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Prof. Ing. Marco Casini

Abbiamo incontrato l’ingegner Marco Casini, Professore associato di Tecnologia dell’Architettura presso l’Università di Roma La Sapienza, Dipartimento di Urbanistica, Design e Tecnologia dell’Architettura. Esperto internazionale di Green Building e Smart Building ci ha parlato della sua idea di costruire sostenibile

Prof. Ing. Marco Casini. Docente universitario, autore di numerose pubblicazioni scientifiche in tema di Smart Building e progettista per un costruire sostenibile. Questo, in estrema sintesi, è Marco Casini. Un progettista, docente e ricercatore che, spinto dalla passione per il mondo delle costruzioni, riesce a conciliare agevolmente differenti attività decisamente impegnative.

L’attività didattica e di ricerca presso l’Università La Sapienza

La mia attività di ricerca nel campo della Tecnologia applicata all’Architettura è indirizzata da diversi anni allo studio di metodi, strumenti e materiali innovativi. L’obiettivo principale è quello di promuovere un diverso modo di progettare, costruire e gestire gli edifici in cui viviamo. E, questo, al fine di creare un ambiente edificato che sia più attraente, efficiente dal punto di vista energetico, confortevole, sicuro e sostenibile.

Con l’avvento della quarta rivoluzione industriale, gli enormi sviluppi nell’intelligenza artificiale, nella robotica, nelle nanotecnologie, nella digitalizzazione e nelle comunicazioni, hanno finalmente avviato il settore delle costruzioni – tradizionalmente riluttante all’innovazione e lento nell’adozione di nuove tecnologie – verso una nuova era che, in analogia con quello che sta accadendo nel mondo industriale manufatturiero, possiamo definire delle “Costruzioni 4.0”. Sono sempre più numerosi i casi di successo che mostrano le potenzialità di questa trasformazione nell’aumentare la produttività del settore – stagnante da oltre 80 anni – e, allo stesso tempo, nell’affrontare le sfide globali emergenti come la carenza di risorse, il cambiamento climatico e l’aumento della popolazione globale. In questo senso la sfida oggi si gioca anche sulla capacità di riqualificare rapidamente gli edifici esistenti per renderli “meno affamati di energia” attraverso una effettiva riduzione dei loro fabbisogni e l’integrazione delle fonti rinnovabili.

A livello di didattico come traspone questa ricerca?

A livello didattico tutto questo si traduce in due indirizzi ben precisi.
Il primo riguarda una collaborazione attiva con il mondo delle imprese attraverso l’organizzazione di workshop, seminari o visite presso gli stabilimenti industriali, e la predisposizione di programmi didattici condivisi che possano favorire l’inserimento degli studenti nel mondo del lavoro e che possano rendere le imprese più competitive.
Il secondo indirizzo concerne l’introduzione di strumenti innovativi a supporto dello svolgimento delle attività didattiche di laboratorio (BIM, Real time 3D rendering, Software di simulazione energetica, Mixed reality, Stampa 3D). La conoscenza e la padronanza di questi strumenti, e del BIM in particolare, sono ormai di fondamentale importanza per affrontare la sfida della complessità posta dalla architettura del XXI secolo e per essere competitivi sul mercato internazionale.

Dove la pratica sposa la teoria: il campo fotovoltaico sopra la facoltà di Architettura de La Sapienza

Tra i progetti di recente realizzazione vorrei citare quello presentato lo scorso ottobre in occasione dell’anniversario dei 100 anni della Facoltà di Architettura della Sapienza riguardante l’installazione, sopra la copertura piana di un’aula della Facoltà, di un impianto fotovoltaico da 8 kW. L’impianto è costituito da pannelli fotovoltaici bifacciali in grado di sfruttare sia l’irraggiamento diretto che la radiazione riflessa e diffusa dal lastrico solare. Per massimizzare la riflessione e la produzione di energia abbiamo applicato sulla superficie della copertura “Thermogel Paint Outside”.
Questa soluzione ha consentito di incrementare la produzione energetica di oltre il 35% e allo stesso tempo di ridurre il carico termico estivo sull’aula sottostante.

Come ha conosciuto Aeropan?

Nell’ambito della mia ampia attività di ricerca in materia di efficienza energetica degli edifici, ho iniziato ad occuparmi di materiali super-isolanti per l’edilizia, e di aerogel in particolare, agli inizi del 2012, subito dopo la pubblicazione della Direttiva europea 2010/31/UE che ha introdotto l’obbligo di conseguire edifici ad energia quasi zero e ha stabilito impegni precisi sulla riqualificazione energetica degli edifici.
Era del tutto evidente, infatti, fin da subito, che per poter intervenire con efficacia sul patrimonio edilizio esistente, e su quello storico in particolare, fossero necessari materiali isolanti innovativi ad elevatissime prestazioni (λ < 0,02 W/mK) in grado di offrire alti valori di isolamento termico con spessori molto ridotti.
A partire dal 2013, dall’attività di ricerca, anche applicata, sono conseguite numerose pubblicazioni scientifiche, che illustrano le proprietà dell’aerogel mettendolo a confronto con gli isolanti di tipo tradizionale (lana di roccia, EPS, poliuretano, ecc.) e mostrando i numerosi vantaggi derivanti dalla sua applicazione rispetto a questi ultimi (Smart materials and nanotechnology for energy retrofit of historic buildings, IJCSE, 2014. Advanced insulating materials, Elsevier 2016. Insulation Materials for the Building Sector: A Review and Comparative Analysis, Elsevier 2020. Nanoinsulation Materials for Energy Efficient Buildings, Springer 2020.)

Arriviamo al 2014

L’incontro con Aeropan risale al 2014, anno in cui ho presentato in qualità di project coordinator una proposta di ricerca, nell’ambito del programma europeo HORIZON 2020 sulla riqualificazione energetica di edifici esistenti, che ha coinvolto, oltre ad alcune tra le più prestigiose università europee (Oxford, Eindhoven), anche partner pubblici (Regione Lazio, Roma Capitale, Città di Oxford) e partner industriali di eccellenza tra cui proprio Aeropan.
L’attività di collaborazione è proseguita in modo intenso negli anni successivi con lo svolgimento di altre importanti ricerche internazionali, con l’organizzazione di convegni e seminari anche all’interno dell’Università e con le attività di pubblicazione scientifica che hanno portato, tra le altre, alla pubblicazione nel 2016 del volume Smart Building che contiene un capitolo dedicato agli isolanti avanzati per l’edilizia e ad Aeropan in particolare.

Alcuni progetti di ricerca applicata con Aeropan

La collaborazione ha riguardato anche la ricerca applicata e, tra le diverse iniziative, mi piace sottolineare quella della partecipazione della Sapienza alla competizione internazionale “Solar Decathlon Middle East” che si è svolta a Dubai nel 2018 dove abbiamo portato in gara un prototipo in scala reale di abitazione del futuro: green, smart e interamente alimentata dall’energia solare. Alla sua prima partecipazione a questa competizione, la Solar House “ReStart4Smart”presentata dalla Sapienza è rientrata tra i 5 progetti premiati, su 22 partecipanti da 16 Paesi del mondo, vincendo 6 importanti medaglie nelle categorie Architettura, Interior design, House functioning, Integrazione del fotovoltaico, Mobilità sostenibile e Comunicazione.
Il progetto, portato avanti da un Team multidisciplinare, che ho guidato, composto da circa 50 tra i migliori studenti delle Facoltà di Architettura, Ingegneria, Sociologia e Comunicazione, è stato supportato dal MIUR e da oltre 45 partner industriali di eccellenza, tra i quali anche Aeropan, che hanno fornito know-how e tecnologie innovative.

Il contributo di Aeropan

Il contributo di Aeropan è stato fondamentale per conseguire un isolamento termico dell’involucro tale da poter realizzare un edificio ad energia positiva per un clima torrido come quello di Dubai. Nel progetto sono stati utilizzati: Amagel A2 per pareti, pavimentazioni e copertura; Aerogips per il rivestimento interno di pareti e controsoffitti; Thermogel, la speciale vernice termoriflettente a base di aerogel, per ridurre il carico termico della radiazione solare sull’involucro esterno. I risultati sono stati eccezionali e la Solar house è stata in grado di produrre più del doppio di tutta l’energia consumata per gli usi termici ed elettrici. I risultati sono stati pubblicati nell’articolo M. Casini, A positive energy building for the Middle East climate: ReStart4Smart Solar House at Solar Decathlon Middle East 2018, renewable Energy, 2020 

L’importante esperienza conseguita con il progetto Solar Decathlon ha portato ad un’altra iniziativa, attualmente in corso, che vede coinvolto Aeropan, riguardante, anche in questo caso, un prototipo di abitazione altamente innovativo e che sarà esposto al Fuori Salone di Milano che si svolgerà il prossimo settembre 2021.

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