Ad Andrea Frangi piace spingersi al limite. Come professore di tecnologie delle strutture in legno al Politecnico di Zurigo, esplora i limiti del materiale senza pietà, aprendo la strada a possibilità di costruzione sempre nuove. Ma il docente ticinese dà anche un avvertimento: se vogliamo costruire molto di più con il legno, dobbiamo assicurarci di averne a disposizione abbastanza.
Il professor Andrea Frangi, nato nel 1971 in Ticino, si è laureato in ingegneria civile al Politecnico di Zurigo e ha conseguito «casualmente» il dottorato per un progetto sulle costruzioni in legno e la protezione antincendio. È rimasto fedele all’argomento. Dopo un soggiorno all’estero in Canada, è tornato all’ETH, dove da allora si occupa principalmente di protezione antincendio. Dal 2010 è Professore di tecnologia delle strutture in legno presso l'Istituto di Ingegneria Strutturale. Frangi vive con la famiglia a Rüschlikon.
Professor Frangi, ci lasci indovinare: lei vive in una casa di legno.
È una falsa supposizione (ride). Oggi mi occupo intensamente di legno, ma – onestamente – non l’ho cercato. Avendo una formazione come ingegnere civile, mi è capitato di occuparmene e mi sono appassionato perché l’argomento è davvero affascinante!
Cosa la affascina di più?
Il legno è una materia prima rinnovabile che si può semplicemente prelevare dalle foreste. È leggero, ha un buon profumo e anche un bell’aspetto. Inoltre, le sue prestazioni sono enormi in rapporto al peso. Quello che la natura ci regala è un materiale da costruzione geniale.
Tuttavia, le persone hanno smesso di costruire con il legno da molto tempo.
In seguito agli incendi devastanti che si sono ripetuti, gli edifici in legno sono stati praticamente vietati, con grande disappunto del settore edile. Era ancora consentito realizzare case a due piani, ma per poter dare un futuro all’edilizia in legno dovevamo assolutamente poter costruire edifici più alti. E in questo caso il criterio decisivo è la sicurezza antincendio. È proprio su questo aspetto che abbiamo lavorato intensamente.
In che modo?
Contribuendo alla ricerca sulla protezione antincendio, che promuoviamo all’ETH dal 1992. Ma anche il settore ha fatto la sua parte. Per questo, dal 2005 è stato consentito costruire fino a sei piani, una vera e propria rivoluzione nell’edilizia in legno. Dal 2015 non esistono più limiti: ora siamo autorizzati a costruire anche grattacieli. Tutto questo apre prospettive e mercati completamente nuovi.
Tuttavia, questo obiettivo non è stato raggiunto solo con la ricerca sulla protezione antincendio.
Ovviamente no. Era semplicemente il presupposto. Parallelamente, sono stati compiuti enormi progressi nella tecnologia di incollaggio e giunzione e negli elementi massicci come il legno lamellare a strati incrociati. Oggi abbiamo la tecnologia necessaria per costruire grandi edifici.
Quando parliamo di case in legno in Svizzera, pensiamo soprattutto alla versione locale: i tradizionali chalet. Quanto è obsoleta questa immagine?
Naturalmente, questa è ancora la prima cosa che ci viene in mente. Ma già oggi incontriamo molti edifici in legno nelle città. E ce ne saranno sempre di più, perché in futuro non avremo bisogno di case in montagna ma nei centri urbani. Questo cambierà anche la nostra immagine delle costruzioni in legno.
Tuttavia, si ha la sensazione che una casa solida debba essere fatta di pietra. È una sensazione ingannevole?
Assolutamente sì! Se così fosse, non ci sarebbe permesso di costruire edifici alti. Il legno soddisfa esattamente gli stessi requisiti. L’architettura «Mass Timber», che utilizza il legno massello, trasmette la sensazione di elevata portata e robustezza. Ma anche qui il legno è comunque leggero e questo rappresenta un vantaggio significativo nella maggior parte dei casi.
Prima o poi il legno sostituirà materiali come il calcestruzzo e l’acciaio nella costruzione di infrastrutture?
No. Per questo non ci sono neanche risorse sufficienti. Ma il legno è il complemento perfetto. Una volta che un edificio è stato staccato dal terreno, cioè non è più a contatto con l’umidità e il suolo, si può costruire quasi tutto con questo materiale. Quando è protetto dalle intemperie, il legno è sempre una buona scelta.
Il legno viene considerato il materiale da costruzione ecologico per eccellenza – è davvero così?
Direi di sì: quando si costruisce con il legno non si sbaglia mai. È un materiale rinnovabile, richiede poca energia per la produzione di elementi strutturali ed è facile da lavorare. Inoltre, un metro cubo di legno lega quasi una tonnellata di CO2 …
… finché è montato. Ma quando lo brucio, alla fine, rilascio di nuovo la CO2 !
È giusto. Ma questo avverrà tra 50 o 100 anni. Oggi abbiamo il problema delle emissioni. Quindi ha senso evitarle adesso. In questo modo guadagniamo tempo. Tra 100 anni, probabilmente, avremo una soluzione a questo problema. Ma la prima domanda da porsi nell’edilizia è comunque un’altra, ovvero: ne abbiamo bisogno? Solo allora si pone la questione delle risorse.
Torniamo alla questione della protezione antincendio. A differenza del calcestruzzo e dell’acciaio, il legno è un materiale infiammabile e quindi potenzialmente più pericoloso.
Questo pensiero è sbagliato. Per un edificio non dobbiamo considerare solo l’infiammabilità del materiale da costruzione, ma anche la sicurezza antincendio complessiva. Allora gli edifici in legno non sono più pericolosi di altri.
Ci può spiegare il perché?
In caso di incendio, non si muore perché una trave di legno cade sulla testa, ma essenzialmente a causa del fumo. E questo è causato da tutte le altre cose che si trovano in abbondanza in un edificio: mobili, libri, tessuti. Naturalmente il legno brucia, ma la resistenza al fuoco delle strutture portanti è facilmente calcolabile. In questo modo, possiamo garantire la sicurezza non solo delle persone, ma anche dei soccorritori.
Il nostro lavoro è sempre una combinazione di ricerca sperimentale, simulazione al computer e modelli fisici.
Una parte essenziale della sua ricerca è costituita da esperimenti. Cosa fa esattamente nella sua «camera delle torture per il legno», come è stata già soprannominata la sua sala sperimentale?
In parole povere, lì distruggiamo i componenti in legno. Infatti li stressiamo fino a farli cedere. Inoltre vogliamo scoprire come si deformano, poiché la rigidità dei componenti in legno è particolarmente importante. In seguito, descriviamo ciò che abbiamo scoperto sulla base di modelli. Il nostro lavoro è sempre una combinazione di ricerca sperimentale, simulazione al computer e modelli fisici. Infine, nell’ambito della cosiddetta ricerca applicata, sviluppiamo anche elementi per l’edilizia in legno, spesso in collaborazione con aziende partner.
Come il «Pi» di Zugo. In questa zona, presto verrà costruito un grattacielo in legno di 80 metri per conto di V-Zug-Immobilien.
Esatto. In questo progetto siamo al fianco di appaltatori, ingegneri, architetti e clienti. Questo dimostra la forza innovativa della Svizzera, perché finora nessuno ha mai costruito come noi. Si tratta di una vera e propria impresa pionieristica.
Una grande responsabilità …
Certamente, ma non corriamo alcun rischio, perché ci sono molte persone valide che lavorano a questi progetti all’avanguardia. Tuttavia è vero che il legno è un materiale impegnativo ed è facile commettere errori. È quello che vogliamo evitare con il nostro lavoro.
«Pi» sarà alto 80 metri. Il «Rocket» di Winterthur diventerà ancora più alto. Quando si raggiungerà il limite massimo?
Già oggi sono previsti grattacieli esclusivamente in legno alti fino a 150 metri. Forse arriveremo davvero a tanto. Ma un livello più alto, probabilmente, sarà possibile solo con una costruzione ibrida, cioè una combinazione di legno e calcestruzzo o acciaio. Tuttavia, la domanda non è fino a che punto possiamo spingerci nella costruzione in legno, bensì se tutto ciò abbia senso.
E quindi? Che cosa ha senso?
Voglio dire che fino a un’altezza di 30 metri, si dovrebbe costruire in legno. In questo campo rientra la maggior parte degli edifici in Svizzera. Ne beneficiano l’industria e il clima.
Costruire con il legno non è solo ecologico, ma è anche considerato un catalizzatore per l’edilizia industrializzata e la digitalizzazione.
E presenta numerosi vantaggi: gli elementi sono prefabbricati con precisione e i tempi di costruzione risultano quindi estremamente ridotti. Inoltre, l’inquinamento acustico e da polveri dell’area circostante si riduce al minimo. Tuttavia, una pianificazione progressiva, come avviene di solito nell’edilizia, diventa impossibile. Tutto dev’essere pianificato in anticipo fino all’ultimo dettaglio.
Supponiamo di costruire molto di più con il legno in futuro. Siamo in grado di soddisfare la domanda?
Dipende dal fabbisogno di cui parliamo. Attualmente, abbiamo una quota di mercato di circa il 10%. Se intendiamo raddoppiare, possiamo farlo. Ma se vogliamo costruire tutto in legno, allora non si può. Garantire la materia prima sarà un compito importante per il futuro. Se vogliamo costruire con il legno, dobbiamo assicurarci di avere un rinnovamento sufficiente del legname.
Quando pensa al futuro dell’edilizia in legno, quale visione le piacerebbe realizzare?
Ciò che costruiamo ora dovrebbe includere l’idea di sostenibilità. Chi altri, se non il Paese più ricco del mondo, potrebbe assumere questo ruolo pionieristico? Nel farlo, dovremmo lasciarci guidare dalla natura. Perché la natura non produce rifiuti. In realtà non esiste nulla in natura che possa essere definito rifiuto. Se penso a ciò che facciamo noi umani, abbiamo ancora molto da imparare.