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Materiali smart nell’edilizia, la ricerca di Umberto Berardi

di Redazione

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Una laurea in ingegneria edile-architettura accompagnata da una grande passione per il mondo della ricerca in campo energetico. Umberto Berardi, trentasette anni, è nato a Foggia e ricopre il ruolo di Canada Research Chair, nonché professore ordinario di fisica tecnica ed energetica al Politecnico di Bari, dove è tornato, grazie a bando, dopo circa dieci anni di esperienza fuori dall’Italia. La sua storia è una voce fuori dal coro, è la rappresentazione delle opportunità che il nostro Paese può ancora offrire ai giovani ricercatori e, allo stesso tempo, di quanto un percorso all’estero sia edificante, stimolante e determinante per la carriera di molti.



Iniziamo con le presentazioni: chi è Umberto Berardi?
«Sono laureato in Ingegneria Edile-Architettura indirizzo energetico al Politecnico di Bari. Ho, poi, conseguito il Dottorato in Energetica alla Scuola Interpolitecnica e, infine, il Master in Energetica a Southampton, dove ho approfondito l’uso di materiali innovativi e idrogeno. Sono stato professore associato a Boston e ordinario a Toronto, dove ho insegnato Building Science Energy (Ingegneria energetica applicata agli edifici). Attualmente ricopro l’incarico di Canada Research Chair, un titolo assegnato dal governo canadese ad alcuni ricercatori perché si occupino di coordinamento e valutazione delle politiche pubbliche nelle materie di competenza. Infine, sono tornato al Politecnico di Bari, ma da professore ordinario di Fisica Tecnica ed Energetica, grazie ad un bando rivolto ai ricercatori italiani all’estero».


Quali sono gli argomenti e gli obiettivi della sua ricerca?
«Mi occupo di materiali smart in campo termico con applicazioni in ambiente civile, in particolare di materiali a cambiamento di fase, le cui proprietà consentono di conservare l’energia termica per un utilizzo posticipato. Un esempio, per essere più chiari: i siberini, i ghiaccini che tutti abbiamo nel congelatore contengono una miscela che consente di conservare la temperatura a lungo; ecco, io studio nuovi materiali che mantengano il caldo o il freddo da sfruttare poi al bisogno. L’idea è aumentare l’efficienza, qualità di cui i materiali tradizionali non dispongono poiché hanno densità di carica bassa e dimensioni elevate. Al contrario, con i materiali nanostrutturati si ottengono batterie termiche ad altissimo accumulo e a volumi compatti.

La vera sfida è rimuovere gli ostacoli all’autosufficienza energetica e va affrontata perseguendo due strade: l’efficienza passiva e la produzione autonoma di energia. Quest’ultima ha, però, il limite del mismatch tra produzione e necessità di consumo, poiché le fonti rinnovabili sono instabili, in particolare gli impianti fotovoltaici domestici la cui produzione dipende inevitabilmente dal sole. Una prima soluzione potrebbe essere l’uso di batterie elettriche, ma ancora presentano delle inefficienze e, comunque, impattano al livello ambientale, problemi che potrebbero essere superati grazie all’utilizzo, invece, di batterie termiche».


Negli anni a Toronto ha studiato un materiale che interviene, appunto, sull’efficienza passiva.
«Sì, l’aerogel, su cui ho registrato diversi brevetti. È un materiale super isolante, super leggero che garantisce ottime prestazioni anche con uno spessore minimo. Talmente efficiente che si usa nelle tute degli astronauti per proteggerli dal gelo nel vuoto spaziale. Questo genere di materiali trova già applicazione nella vita quotidiana, ad esempio nel rivestimento del forno, ma è necessario estenderne l’uso all’edilizia civile.

Con pochi millimetri di aerogel, magari steso al posto dell’intonaco, si otterrebbe un isolamento in grado di annullare gli scarti termici. Ha però ancora costi molto elevati, l’obiettivo delle ricerche BeTOP (laboratorio canadese di ricerca sui materiali, ndr) è proprio quello di riuscire a ridurli, magari impiegandolo ad un livello di purezza minore rispetto a quello necessario nelle applicazioni di precisione. L’aerogel e le batterie termiche sono strumenti complementari per raggiungere l’autosufficienza energetica».


Il PNRR, così come la legge di bilancio, prevede numerosi fondi destinati all’edilizia. In che modo pensa che la sua ricerca ne posso beneficiare?
«Il PNRR ha il merito di comprendere le potenzialità del trasferimento tecnologico e di puntare sull’applicazione della ricerca di base in campo industriale. Il vero scatto in avanti passerà da qui. Inoltre, prevede linee di finanziamento sulla reindustrializzazione a cui le aziende potranno accedere per riqualificare o acquistare nuovi macchinari necessari alla produzione di materiali innovativi. A Taranto, ad esempio, abbiamo in mente un progetto di riqualificazione energetica di tutto il quartiere Paolo VI e sarà possibile grazie alle competenze di BeTOP e agli impianti di un produttore locale che rinnoverà le apparecchiature proprio grazie ai fondi del PNRR».


In che direzione stiamo andando a livello di sostenibilità legata all’edilizia?
«Il problema dell’Italia è trovarsi un po’ impreparata di fronte a questa occasione di innovazione. Così com’è stato per il Bonus 110%, che ha premiato più la quantità degli interventi che la qualità. Magari ne avrà beneficiato l’economia. Spero però che in prospettiva si intervenga di più sulla qualità. Ad esempio, l’Italia non era in grado di soddisfare la domanda di cappotti termici che, dunque, sono stati acquistati dall’estero ad alto costo. Ma la colpa è del legislatore o dell’industria che non si è fatta trovare pronta?».


Rimanendo ancora in campo edilizio, che differenze ci sono tra Italia ed estero?
«In Italia abbiamo il costruito storico, la cultura della proprietà privata, il gusto di personalizzare la propria casa e, al contempo, il mondo dell’edilizia è conservativo e abitudinario (basti pensare all’uso del legno negli infissi) o rallentato nel cogliere le buone occasioni da procedure e regolamenti. All’estero, invece, vige tutt’altro approccio: gli edifici sono prodotti in serie e difficilmente si ha possibilità o l’intenzione di modificare l’abitazione. L’innovazione, per essere sostenibile, richiede standardizzazione e l’originalità italiana, che in altri ambiti viene riconosciuta come eccellenza, in questo caso ha un impatto negativo sui costi di applicazione».


C’è poi la questione del risparmio energetico connesso al cambiamento climatico in corso. In tal senso, pensa che il modello del Bosco Verticale a Milano possa essere una buona soluzione replicabile?
«Quando si costruisce qualunque edifico, anche il più sostenibile, l’ambiente naturale circostante viene alterato. Il concetto alla base del Bosco Verticale è cercare di ricreare le condizioni affinché questo ambiente non scompaia totalmente. Inoltre, un modello simile vuole risvegliare nel cittadino la volontà di prendersi cura dell’ambiente in cui vive. Un po’ come avviene nei piccoli borghi in cui gli abitanti decorano le facciate e puliscono le strade per il bene dell’intera comunità, ma a un livello ancora più profondo se possibile, perché la cura del giardino legittima il tuo essere cittadino all’interno di una comunità, ma anche e soprattutto il tuo essere un umano nella natura.

Bisogna ammettere, però, che nel caso di Milano forse è stato commesso l’errore di rendere il Bosco Verticale un edificio di lusso, andando così a perdere l’idea iniziale di sostenibilità diffusa e rendendola un qualcosa di riservato all’élite e, dunque, difficilmente replicabile».


Facciamo ancora un passo indietro e parliamo dell’app che ha sviluppato a Toronto, per il controllo del consumo energetico attraverso l’utilizzo di droni. Come funziona?
«Con BeTOP abbiamo sviluppato un’app per fare ‘termografia attiva‘: con i droni riusciamo a misurare la dispersione termica dei singoli edifici, così da avere una mappatura che, con precisione, guida il Governo nello stanziare gli incentivi per l’efficientamento energetico diversificati in base alle esigenze. Ad esempio, è stato promulgato un regolamento urbano che richiede un tetto giardino su ogni edificio». 




Umberto Berardi

Umberto Berardi è nato a Foggia e ricopre il ruolo di Canada Research Chair, nonché professore ordinario di fisica tecnica ed energetica al Politecnico di Bari. Le sue ricerche riguardano l’applicazione dei principi della fisica e della sostenibilità all’ambiente costruito. Le sue aree di competenza includono edifici ecologici, tecnologie per il risparmio energetico e acustica architettonica.


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