di performance della struttura, sia a livello di sostenibilità a medio e lungo termine, declinata secondo i tradizionali aspetti ambientali, economici e sociali, sia al fine di individuare criticità e punti di leveraggio sistemico per la resilienza della struttura stessa.
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In questo numero della rivista mi permetto, come Presidente della Associazione Progetto Re-Cycle, di fare le veci della nostra direttrice Giulia Ciliberto per illustrare i contenuti pubblicati. Quanto troverete va a chiudere, e ad aprire per il futuro, un percorso iniziato a dicembre nelle zone del centro Italia.
Questi mesi sono stati molto densi di lavoro e Progetto Re-Cycle è diventato anche un’associazione culturale. Abbiamo messo a fuoco in modo sempre più preciso che cosa intendiamo per riciclo e la valenza prima di tutto culturale e poi economica che diamo alla tematica. In questo numero tratteremo la tematica del riciclo dal punto di vista di rilettura del territorio con un focus particolare sul sisma del centro Italia.
Il filo rosso che unisce gli articoli di questa uscita di Progetto Re-Cycle deve essere cercato sia nella rilettura del territorio che nel recupero di edifici crollati o dismessi. Come avrete certamente capito riprendiamo e approfondiamo quanto già enunciato nel primo numero dei Quaderni di Progetto Re-Cycle dal titolo Condividere la memoria: passato, presente e futuro. Dalle mappe antiche a Google Maps.
I contenuti di questo numero di Progetto Re-Cycle, complementari tra loro, inizieranno con un articolo su come comunicare la tematica del riciclo, per poi prosegure con la rilettura del territorio e le tecniche di ricostruzione antisismiche degli edifici.
Da questo numero inizia inoltre, per sottolineare la visione internazionale, la divulgazione di articoli in lingua straniera. Siamo pertanto onorati di ospitare la Prof.sa Niglio e il Prof. Valencia Mina con Evolución de la ingeniería sísmica, presente y futuro: caso Colombia e Italia.
È davvero così importante comunicare? È sempre utile comunicare o a volte è preferibile un ossequioso silenzio?
Correva il 1967 quando fu pubblicato il testo La pragmatica della comunicazione umana scritto da Watzlawick, Beavin e Jackson della scuola di Palo Alto in California. In questo testo si postulano i 5 assiomi della comunicazione.
Il primo assioma dice esattamente che “non si può non comunicare”. Diventa evidente che qualsiasi atto diventa comunicativo, anche il silenzio. Data l’impossibilità di non comunicare conviene a questo punto farlo al meglio e, soprattutto, presidiare i luoghi di conversazione che si ritengono strategici per il proprio business (social network, media tradizionali, luoghi fisici, piazze, vetrine…).
In un tempo come il nostro, dove spesso ci troviamo in overloading di informazioni, una comunicazione chiara, semplice ed efficace diventa essenziale per la costruzione di un’identità.
Come Associazione Progetto Re-Cycle abbiamo sentito forte il bisogno di comunicare la nostra visione e i nostri obiettivi che potremmo, sposando la linea della semplicità e sintesi, riassumere intorno alle parole “riciclo” e “riuso” come cultura e opportunità di business.
Nella cultura italiana associamo la parola “business“ al “fare i soldi”. In realtà business si traduce come “fare impresa”.C’è un sostanziale differenza di obiettivo. Fare impresa è guardare il futuro, è gettare le basi per un benessere diffuso e fruibile anche da chi gravita intorno all’impresa stessa. Quello che noi ci proponiamo è creare connessioni tra realtà affini, guidate dai medesimi valori.
Scrivevo poche righe sopra dell’importanza del presidio e della sua essenzialità.
Presidiare gli snodi comunicativi permette di governare le possibili evoluzioni e derive del messaggio che vogliamo dare. Senza la nostra presenza permettiamo che lo facciano altri e che altre forze trasformino e a volte deformino quello che stiamo comunicando.
Diventa altresì importante che il messaggio sia veritiero e che rappresenti la nostra identità. Sembra una banalità ma non lo è affatto. Quante volte infatti abbiamo storto il naso leggendo un messaggio e pensando all’ipocrisia di chi l’ha detto, scritto o disegnato?
Forti di questa consapevolezza abbiamo cercato con Progetto Re-Building di comunicare con delicatezza e determinazione il nostro obiettivo di sostegno alle popolazioni del centro Italia colpite dal sisma iniziato il 24 agosto 2016 e non ancora concluso.
Norcia, 2016. Foto di Ermes TuonNorcia, 2016. Foto di Ermes Tuon
Comunicare significa creare connessioni possibili con i destinatari e i fruitori del nostro messaggio. Significa gettare il seme per possibili relazioni.
Come si comunica dunque il riciclo, il riuso e la ri-costruzione di ciò che ci sta a cuore?
La prima risposta semplice è praticandolo e vivendolo ogni giorno.
Possiamo infatti comunicare qualcosa che non abbiamo sperimentato? Certamente sì, ma il messaggio risulterebbe sicuramente meno forte e il rischio di non toccare le corde giuste è altamente probabile.
In virtù di questa convinzione, siamo stati nei luoghi colpiti dal sisma di persona, con il nostro presidente Antonella Grana. E adesso possiamo raccontarlo e comunicarlo.
Non dimentichiamo che le materie prime con le quali costruiamo i nostri oggetti, le nostre case, le strade non sono infinite, prima o poi cesseranno. Ma infiniti potrebbero essere i modi di riutilizzare quelle che abbiamo già immesso nei nostri cicli produttivi.
Abbiamo la tecnologia per vivere in un mondo pulito, abbiamo le idee e i nostri cervelli sono sempre all’opera per continuare la ricerca del nostro benessere.
La Terra è la nostra casa. In una casa pulita si cresce e si prospera. In una casa sporca ci si ammala e si muore.
Ed è per crescere che crediamo nella diffusione di una cultura e di una formazione sul riciclo, il riuso, sulla rilettura dei nostri territori, sulla valorizzazione e sul riuso di competenze a tutti i livelli.
Vale la pena raccontare e comunicare queste cose?
Io, noi, crediamo di sì.
Bibliografia
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Non solo tecniche e materiali moderni. Per la messa in sicurezza antisismica si può guardare anche al passato. Ad esempio al regolamento antisismico europeo del 1785, adottato nel regno di Ferdinando IV di Borbone, dopo il sisma del 1783 che distrusse intere città tra Sicilia e Calabria e causò circa 50mila vittime.
Urbanistica nel regolamento antisismico di epoca borbonica
La ricostruzione avvenne in pochi anni, facendo ricorso a maestranze e materiali locali. Alcune città, completamente spazzate via dal sisma, vennero rilocalizzate in aree più sicure, mentre altre, come ad esempio Reggio Calabria, furono ricostruite nello stesso luogo.
Si utilizzò un sistema nuovo, in grado di scongiurare il collasso strutturale in caso di sisma e di limitare i danni a persone e cose. Le “nuove” regole costruttive prevedevano sezioni stradali pari a 10-13 metri per le strade principali e 6-8 metri per quelle secondarie. Le città dovevano inoltre essere dotate di piazze maggiori per i mercati e piazze minori. Numero e dimensioni delle piazze dovevano essere calcolate in base al numero della popolazione ed essere pensate per fungere anche da rifugio in caso di emergenza.
Struttura degli edifici nel regolamento antisismico di epoca borbonica
La vera innovazione apportata dagli ingegneri dell’epoca fu l’inserimento di una struttura tridimensionale in materiale ligneo nelle murature in materiale lapideo.
Nacque così la “casa baraccata”, in cui il legno rappresenta un’armatura interna in grado di resistere alle sollecitazioni sismiche.
L’idea nacque studiando altri esempi di costruzioni, realizzate nell’area mediterranea, che avevano resistito ai terremoti. Uno di questi era il Palazzo del Conte di Nocera a Filogaso (Vibo Valentia) che era stato costruito prima del 1783 con una analoga struttura lignea e fu l’unico edificio a rimanere in piedi dopo il sisma.
Un altro esempio è la gaiola pombalina portoghese, adottata dopo il terremoto di Lisbona del 1755.
Soluzioni simili sono state adottate anche in Turchia. Sono le himis, che nel terremoto del 1999 sono rimaste in piedi a dispetto di molte costruzioni in cemento armato.
Antisismica borbonica oggi
Il CNR nel 2013, al convegno H.Ea.R.T, ha dimostrato che il sistema costruttivo della casa baraccata può resistere a terremoti di una certa rilevanza.
Durante il convegno è stata realizzata una muratura rinforzata da un’intelaiatura lignea utilizzando il sistema costruttivo settecentesco.
Dopo una serie di test è stato decretato che questa tecnologia, con dettagli costruttivi moderni e fatti i dovuti approfondimenti, può essere applicata alle nuove costruzioni.
Il 29 febbraio del 1960, un terremoto rade al suolo la città di Agadir, in Marocco, seppellendone l’immagine tra le macerie. Nella distruzione, perdono la vita 20.000 persone.
L’antica Qasba, eretta sopra un promontorio a presidio del territorio, e il quartiere di fondazione berbera conosciuto come Yachech scompaiono in pochi attimi, mentre gli edifici dei quartieri Founti e Talborjt, costruiti rispettivamente tra il 1920 e il 1930 e tra il 1935 e il 1950, subiscono gravi crolli e danni strutturali irreparabili (Falconer, 1966).
La catastrofe scuote profondamente l’intero Paese, eppure, da questo scenario atroce, si solleva prontamente un vigoroso élan vital unanime che conduce un intero popolo a mobilitarsi su tutti i fronti e a concentrare gli impegni nella realizzazione di una grande opera urbanistica e architettonica corale.
Questo carattere di bene comune connota Agadir sin dal momento della sua fondazione: il suo nome, in lingua Amazigh, significa letteralmente “granaio collettivo fortificato”. Tale aspetto fornisce un indizio che lascia comprendere quale sia sempre stata la portata strategica e la natura identificativa di questo luogo per la regione e per le genti che l’hanno popolata.
Agadir si trova, infatti, in una posizione territoriale cruciale, dove i monti dell’Atlante si abbassano per sfiorare le rive dell’oceano, a presidiare la fertile vallata del Wadi Souss. La facilità di navigazione delle acque e l’abbondanza di pescato fanno sì che, ai piedi dell’agadir, si vada a insediare un modesto villaggio di pescatori berberi che, nel corso dei secoli, successivamente alla conquista portoghese, acquista un importante ruolo come scalo delle rotte navali mercantili diventando Santa Cruz do Cabo de Gué. Nel 1505, queste sue peculiarità la conducono ad assumere il ruolo di porto principale del Marocco meridionale, rendendo necessaria la costruzione di fortificazioni militari a proteggere le crescenti ricchezze. La città mantiene questa carica anche a seguito delle lotte che portano alla deposizione del governatore Guterre de Monroy da parte delle tribù locali nel 1541, perdendola solamente nel 1760, quando, a causa dell’instabilità politica della regione, il sultano Sidi Mohammed Ben Abdullah decide di deviare definitivamente tutte le rotte sul porto di Essaouira. Il borgo viene infine occupato dall’esercito francese il 14 giugno 1913, ma trovandosi in un’area remota del territorio marocchino, difficile da controllare dal punto di vista politico e militare, non viene ritenuta idonea per un utilizzo commerciale e strategico intensivo, lasciando la località in una posizione economicamente marginale. Ciò nonostante, l’abbondanza di pesce nelle acque circostanti comporta lo svilupparsi di una fiorente attività di pesca e di un’importante industria di manifattura e conservazione del pescato (Dartois, 2008). Per questa ragione, dai primi anni Venti, il governo coloniale incarica il service de l’Urbanisme, l’organo deputato allo sviluppo urbano e territoriale del Marocco diretto dall’architetto e urbanista Henri Prost, di trasformare il modesto villaggio in una città modello (Cohen & Eleb, 2004).
Il piano dell’ingegnere Jean Raymond è evidentemente caratterizzato dall’intento di separare la popolazione locale dai coloni, prevedendo l’edificazione di due aree lungo la costa, nettamente distaccate, seppure accomunate sul piano progettuale da un disegno urbano di matrice eclettica (Raymond, 1923).
La borgata a ovest, situata ai piedi del promontorio sormontato dalla Qasba, viene concepita con lo scopo di ospitare la popolazione locale – il Talborjt, che in dialetto tachelit significa “piccolo fortino” –, mentre il quartiere a est, contraddistinto dalla sua forma a ferro di cavallo, situato oltre il Wadi Tildi, è destinato ad accogliere la popolazione europea.
A seguito dell’ingentissimo sviluppo industriale dei primi anni del secondo dopoguerra, il Marocco si trova a dover affrontare una grave emergenza: la mancanza di un vero centro economico strategico nel sud del paese provoca un graduale spopolamento delle aree rurali, dovuto a un’emigrazione massiva verso le grandi città industriali come Casablanca o Rabat (Embarek, 1965).
Così, sia per porre un argine ai problemi di ordine pubblico e sanitario derivanti dal sovraffollamento dei centri del nord, sia per motivare le popolazioni a non spostarsi da una regione così ricca di risorse agricole e minerarie, il governo del protettorato inizia a impiegare mezzi per la creazione di un nuovo capoluogo regionale del Souss.
Jean Raymond, Schéma de la future ville d’Agadir, 1923. Piano di espansione della città. A pagina 339 dell’articolo di J. Raymond, “Dans le Sous mystérieux, Agadir”, in La Géographie. Bulletin de la societé de Géographie, n. 3, marzo 1923, pp. 321-340.La città di Agadir prima del terremoto del 1960. Pianta. Da sinistra: la Quasba, il Talborjt, il Quartiere Amministrativo, il Quartiere Europeo, compreso tra il Wadi Tildi e il Wadi Tanaout e il Quartiere Industriale. Elaborazione dell’Autore.
Contemporaneamente, al fine di rendere ben chiara la presenza del protettorato in questa regione, Agadir viene trasformata strategicamente in una prospera località di villeggiatura per abbienti turisti, accentuando la suddivisione in zone funzionali, razionalmente compartimentate da un progetto di Michel Ecochard, allora a capo del Service de l’Urbanisme.
Il piano prevede, oltre all’ampliamento del porto, un’ulteriore estensione della città verso sud, che ha lo scopo di separare le attività turistiche da quelle produttive attraverso l’edificazione di un vasto quartiere industriale e relativa zona residenziale (Ecochard, 1923).
È, tuttavia, la collocazione geografica di Agadir, origine della sua fortuna, la cagione stessa del suo annullamento. Proprio dove sorge, infatti, la porzione dell’Atlante Sahariano che ripiega verso sud, entra in contatto con la Zolla Africana, creando una grande faglia – la linea sud-atlasica – che si estende per circa 2000 chilometri da Gabès, in Tunisia, passando da Biskra, Laghouat e Fuguig, giungendo ad Agadir. Questa condizione rende l’intero limite sud della catena montuosa ad alto rischio sismico (Duffaud, Rothé, Debrach, Erimesco, Choubert & Faure-Muret, 1962).
La tragica calamità naturale si rivela essere un punto focale per la vicenda della città, specialmente perché occorre in un momento storico segnato da una delicata fase di transizione del regno che, da soli quattro anni, aveva ottenuto la sovranità politica dalla Francia, ma che lottava ancora per affermare la propria autonomia culturale.
In questo contesto, dunque, il problema di come fronteggiare l’emergenza diventa il simbolo di una volontà di riscatto e di asserzione dell’identità di un popolo. La criticità della situazione non è solo dovuta alla necessità di ridare nel più breve tempo possibile un tetto ai sopravvissuti, ma anche di affermare la legittimità dell’indipendenza di una nazione.
Il 3 marzo, il re Mohammed V annuncia pubblicamente l’avviamento dei lavori per la ricostruzione di Agadir, e ancora prima dell’estate il Service del l’Urbanisme con il Ministero dei Lavori Pubblici redigono un documento dove vengono riportate le prime indicazioni per il tracciamento di un Piano Regolatore. Una commissione di geologi viene incaricata di tracciare i confini delle aree a rischio sismico e di trovarne altre adatte all’edificazione. Gli studi portano a ritenere necessario uno slittamento verso sud dell’intero perimetro cittadino.
L’evento catastrofico causa preoccupazione in tutto il mondo. A impegnare le proprie risorse sono, in modo particolare, Francia e Stati Uniti. Tuttavia, l’impegno di questi paesi si riduce a occuparsi del problema degli aiuti umanitari per i terremotati (Nadau, 1992). Un mese dopo l’accaduto, l’ambasciatore di Francia invita Le Corbusier a visitare Agadir, con la speranza di convincere il maestro e il governo marocchino a collaborare al progetto di ricostruzione. Gli incontri non hanno seguito. Ciò nonostante Le Corbusier trova il modo di lasciare il proprio segno sottolineando, in un’intervista radiofonica rilasciata durante il suo soggiorno, come l’aspetto di maggiore importanza per la buona riuscita del progetto sia la coesione del fronte d’azione formato da architetti e urbanisti uniti.1La registrazione della trasmissione può essere ascoltata su INA.fr – Institut National Audiovisuel, disponibile presso http://boutique.ina.fr/audio/P13276317/le-corbusier-a-propos-de-la-reconstruction-d-agadir.fr.html (ultimo accesso febbraio 2017)
L’idea che fosse necessario pensare al progetto urbano e a quello architettonico come una cosa sola era stato preso ad assunto fondamentale durante l’ultimo decennio del protettorato dall’urbanista francese Michel Ecochard, direttore del Service de l’Urbanisme.
Sotto molti aspetti, la figura di Ecochard è fondamentale per la formazione e lo sviluppo del pensiero architettonico in Marocco. A partire dal secondo dopoguerra, infatti, il Service de l’Urbanisme accoglie un considerevole numero di giovani architetti, marocchini e non, provenienti dagli studi in Europa – che in quegli anni si trovava ad affrontare una forte crisi economica – in cerca di esperienza, dando loro una formazione e un metodo (Cohen, 1992; Eleb, 2000; Chaouni, 2010).
Così facendo, con la fine del protettorato, il Marocco si trova ad avere a disposizione un consistente gruppo di pianificatori, urbanisti, paesaggisti e architetti esperti, nonostante la giovane età, accomunati dallo stesso modo di guardare al progetto grazie alle competenze maturate sotto il tetto del Service de l’Urbanisme, la cui direzione è ora affidata all’architetto Mourad Ben Embarek.2 La vicenda è descritta da Ben Embarek stesso in un intervista la cui visione è possibile su aMush.org presso http://www.amush.org/blog/55-videos/245-hommage-a-mourad-ben-embarek.html (ultimo accesso febbraio 2017). Lo stesso Ben Embarek si assume il compito di raccogliere e diffondere il pensiero di questo gruppo di progettisti attraverso la rivista a+u – Revue africaine d’architecture et urbanisme, da lui ideata e della quale saranno pubblicati sei numeri tra il 1964 e il 1968.
Tuttavia, l’aspetto fondamentale che rende la realizzazione di Agadir un caso esemplare, risiede soprattutto nel fatto che, in questa occasione, l’idea progettuale di architetti e urbanisti trovi supporto nell’operato delle amministrazioni e degli organi di governo.
La fase di stesura del piano si svolge in controtendenza rispetto alla logica del pronto intervento, finalizzato al contenimento del danno. I terreni edificabili vengono espropriati sistematicamente, ignorando gli interessi fondiari privati dei singoli, così da rendere possibile la realizzazione di un disegno urbano articolato e unitario.
Il progetto è sviluppato partendo dai princìpi della Carta di Atene (Le Corbusier, 1943) di salubrità, esposizione e circolazione, ma nella sua configurazione spaziale dimostra una profonda lettura della tradizione insediativa locale. Questa non è vista come fondo dal quale attingere forme ed espedienti stilistici, ma come sorgente da cui dedurre le dinamiche a-temporali dell’abitare, da usare alla stregua dei materiali da costruzione, strumenti operativi per la realizzazione della nuova architettura. Tali dinamiche trovano la propria raison d’être nel rapporto bidirezionale con gli aspetti fisici e simbolici dell’ambiente naturale e del territorio.
Proprio a partire da questi presupposti, il disegno del Piano Regolatore è realizzato sotto la doppia supervisione dell’urbanista Pierre Mas, erede morale di Ecochard, e del paesaggista Jean Challet. Il progetto cerca, pertanto, di reinventare le tecniche canonizzate dell’urbanistica moderna tramite gli strumenti messi a disposizione dalla disciplina della progettazione del paesaggio che proprio in quegli anni inizia ad assumere importanza nel dibattito internazionale e a prendere le forme e le modalità che oggi conosciamo.
Pierre Mas con Haut commissariat à la reconstruction d’Agadir, Le parti: choix du site, répartition des activités, circulations principales, espaces libres, 1966. Disegno schematico del piano di ricostruzione di Agadir. A pagina 12 dell’articolo di P. Mas, “Plan directeur et plan d’aménagement”, in a+u – Revue africaine d’architecture et d’urbanisme, n.4, 1966, pp. 6-17.
Successivamente Challet pubblica nel terzo numero di a+u (1965) un articolo intitolato Urbanisme et paysage nel quale descrive il paesaggio come l’elemento capace di rendere possibile il rapporto tra il sito fisico e le sfere percettive e sentimentali dell’essere umano. Per il paesaggista il sito è «una porzione di spazio terrestre che offra un’unità geografica, biologica o umana» (p. 16).3Traduzione dell’Autore Questa unità è ciò che permette di riconoscere e riconoscersi e che, di conseguenza, consente la formazione di un’identità.
Per questo motivo, la logica fondativa di Agadir è concepita sulla presa di coscienza del fatto che, a differenza di quello europeo, lo spazio degli insediamenti marocchini non si forma su esigenze estetiche prospettiche: gli assi viari non determinano inquadrature forzate su elementi prestabiliti, ma le architetture sono disposte in modo che la vista vari in continuazione lungo il tragitto (Nadau, 1992).
Il progetto, dunque, integra in continuità pragmatismo e idealità. La costa, per esempio, è lasciata libera dalle costruzioni per due motivi: il primo, di natura poetica, al fine di lasciarne intatta l’immagine, così assiduamente presente nella memoria collettiva degli abitanti, nelle fotografie e nelle cartoline spedite per il mondo; il secondo di natura pratica, per mettere al sicuro le nuove abitazioni nell’evenienza che un nuovo terremoto, se sviluppato al largo della costa, avesse causato onde anomale.
Diversamente dal progetto di Raymond, nato con l’intento di dividere la città per tenere separata la popolazione, il nuovo progetto prevede di ordinare la città per settori con l’intento di favorire l’identificazione degli abitanti con il luogo, mantenendo, per ciascuna zona, caratteri specifici chiaramente riconoscibili, così da apparire domestici nonostante il linguaggio dell’architettura sia inequivocabilmente nuovo.
L’ambizione è di dimostrare falso l’assunto che “modernità” e “tradizione” siano termini antitetici, sostenendo, al contrario, che la modernità non sia altro che un momento di metamorfosi di un pensiero architettonico continuativo; ovvero che essa non fenomeni dalla tabula rasa di ciò che era venuto prima, ma anzi che da questo discenda.
La città si aggrega attorno a un core amministrativo cui rigore inconfutabilmente razionalista, pur rasentando il parossismo, dialoga con la natura domestica e introversa dei quartieri residenziali costruiti per aggregazione di unità abitative mono-familiari a corte, reinterpretando, in chiave contemporanea, la spazialità della medina tradizionale.
I percorsi all’interno della città sono pensati per un transito principalmente pedonale: le strade ad alta affluenza scaricano il traffico fuori dal centro, mentre l’andamento “a baionetta” di quelle urbane non permette alte velocità e facilita gli attraversamenti.
I “pezzi” così definiti sono ricomposti all’interno di un disegno urbano unitario da un sistema di parchi che si estendono, dalla costa all’entroterra, seguendo l’andamento dei wadi che, con il secolare alternarsi di piene e secche, hanno determinano l’orografia del terreno.
L’opera di “cucitura” delle zone urbane non avviene solo sul piano del paesaggio. Le macerie del terremoto sono utilizzate per colmare il letto del Wadi Tanaout, cui flusso stagionale viene canalizzato in acquedotto. Questo wadi aveva segnato, prima del terremoto, il confine tra il quartiere europeo e la zona industriale, dove risiedeva la popolazione operaia marocchina. La cancellazione di questo limite geografico ha, quindi, il sapore di una dichiarazione politica e simbolica che esprime tutta la volontà di lasciarsi alle spalle un’epoca per costruire una nazione unita.
La nuova Agadir. A sinistra, il core di Agadir a confronto con il quartiere residenziale “Nuovo Talborjt”; a destra, il progetto per Saint-Dié di Le Corbusier a sistema con un quartiere della medina di Fèz. Elaborazione dell’Autore.
Ad accentuare questa immagine, gli architetti Louis Riou e Henri Tastemain costruiscono una delle architetture più emblematiche di Agadir: l’immobile “A”. Edificio per abitazioni, parte dell’organismo del core della città, si colloca in modo da formare un ponte sul luogo esatto dove un tempo scorreva il Tanaout. La sua struttura su pilotis è pensata così che, alla sua base, si venga a formare un luogo coperto, adatto alle attività commerciali. In questo modo, urbanisti, paesaggisti e architetti assieme trasformano un luogo simbolo della segregazione in un vitale mercato cittadino.
Studiando i progetti, è evidente come la maggior parte delle risorse intellettuali di coloro che se ne sono occupati fossero indirizzate a ottenere principalmente una città in grado di funzionare e soddisfare le principali necessità degli abitanti, tuttavia le scelte che hanno condotto alla ricostruzione di Agadir hanno anche un valore simbolico che ci permette di vederle come operazioni di riscrittura del paesaggio, al fine di portare alla luce quegli aspetti che determinano lo spirito del luogo.
La nuova Agadir, 1966. Fotografia aerea della città ancora in fase di costruzione. È chiaramente riconoscibile l’immobile “A” (Louis Riou, Henri Tastemain) posto trasversalmente rispetto segno del sedime del Wadi Tanaout. Sullo sfondo, in nuovo Talborjt. Fotografia di Robert Papini.
L’aspetto più rilevante che appare dallo studio di questo caso risiede nel suo essere concretizzazione, in un momento di grave emergenza, di un pensiero comune, declinato nei domìni delle diverse discipline in campo. Il suo insegnamento può fornire strumenti applicabili in svariati ambiti: dal governo del territorio, alla pianificazione urbana, alla progettazione architettonica; dimostrando che essi non vanno intesi come settori separati, ma possono collaborare alla costruzione di un unico disegno.
Dal punto di vista della composizione architettonica, si può trarre una valida lezione dal particolare modo di affrontare il problema del rapporto con la tradizione. Essa diventa vero e proprio strumento, atto a costruire quella base sulla quale si radicano le scelte che portano alla forma dell’architettura della città.
Originariamente pubblicato in:
Fabian, L., & Marzo, M. (a cura di). (2015). La ricerca che cambia. Atti del primo convegno nazionale dei dottorati italiani dell’architettura, della pianificazione e del design. Siracusa: Letteraventidue.
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Desarrollo histórico de la ingeniería sísmica en Colombia
La curiosidad por los sismos y sus registros históricos es una actividad antigua; tanto así que existen registros escritos en China de más de 3000 años de antigüedad además de registros en Japón y Europa que datan de hace 1600 años aproximadamente. En América también, algunos códices Mayas y Aztecas se refieren a los sismos y, de manera un poco más formal, durante la época colonial se produjeron algunos escritos que con cierto grado de detalle narraban los efectos de algunos sismos en poblaciones de la América conquistada por España.
Como es común en muchas de las diferentes culturas de la antigüedad, los sismos fueron atribuidos a deidades u otro tipo de referencias míticas; en el territorio de lo que es hoy en día Colombia también sucedió así. En la época precolombina, la cultura más importante en lo que actualmente es Colombia fue la de los muiscas o chibchas. Ellos pensaban que los temblores ocurrían debido a un dios. Dice la mitología chibcha que Huitaca, diosa que representaba la lujuria, para vengarse del dios Bochica, se encargó de difundir malas enseñanzas entre los Chibchas, quienes entonces iniciaron una vida de pecado. Por esta razón, ellos fueron luego castigados por el dios Chibchacum quien se valió de un diluvio que arrasó con gran parte de la población. Los Chibchas imploraron tanto a Bochica, que él los redimió de su culpa. Bochica castigó entonces a Chibchacum haciéndolo cargar la tierra por la eternidad. Por lo tanto dice la mitología que los temblores ocurren cuando Chibchacum se cansa de cargar la tierra en un hombro y la pasa al otro (Cuayin & Gadel, 2005); similar a lo que sucedió con Atlas según la mitología griega (fig. 1).
Fig. 1: Chibchacum, el que sostiene la tierra sobre sus hombros (óleo sobre lienzo) – Luis Alberto Acuña Tapias
Durante la época de la colonia en Colombia y posteriormente hasta el siglo XIX hubo aportes importantes al estudio de los sismos y en particular a la sismología histórica de Colombia. Estos aportes se enfocaron en el estudio del fenómeno sísmico, en recopilación de información y descripción de terremotos ocurridos los cuales reflejaban la intensidad y los daños observados. De esta época no existen documentos técnicos con recomendaciones explícitas para la construcción de edificaciones resistentes a sismos. Sin embargo, En la época colonial, en algunas regiones entendieron que ciertos tipos de construcción y ciertos materiales no se comportaban adecuadamente ante terremotos, especialmente tras el sismo de 1785 en Santa Fe. El intento más interesante para construir edificaciones que se comportaran bien ante terremotos está en el “estilo temblorero”, estilo de construcción que se originó a partir de los sismos de 1878 en Manizales y que se extendió en todo el Viejo Caldas; en este estilo, el material primordial es el bahareque: pared de palos entretejidos con guadua – bambú – y barro (fig. 2-3).
Fig. 2: Vivienda estilo temblorero sobre un talud – Foto de Omar Darío CardonaFig. 3: Fachada de una vivienda en estilo temblorero – Foto de Omar Darío Cardona
Probablemente fue Alexander Von Humboldt (1769-1859) el primero en establecer una relación entre las fallas geológicas y los terremotos tanto en Colombia como en el mundo (fig. 4). Sin embargo, esta teoría no fue universalmente aceptada en ese entonces; (Nava, 1998). Von Humboldt viajó por la Nueva Granada y pudo sentir algunos temblores fuertes. Él estableció una relación entre los terremotos y los volcanes y propuso una relación directa entre los vapores acumulados en el interior de la tierra y los temblores.
Fig. 4: Alexander Von Humboldt. Científico Alemán con grandes aportes al conocimiento en América
Una ventaja de Von Humboldt con respecto a otros científicos alemanes es que las experiencias directas que experimentó al sobrevivir a algunos terremotos en América Latina le daban una percepción directa del fenómeno. Por esta razón sus observaciones fueron distintas a las de su maestro Werner.
El primer evento sísmico del cual se tiene registro en Colombia es de 1541; no obstante, los primeros documentos que pueden clasificarse en Colombia como precursores de los estudios de sismicidad histórica datan del siglo XVIII y a ellos se añaden varios aportes en el siglo XIX. Entre estos documentos se destacan: el diario de don Luís Vargas Jurado (1703-1764), el catálogo de don Santiago Pérez Valencia (1785-1843), la crónica de don José María Caballero (1813-1819), la cronología sísmica de don Francisco Javier Vergara y Velazco (1898), el trabajo de don Arcesio Aragón publicado en 1926 y el trabajo de don Ramón Correa publicado en 1962 entre otras obras (A. Espinosa, 2001).
La Sismología en Colombia tuvo sus inicios formales cuando el padre Jesús Emilio Ramírez retornó al país en el año 1940 después de realizar sus estudios doctorales en la Universidad de Saint Louis en Estados Unidos. En su tesis doctoral estudió la naturaleza y origen de los microsismos mediante el uso de estaciones tripartitas. Poco después, el padre Ramírez decidió fundar el Instituto Geofísico de los Andes Colombianos, adscrito a la Universidad Javeriana y participó como colaborador en la organización del Año Geofísico Internacional en 1958.
En 1972, se llevó a cabo una reforma curricular para el posgrado en Ingeniería Civil de la Universidad de los Andes, en la cual se incluyeron los cursos de Dinámica de Estructuras, Dinámica de Suelos, Ingeniería Sísmica y Sismología Teórica; este posgrado iniciaría formalmente en 1974 (A. Sarria, 2005). Con esta reforma, se dictan por primera vez en una universidad colombiana cursos que abordan de manera explícita los terremotos y se aplica su conocimiento al análisis del comportamiento sísmico de la estructuras.
En 1973, en un evento organizado por la Universidad de los Andes, se invitó a los profesores Robert Withman del M.I.T., el profesor Nathan Newmark de la Universidad de Illinois, el Profesor Paul Jennings del CalTech y el profesor Joseph Penzien de la Universidad de California en Berkeley quienes entonces representaban verdaderas eminencias en el campo de la ingeniería sísmica y áreas afines. Este evento también se puede decir que sin duda contribuyo a fortalecer aún más la motivación por el desarrollo de la ingeniería sísmica en el país. Por lo tanto se puede decir que la ingeniería sísmica colombiana tuvo sus orígenes formales a comienzos de la década de los setenta. A pesar de esto, no se contaba con una reglamentación para el diseño y construcción sismo resistente de edificios en ese entonces.
En el año 1974, después de varios años de intentos, el ingeniero Alberto Sarria Molina junto a otros eminentes ingenieros del país lograron fundar en la Universidad de los Andes la Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica (AIS), que poco tiempo después dejó de pertenecer a la Universidad para ser un ente externo e independiente en 1975. Esta organización ha sido fundamental para el desarrollo de la ingeniería sísmica en Colombia y para la implementación de prácticas adecuadas en el diseño y construcción de edificaciones seguras ante los sismos.
Algunos de los aportes significativos de la AIS como institución pionera en el desarrollo de la ingeniería sísmica del país en sus inicios han sido la divulgación de temas relacionados con el diseño sismo resistente, el propiciar intercambio de experiencias mediante la integración con expertos mundiales en el área de ingeniería sísmica y sismología y la generación de normas técnicas de diseño y construcción de estructuras resistentes a sismos. Entre los aportes se puede mencionar la traducción en español y distribución, en Colombia, de normativas sismo resistentes de países como los Estados Unidos; particularmente el código de la SEAOC en 1976 y el código ATC-3-06 en 1979. Estos códigos fueron documentos base para la iniciación del diseño sismo resistente en Colombia (NSR-10, 2010).
A comienzos de los ochenta, la AIS publica la primera norma sísmica del país: Requisitos Sísmicos para Edificios, AIS-100-81. Esta publicación es una adaptación del código ATC-3-06 a la realidad nacional. Sin embargo, este documento no tenía carácter obligatorio para su aplicación. Poco después del terremoto de Popayán en 1983, surgió el Código Colombiano de Construcciones Sismo Resistentes, Decreto 1400 de 1984 a partir de algunas modificaciones de la norma AIS-100-83. De esta manera, por primera vez en Colombia se crea un código de diseño sísmico de estructuras de obligatorio cumplimiento por ser un decreto nacional.
Como consecuencia directa del sismo de Popayán también, un grupo de asesores del gobierno, conformado por miembros de distintas universidades propuso la conformación de la Red Sismológica Nacional con el apoyo de Ingeominas (actualmente Servicio Geológico Colombiano); esto contribuiría también de manera sustancial al desarrollo tanto de la sismología nacional como al desarrollo de la ingeniería sísmica en Colombia. Sin embargo, la Red Sismológica Nacional solo se puso en marcha en 1993 (NSR-10, 2010).
Entre los años 1984 y 1987 se realizó la microzonificación de Popayán, la cual fue la primera microzonificación del país. En este proyecto estuvieron involucrados Alberto Sarria, Augusto Espinosa, Aquiles Arrieta, Juan Carlos Puentes y Luis Yamin entre otros.
El Código Colombiano de Construcciones Sismo Resistentes (CCCSR-84), decreto 1400 de 1984, fue más tarde actualizado utilizando las facultades otorgadas por la ley 400 de 1997 mediante el decreto 33 de 1998 como Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (NSR-98). Este nuevo decreto, más exigente que el anterior, presentó cambios sustanciales en cuanto al detallado de las estructuras de concreto reforzado e incorporó una zonificación sísmica mejor fundamentada.
A partir del año 2008, la AIS fue encargada para llevar a cabo la actualización del reglamento NSR-98 y mediante la implementación en la nueva reglamentación de la norma AIS 100-09 como el componente técnico de la versión más reciente del Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente, NSR-10.
Esta nueva versión del reglamento colombiano (NSR-10) incluyó aspectos importantes que no estaban definidos en la versión anterior; algunos de estos cambios importantes especifican los parámetros y requisitos para el uso de aisladores y amortiguadores sísmicos, se especifica el espectro de diseño que podría usarse para la adecuación de estructuras declaradas como patrimonio histórico y se incluye en un apéndice la posibilidad de realizar análisis pushover (procedimiento no-lineal estático de plastificación progresiva) con base a los requisitos del NEHRP 2006.
De acuerdo al más reciente estudio de amenaza sísmica, incorporado en la NSR-10, quedó definido que aproximadamente el 39.7% de la población nacional se encuentra localizado en zonas que presentan amenaza sísmica alta, 47.3% en zonas de amenaza intermedia y solo el 13% se encuentra localizado en zona de amenaza sísmica baja. Presentado de otra forma, esto quiere decir que de los 1126 municipios que tiene el país 553 están clasificados como de alta amenaza sísmica, 431 de amenaza sísmica intermedia y solo 139 de amenaza sísmica baja. Las cifras mostradas dan cuenta de la importancia que tiene la ingeniería sísmica en Colombia por el alto riesgo que puede presentar un evento sísmico dada la gran proporción del país que puede experimentar sismos fuertes y la concentración de población en estas zonas.
Desarrollo histórico de la ingeniería sísmica en Italia
Esta primera parte de la discusión describe el desarrollo histórico de la Ingeniería Sísmica italiana y las relativamente nuevas normas de diseño generadas mediante la aprobación de las últimas disposiciones de ley del 2008.
Las primeras leyes que abordaron el problema sísmico fueron proclamadas antes de la unificación nacional, durante la dominación de los Borbones, siglo XVIII. Estas leyes reglamentaron la reparación de los daños provocados por dos fuertes temblores: Val di Noto (Sicilia, 1693) y Calabria Ulteriore (1783) (INGV). Las noticias históricas describen daños muy graves. El terremoto del 1783 ocurrió durante el período de la Ilustración que inició a finales del siglo XVII, cuando toda Europa vivió en una intensa atmósfera de renovación cultural (De Sanctis, 1986). Durante esta época se empezó a entender que los problemas del conocimiento debían ser afrontados con la lógica y la razón, abandonando interpretaciones teológicas y fantasiosas; “sapere aude” fue la inscripción que el filósofo alemán Immanuel Kant escribió para conceptualizar la finalidad de este movimiento cultural. El desarrollo de la prensa, con la invención de Gutemberg en Alemania y sobre todo con las oficinas en las ciudades italianas de Venecia y Florencia, contribuyó a la difusión de los conocimientos. Comenzaron así a difundirse las primeras ideas concretas relacionadas al estudio de sistemas constructivos capaces de resistir temblores.
Con el terremoto de Lisboa (1755), fueron propuestas nuevas técnicas para las edificaciones en zonas sísmicas. Circularon así varias publicaciones sobre la seguridad de las construcciones y sobre los sistemas estructurales sismo-resistentes (Barucci, 1990; Parducci, 2009a). También se difundieron las primeras ideas para afrontar con nuevos enfoques el problema del comportamiento sísmico de las edificaciones y sus sistemas resistentes. Después de los terremotos de Lisboa y de Calabria Ulteriore la propuesta más interesante fue la de utilizar estructuras de madera y mampostería compuesta con ladrillos de tierra (Vivenzio, 1783); la técnica llamó mucho la atención, sobre todo el comportamiento conjunto de la construcción. Estos sistemas también tendieron a favorecer un efecto de interacción madera-mampostería (Parducci, 2012). Los esquemas estructurales de la casa a gajola portuguesa y de la casa baraccata italiana (fig. 5) constituyeron un primer ejemplo de construcción sismo-resistente, cuando aún no se realizaban cálculos numéricos para la verificación del comportamiento estructural (Masciari Genovese, 1915).
Fig. 5: Casa baraccata (1783), proyecto del arquitecto Vincenzo Ferraresi (Fuente: Vivenzio, 1783)
La casa baraccata, propuesta por el arquitecto Vincenzo Ferraresi, fue concebida como un complejo unitario con armaduras de madera distribuidas por toda la altura del edificio y comprendían elementos diagonales capaces de proporcionar una resistencia horizontal adecuada, además de generar un efecto de arriostramiento de la totalidad de la construcción (Niglio, 2011).
De esta manera fue posible construir edificios dotados de un comportamiento sísmico eficiente con materiales económicos y de fácil consecución en las regiones. Las formas básicas correspondían las utilizadas en las estructuras de madera ya comúnmente construidas en la zona norte de Europa desde la Edad Media como el fachwerkbau alemán y el balloon frame anglosajón.
Estas primeras experiencias constructivas fueron olvidadas pronto, como lo demuestran dos fuertes temblores que entre 1905 y 1908 sacudieron de nuevo Calabria Ulteriore (ciudad de Reggio Calabria) y Sicilia Oriental (ciudad de Messina) (Parducci, 2009a; Tobriner, 1997).
Poco después de estos últimos temblores, el estado italiano proclamó dos decretos en 1907 y 1909, dotados con interesantes instrucciones técnicas. Es interesante notar que en aquellos mismos años fueron concedidas algunas patentes cuyas bases científicas corresponden a las mismas técnicas de los aisladores sísmicos utilizados en la Ingeniería Sísmica actual, pero no encontraron aplicaciones en ese tiempo ni la comunidad académica se interesó en desarrollar estas ideas novedosas. La misma situación también ocurrió con patentes concernientes el empleo de mampostería armada (fig. 6 y 7).
Fig. 6: A. Patente n. 10044 aislador sísmico Archivo ACS, Ministerio AIC, UCB, (Italia) 1909, autor Mario Viscardin de Genoa. B. Fricion Pendulum, sistema de aislamiento en la base utilizado en la obra de reconstrucción de la ciudad de La Aquila después el temblor del 2009 (L’AQUILA: Il Progetto C.A.S.E., IUSS Press, 2010)Fig. 7: A. Patente n. 100432. Mampostería armada. ACS, Ministerio AIC, UCB, (Italia), 1909, autor Battista Foresti Gio de Bolonia. B: Construcción en mampostería armada, sistema actualmente utilizado en Italia para las construcciones en zona sísmicas.
Después de estas experiencias aparecieron las primeras aplicaciones del hormigón armado. Los criterios generales del 1909 casi que permanecieron inalterados hasta el nuevo decreto del 1939 [Parducci, 2009a]. En este período se definió una primera ampliación de las zonas expuestas a riesgo sísmico, hasta a llegar a aproximadamente el 25% del territorio nacional. Estas últimas normas fueron basadas directamente sobre la Teoría de la elasticidad y sobre el método de los esfuerzos admisibles.
Todas estas disposiciones permanecieron vigentes hasta los años 70 del siglo XX cuando fue promulgado un nuevo sistema legislativo actual (leyes n. 1086 del 1971 y n.64 del1974), para trasladar las competencias técnicas al Ministerio de las Obras Públicas. Fue tan extensa la zonificación sísmica, que esta cubrió cerca del 45% del territorio nacional y fue introducido el método del espectro de respuesta para definir la intensidad de diseño como función del período de oscilación de las construcciones. De este modo se hicieron algunas actualizaciones normativas con las que se propuso la implementación de los métodos de diseño basados en los Estados Límite, siguiendo los lineamientos de los Eurocódigos. Aunque en Italia el concepto de Estado Limite fue introducido en las normas en los años ‘70 del siglo XX, este solo se incorporó de manera efectiva en la práctica constructiva unos años más tarde, en el 2009 después del terremoto del la ciudad de La Aquila con la ordenanza número 3274 del 2003.
En detalle los Eurocódigos que se desarrollaron durante cierto tiempo, necesitaron actualizaciones posteriores. De esta manera surgió una situación de conflicto de competencias que para poder solucionarlas fue necesario promulgar dos Ordenanzas: n. 3274 del 2003 y n. 3431 del 2005. Estos nuevos instrumentos normativos modificaron sustancialmente las concepciones de diseño además de los correspondientes métodos de análisis. Los objetivos se volvieron más ambiciosos y las modalidades de diseño más complejas.
La principal finalidad fue la prevención de los colapsos que pueden provocar la pérdida de vidas humanas. Por consiguiente el proyecto de las construcciones sismo-resistentes tuvo que basarse sobre el control de los potenciales mecanismos de colapso y sobre el respeto de los Estados Límite prescritos por los Eurocódigos.
Esta transformación suscitó en Italia una actitud de rechazo generalizado de parte de los ingenieros practicantes cuya formación profesional no fue actualizada adecuadamente. Para eso fue necesario conceder numerosas prorrogas que mantuvieron en vigentes las normas antiguas hasta el 2009, cuando el terremoto de La Áquila volvió insostenibles tales prorrogas.
Con el tiempo las normas promulgadas por las Ordenanzas fueron revisadas e integradas en el complejo normativo muy detallado del voluminoso Decreto Ministerial del 14 enero del 2008 hoy en vigor (Normas Técnicas para las Construcciones – http://www.cslp.it/cslp/). Con este decreto del 2008 la zonificación sísmica ya cubre casi el 80% del territorio nacional. El contenido de este último decreto corresponde a una norma sustancialmente parecido a la reciente normativa colombiana en muchos aspectos.
Finalmente es importante señalar que este las normas tecnica italianas, por cuánto concierne la protección sísmica de las construcciones de interés histórico y monumental, propone expresamente las Líneas Guía por la valoración y reducción del riesgo sísmico del patrimonio cultural, emanadas por el Ministerio por los Bienes y las Actividades Culturales. Estas Líneas Guia son armonizadas en efecto con los contenidos de la normativa oficial del 2008 (http://www.beniculturali.it).
Diseño sísmico basado en desempeño
El diseño sísmico, y por lo tanto, la Ingeniería Sísmica Basada en Desempeño es una filosofía para la concepción integral de las estructuras que ha tenido un auge significativo desde la década de los noventa; aunque el concepto viene de mucho antes.
Según las definiciones presentadas por algunas entidades se puede decir que la “Ingeniería Sísmica Basada en Desempeño busca maximizar la utilidad obtenida de una edificación mediante la minimización del costo total que incluye el costo a corto plazo de su uso y el valor esperado de las pérdidas debidas a sismos futuros (en términos de víctimas, costos de reparación o remplazo, interrupción de la actividad, etc.) Idealmente debería considerar todos los posibles eventos símicos y sus probabilidades anuales de ocurrencia” (Fardis M. N, 2010). Sin embargo, apelando a una definición más sencilla se podría decir que la Ingeniería Sísmica Basada en Desempeño está enmarcada por las actividades que involucran el Análisis, Diseño, Construcción y Mantenimiento de estructuras de comportamiento “predecible” para distintos niveles de amenaza.
En esta filosofía de diseño el propietario, el ingeniero y el arquitecto de manera conjunta definen los objetivos de desempeño para la edificación. Con la ayuda de la matriz de desempeño se selecciona los comportamientos esperados de la estructura para distintos niveles de amenaza sísmica.
Los distintos niveles de desempeño se pueden especificar de manera cualitativa como completamente operacional, operacional, nivel de seguridad de vidas y cerca al colapso. También se pueden representar de manera cuantitativa con derivas de entrepiso de 0.5%, 1.0%, 2.0% y 2.5% o de manera alternativa como un índice de relación entre el desplazamiento máximo experimentado y la capacidad máxima de desplazamiento (IDDR).
Los distintos niveles de amenaza sísmica se pueden especificar de manera cualitativa como sismo frecuente, sismo ocasional, sismo raro y sismo excepcional. De manera cuantitativa, esta amenaza se puede representar como el periodo de retorno del sismo especificado, 43, 72, 475, y 970 años o de manera alternativa como probabilidades de excedencia del 70%, 50%, 10% y 5% en un periodo de 50 años. En la figura 8 se muestra un esquema para la selección del nivel de desempeño. Las combinaciones de amenaza sísmica y nivel de desempeño que aparecen en color rojo, no deben seleccionarse; las combinaciones que aparecen en color azul claro representan los objetivos mínimos requeridos y las que aparecen en color verde representan objetivos de desempeño superior o mejorado.
Fig. 8: Matriz de desempeño para el diseño sísmico basado en desempeño
Algunas similitudes y diferencias entre la normativa colombiana y la italiana
En cuanto al diseño sísmico basado desempeño, en particular en Italia, no existen normas previas que directamente aborden este concepto; las normas anteriores generalmente se basaron en métodos empíricos y no científicos. Las primeras normas técnicas en Italia datan del final del siglo XVIII con Giovanni Vivenzio e Vincenzo Ferrareri; a pesar de ser normas técnicas estas fueron normas descriptivas y no científicas. Las primeras normas de carácter científico son las del 1909, Decreto Regio n. 193 del año 1909. Con estas normas, por primera vez fue introducida la modelación cualitativa de las fuerzas sísmicas representadas por fuerzas horizontales en los pisos y estas fuerzas fueron expresadas como función de las cargas verticales.
Por el contrario en Colombia, a pesar de existir cierta noción en algunos sitios de las configuraciones que favorecían el comportamiento sísmico de las estructuras en los siglos XVIII y XIX, las normas técnicas son relativamente recientes, 1984. Aunque en algunos casos se realizaban diseños sísmicos antes de 1984, estos se realizaban con base a normativas extranjeras, principalmente estadounidenses. En este tiempo ya se expresaban las fuerzas horizontales como función del periodo de la estructura.
Las normas sísmicas italianas más recientes (2008) se basan en una noción probabilista del riesgo, concepto que no excluye que el evento temido no ocurra, pero establece una probabilidad suficientemente pequeña de ocurrencia para este. Partiendo de esta filosofía, estas normas consideran diferentes Estados Límites (EL) definiéndolos según criterios de desempeño. Dos de estos involucran, de modo preciso, el diseño en zona sísmica, ellos son: Estado Límite Ultimo (ELU) y Estado Límite de Daño (ELD). En particular, la norma italiana para el caso sísmico denomina también el ELU como Estado Límite de Salvaguardia de la Vida (ELV).
En este aspecto existen similitudes entre el código Italiano y el Colombiano, que también incluye la noción probabilista del riesgo y el concepto de los estados límites mediante la verificación del desempeño de la estructura usando el espectro de diseño estándar y el espectro para movimiento sísmico correspondiente al umbral de daño (inicio del daño).
Para cada Estado Límite (EL) las normas asignan una determinada probabilidad de excedencia de la intensidad sísmica de diseño PR, la cual es igual al 10% para el ELV y al 63% para el ELD en el caso Italiano; para el caso Colombiano estos valores son del 10% y del 80% respectivamente.
Para ser consistentes con los lineamientos de los Eurocódigos, las normas italianas relacionan los niveles de seguridad con los usos que se les dará a las edificaciones. Para mantener el criterio de riesgo uniforme, este código asigna las probabilidades correspondientes a los distintos periodos de referencia; en las normas colombianas este periodo de referencia es constante e igual a 50 años, con respecto al cual se establecen las distintas tasas de excedencia del movimiento sísmico.
El período de referencia parte de una valoración convencional del intervalo de tiempo en el cual una estructura, sometida a un mantenimiento ordinario, tiene que poder ser usada por el objetivo para la cual ha sido destinada. Aún así es fundamental considerar el uso de la edificación. Por ejemplo, en Italia, a cada uso de una edificación se le asigna un valor del período de referencia: 50 años para construcciones ordinarias (viviendas, oficinas, etc.), 75 años para construcciones muy concurridas (escuelas, estadios, etc.), 100 años para construcciones estratégicas (hospitales, estaciones de bomberos, defensa civil, etc.). De este modo, basándose en un modelo probabilista poissoniano que supone la independencia en la ocurrencia de los distintos eventos sísmicos, se pueden calcular los períodos de retorno de los eventos a tener en cuenta en el proyecto para cada uno de los Estados Límite considerados. Los valores de periodo de retorno se muestran en las columnas (c), (d) y (e) de la Tabla 1. Esta es una presentación de la norma técnica italiana que es muy útil para la intervención de edificaciones que representen patrimonio histórico o en general edificaciones existentes (aunque también se acomoda muy bien para ser usado en la arquitectura moderna y contemporánea).
Este formato de la norma italiana no modifica las probabilidades asignadas a cada estado límite pero si cambia el período de referencia al que estas probabilidades están relacionadas. Este sistema permite valorar, como en el ejemplo siguiente, el tiempo mínimo de intervención dentro del que se debe llevar a cabo la adecuación sísmica de una construcción existente que no posee los requisitos de seguridad exigidos por la norma según sus requerimientos actuales.
Tabla 1: Relación entre el periodo de retorno y la probabilidad de excedencia con los estados límites
En particular para las construcciones existentes e históricas pueden existir razones por las cuales no es posible cuantificar el valor que a ellas se atribuye de manera arbitraria. Para la protección de los valores históricos y artísticos las normas italianas introducen un Estado Límite de Bienes Artísticos (ELA), que se tiene en cuenta cuando tales valores históricos, artísticos, de uso, etc. están presentes en la construcción. En general las verificaciones solicitadas para un ELA se refieren a modelos análogos a aquellos del ELD. Por ejemplo, el daño puede corresponder a la pérdida de valor de un fresco debido a las grietas. En otros casos, por ejemplo para la conservación de elementos decorativos, el daño también puede ocurrir en ausencia de daño estructural. Las instituciones competentes locales tienen que establecer los criterios según los cuales se definen los diferentes ELA.
Otro concepto muy importante es del tiempo mínimo de intervención. Haber asociado el riesgo sísmico a un período de referencia VR permite utilizar el procedimiento ilustrado para tomar decisiones relacionadas con la programación de las tareas de restauración, que de otra manera serían difíciles de ponderar. Una situación muy común en la conservación del patrimonio cultural consiste en el hecho que cuando haya sido identificada una edificación que no satisface los requisitos de seguridad deseados, se puede determinar el tiempo máximo que debe transcurrir antes del cual se deben ejecutar las actividades de intervención para mejorar su seguridad. Si se acepta esta concepción probabilista, es posible entonces calcular, como información de apoyo, el intervalo de tiempo reducido en el cual la construcción, con su capacidad resistente actual, puede sobrevivir con el mismo nivel de seguridad que tendría con las intervenciones o mejoras planeadas, inclusive antes de realizarlas. Por ejemplo, si por el ELV la capacidad estructural de una construcción existente en sus condiciones actuales permite soportar el evento que en el sitio tiene un período de retorno de 47 años, las intervenciones deberían ser realizadas dentro de los próximos 5 años. Eso porque la probabilidad de excedencia del evento de diseño, inclusive teniendo una intensidad menor, debe ser igual a aquel correspondiente al período de referencia solicitado por las normas. Este criterio supone la ocurrencia de sismos como eventos independientes entre sí; es decir, la ocurrencia de sismo no afecta la probabilidad de ocurrencia de otro sismo (modelo “poissoniano” o de Poisson). Este modelo puede ser considerado válido en general, pero no en un tiempo próximo a aquel en que se ha producido un temblor, pues en el corto plazo son esperadas las réplicas de “ajuste”. Este criterio también permite, con elaboraciones numéricas apropiadas, programar varias estrategias de intervenciones sucesivas.
Este formato no es usado de ni presentado de manera explícita en el código colombiano puesto que para estructuras nuevas se utiliza un espectro con un periodo de retorno correspondiente a 475 años, y en el caso de estructuras especiales, adicionalmente, se debe verificar el comportamiento de la misma usando un espectro con un periodo de retorno de 30años (espectro de umbral de daño). No existe por lo tanto la posibilidad de realizar diseño de estructuras con periodos de retorno distintos a estos dos. Como se expresó anteriormente, existe un espectro de seguridad limitada (adicional a los dos ya mencionados) que puede ser usado para edificaciones que representen patrimonio histórico.
Conclusiones
La evolución de la ingeniería sísmica en Colombia y en Italia ha sido distinta. En Italia, las reglamentaciones –formalmente establecidas – con propósitos de generar edificaciones resistentes a sismos viene de mucho tiempo atrás. El desarrollo de técnicas y dispositivos patentados para estos fines datan de inicios del siglo pasado. Por el contrario en Colombia estas reglamentaciones solo han sido implementadas en el último cuarto del siglo pasado. A pesar de esta diferencia, ambas formas de implementar la Ingeniería Sísmica han llegado a grados de madurez similares.
Una diferencia sustancial existente entre el código italiano y el colombiano es la definición de estados límites y la representación flexible del espectro para diversos periodos de retorno, diferentes periodos de referencia y diferentes probabilidades de excedencia. En Italia las normas del 2008 ha introducido el concepto de Estado Límite de los bienes Artísticos. Es importante destacar el formato con el cual las normas italianas representan de manera explícita los estados límites y el concepto de mínimo tiempo de intervención, lo cual permite determinar de manera racional la prioridad a la hora de intervenir edificaciones que representen patrimonio histórico y la premura con la cual esta intervención se debe llevar a cabo.
Para el caso de Colombia, no solo se debe proveer un nivel de seguridad aceptable a las estructuras que representan patrimonio histórico mediante el uso del espectro de seguridad limitada a la hora de intervenirlas sino también establecer claramente el comportamiento esperado para estas edificaciones.
Agradecimientos
Un especial agradecimiento al Profesor Alberto Parducci de la Universidad de Perugia (Italia) y profesor en la Escuela Internacional de Verano de la Universidad de Ibagué por su colaboración científica y sus importantes sugerencias en la redacción de este documento.
También agradecemos al profesor Armando Espinosa Baquero de la Universidad del Quindío y miembro correspondiente de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales por su colaboración al suministrar datos históricos relevantes y por sus sugerencias para incluir en el texto final.
Originariamente pubblicato in:
El presente artículo hace parte de las memorias del VI Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica, organizado por la Universidad Industrial de Santander (UIS), UPB Seccional Bucaramanga y la Asociación de Colombiana de Ingeniería Sísmica. Bucaramanga , 29 al 31 de mayo de 2013.
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Il riciclo degli scarti risultanti dalle attività produttive è una pratica di origini antichissime, che l’uomo ha adottato fin dalle epoche più remote come procedimento volto a ottimizzare l’economia dei beni materiali e immateriali. Tuttavia, più che come un’istanza strumentale per il suo stesso sostentamento, la società di massa ha comunemente interpretato il riciclo come un approccio orientato al mero contenimento degli eccessi conseguenti a un sistema di gestione delle risorse fondato sul principio della crescita illimitata. La crisi che, da diversi decenni, interessa l’economia globale, evidenzia invece l’urgenza di rivalutare tale attitudine, rivendicandone anche un ruolo centrale nella definizione delle dinamiche di produzione, distribuzione e consumo.
In un’ottica imprenditoriale, tali presupposti delineano margini operativi connotati in egual misura da opportunità e criticità: da un lato, l’adozione di strategie che contemplino azioni di riciclo, riuso e riqualificazione rappresenta per le aziende un’occasione per assecondare efficacemente la ripresa economica, allineandosi al tempo stesso alle vigenti direttive europee e internazionali in termini di ricerca e innovazione; d’altro canto, perché tale scenario possa concretamente realizzarsi, molte di esse necessitano di rivedere in modo radicale il proprio apparato tecnologico e manageriale, in un processo di rilettura del brand che le imprese – soprattutto quelle di dimensioni più esigue – fanno spesso fatica a intraprendere e portare a compimento.
I contenuti del terzo numero di Progetto Re-Cycle ruotano intorno a questa prospettiva mettendo in luce, da diverse angolazioni, un ambito di riferimento articolato secondo un duplice binario: una prima direttiva riguarda il piano della materialità, documentando un insieme di tecniche, pratiche e metodologie che individuano nel recupero di risorse preesistenti un canale privilegiato per innovare i modelli di progettazione, lavorazione e smaltimento dei prodotti; una seconda direttiva si rifà a un piano più intangibile e astratto, alludendo all’esigenza di uno slittamento delle logiche consumistiche in favore di un approccio basato su un’istanza di sostenibilità intesa in senso culturale oltre che produttivo, economico e ambientale.
Con questa nuova uscita Progetto Re-Cycle ribadisce e mette ulteriormente a fuoco il proprio interesse nei confronti della cultura d’impresa: un interesse già espresso, seppur con minore enfasi, nel contesto dei precedenti numeri della rivista, che trova corrispondenza anche nelle evoluzioni che stanno riguardando l’iniziativa nel suo complesso. Il progetto sta infatti assumendo un respiro più ampio, con l’intento di coniugare la missione informativa e pubblicistica con l’erogazione di una serie di servizi di supporto alle piccole e medie imprese – come ad esempio il ciclo di webinar dedicati al concetto di riciclo come strumento per organizzare, comunicare e mettere in rete il proprio business che organizzeremo con cadenza mensile a partire da settembre.
Dal punto di vista dei rapporti con il territorio, i prossimi mesi vedranno riconfermarsi il legame di Progetto Re-Cycle con l’Università Iuav di Venezia attraverso il collegamento con due distinti progetti di ricerca, il primo improntato al rilancio del distretto della ceramica di Nove [VI] e il secondo alla rigenerazione del tessuto produttivo presente in area pedemontana. Oltre a consolidare e potenziare le relazioni già avviate con le istituzioni operanti sul sistema territoriale del Veneto, queste esperienze forniranno il banco di prova per testare un formato editoriale sperimentale – simultaneamente rivista, studio di comunicazione, agenzia di consulenza, incubatore d’impresa – che intende il riciclo come occasione per creare un ponte fra imprenditoria e cultura.
