Il rame in bioedilizia

Il rame per la bioedilizia Istituto Italiano del Rame

Indice

1. Il rame: materiale naturale 2. Il rame per la salute 3. La riciclabilitĂ 4. Un materiale duraturo 5. Il risparmio energetico

6. Bellezza e versatilitĂ 7. Applicazioni in architettura e interni 8. Applicazioni per impianti 9. Bibliografia e approfondimenti

1. Il rame: materiale naturale

Il rame, materiale naturale

Presenza del rame in natura Crosta terrestre:

60 mg/kg

Mare:

2,5*10-4 mg/l

Il rame usato in edilizia è puro al 99.90% e non contiene additivi, collanti, coloranti, stabilizzanti ecc.;

Non emette formaldeide, composti aromatici (benzene, fenolo, ecc.), derivati del cloro o solventi.

2. Il rame per la salute

Rame e salute umana

Il rame è contenuto in una trentina di enzimi e co-enzimi, che intervengono per: • crescita e rafforzamento delle ossa • sviluppo dei globuli rossi e bianchi • trasporto e assorbimento del ferro • metabolismo del colesterolo e del glucosio • funzionalità del cuore • sviluppo del cervello • ….

Rame e salute umana

Fabbisogno giornaliero raccomandato di rame (in mg): Adulti

0,9

Donne incinte

1,0

Donne in allattamento

1,3

Il rame viene assunto attraverso gli alimenti e l’acqua.

Rame, salute e ambiente V.R.A.

La Valutazione Volontaria del Rischio (VRA) è una ricerca che ha quantificato le emissioni ambientali durante il ciclo di vita del rame e ha valutato se esistono pericoli per l’uomo e per l’ambiente.

Il VRA è cominciato nel 2000 ed è stato condotto sotto la supervisione dell’Istituto Superiore della Sanità.

Sono state prese in considerazione solo ricerche “Peer review”.

2008: le conclusioni sono state raccolte in un dossier di 1800 pagine e sono state accettate dal Comitato Tecnico sulle Sostanze Nuove ed Esistenti (TCNES) della Commissione Europea.

Rame, salute e ambiente V.R.A.: punti di partenza Il rame è un elemento naturale e i livelli di esposizione al rame cambiano in base alla geologia del luogo; il rame è un nutriente essenziale per tutte le forme di vita, quindi i limiti ambientali e sulla salute umana sono stati fissati sulla base di valutazioni scientifiche dei rischi potenziali, legati sia al suo eccesso che alla sua carenza; gli ioni di rame che entrano nell’ambiente, tramite processi naturali o indotti dall’uomo, subiscono una “mineralizzazione” che riduce la loro biodisponibilità.

Rame, salute e ambiente V.R.A.: principali conclusioni Il rame non è generalmente pericoloso per l’ambiente e i cittadini europei.

Non è CMR (cancerogeno, mutagenico, dannoso per la riproduzione) o PBT (persistente, bio-accumulante, tossico).

Acqua: Esposizione media:

0,7 mg/l

Valore soglia:

4,0 mg/l Cibo: Assunzione media

0,6-2,0 mg/giorno

Valore soglia

11 mg/giorno (necessità: 1,0 mg/giorno)

ProprietĂ antibatteriche Tubazioni anti-legionella

Il rame è l’unico materiale per tubazioni idrosanitarie che combatte la legionella

Viene scelto anche come forma di prevenzione contro la proliferazione di legionella.

Ospedale S. Raffaele, Dipartimento materno-infantile (Milano) Polis Engineering s.r.l.

Proprietà antibatteriche Le superfici di contatto

Il rame e le sue leghe hanno proprietà antibatteriche

Clinical trial in USA: nelle stanze di terapia intensiva con oggetti in rame, il rischio di infezioni nosocomiali è diminuito del 40,4% Oggetti in rame nelle stanza dell’ ospedale Sloan-Kettering (New York): sponde dei letti, braccioli delle poltrone, piantane portaflebo, tavolini, dispositivi per computer, pulsanti dei dispositivi di chiamata.

ProprietĂ antibatteriche Le superfici di contatto Non solo per ospedali, ma per tutti i luoghi con passaggio di molte persone: scuole, asili, metropolitane, aeroporti, ecc.

Corrimano in una scuola di Atene (Grecia)

Corrimano in ottone nella metropolitana di Santiago (Cile)

Casse all’aeroporto Congonhas di S.Paolo (Brasile)

3. La riciclabilitĂ

RiciclabilitĂ del rame

Riciclabile al 100% al termine della sua vita utile Mantiene le caratteristiche chimico-fisiche originali Percentuale di energia risparmiata col riciclo Alluminio

95

Rame

85

Plastica

80

Acciaio

74

Piombo

65

Carta

64

Il riciclo del rame in Italia anni 2006-2010

Consumo di rame (compreso contenuto delle leghe)

Import di rame (raffinato)

1.078,8

662,0 Differenza 416,8 Riciclo 38,6 %

Elaborazione dati ASSOMET, valori medi in migliaia di tonnellate

RiciclabilitĂ del rame Palazzo della Provincia di Turku (Finlandia)

Palazzo degli anni ‘60 ristrutturato: riutilizzato in facciata gran parte del rame originale.

4. Un materiale duraturo

Castello del Wawel a Cracovia (Polonia)

Il Pantheon a Roma (II sec. d.C.)

Il Pantheon era ricoperto di tegole in bronzo dorato. Le tegole sopra il pronao sono state rimosse nel XVII sec., cioè dopo 1500 anni!

Durata dei tetti in rame

Perdita di spessore della lega C11000 (Cu 99,9%) in 20 anni ( in ď ­m/anno) atmosfera marina

0,56-1,27

atm. industriale

1,40

atm. industrialemarina

1,38

Atm. rurale

0,13-0,43 Basilica Palladiana, Vicenza.

Dal 1829 copertura in rame

Durata dei tubi di rame Cattedrale di Lodi Impianto a pannelli radianti a pavimento installato nel 1964.

Oltre 5800 metri di tubo di rame.

5. Risparmio energetico

Conduttività termica del rame

Metallo

Conduttività

Conduttività

in W/(m*K)

in %

Argento

418

107

Rame

390

100

Oro

300

77

Alluminio

210

54

Zinco

110

28

Nickel

90

23

Ferro

80

20

Titanio

22

6

16,2

4

Acciaio inox (304)

Conducibilità elettrica del rame

Metallo

Resistività in

Ω*mm2/m

Conducibilità in %

Argento

0,0159

105

Rame

0,0167

100

Oro

0,0235

72

Alluminio

0,0267

62

Zinco

0,059

28

Nickel

0,068

24

Ferro

0,095

17

Titanio

0,234

7

Acciaio inox (304)

0,689

2,5

Il rame e il risparmio energetico

Alta conducibilitĂ elettrica e alta conduttivitĂ termica

Impianti efficienti

Risparmio energetico

Fonti di energia rinnovabile

Tecnologia

Dov’è il rame?

Eolico

Generatori, motori, cavi trasformatori

Solare termico

Scambiatori di calore, tubazioni

Solare fotovoltaico

Convertitori, trasformatori, cavi

Geotermia

Captatori nel terreno

Biomasse e biocombustibili

Generatori, cavi

Idroelettrica

Generatori, trasformatori,

Maree

cavi generatori, cavi per raccolta e trasmissione di energia

Il rame per l’energia eolica

In una turbina da 1MW: da 3 a 4 tonnellate di rame

Il rame per il solare termico

ConduttivitĂ

Resistenza alle alte temperature

Trattamenti chimici di annerimento

Giunzioni con le piastre sottili

Il rame per il solare termico: il tetto energetico (Tecu® Solar Roof)

TUBO DI RITORNO

SUPERFICIE CAPTANTE IN LAMIERA DI RAME TUBO DI MANDATA MODULO CAPTANTE IN LAMIERA DI RAME

SERPENTINA DI RAME A SEZIONE OVOIDALE

Il rame per il solare termico: il tetto energetico (Tecu® Solar Roof)

• Sistema in moduli • Varie finiture • Integrazione con la copertura

Il rame per i pannelli radianti

Il calore viene fornito per irraggiamento dal pavimento o dalla parete

Immagine da: Modul radiant

Il rame per i pannelli radianti: la UNI EN 1264-2 Per un materiale, il dato più importante è la conduttività termica Materiale Tubo di rame

Conduttività termica 390

Tubo PE-X

0,35

Tubo PB

0,22

Tubo PP

0,22

Tubo in PVC senza scanalatura

0,2

Tubo in PVC con scanalatura

0,15

Conduttori in alluminio

200

Tubo di acciaio

52 UNI EN 1264-2, prospetto A.15

W/(m*K)

Il rame per la geotermia

Tubi di rame per i captatori nel terreno: • Fluido refrigerante R410 • Resistenza alle alte P • Basse perdite di carico • Minore occupazione di spazi

Tecnologia Sofath, gamma Caliane dex

Il rame per i motori elettrici ad alta efficienza (H.E.M.) • In genere, nei motori standard fino a 10 kW c’è 1 kg di rame per kW; • gli HEM contengono il 20% di rame in più.

Con il rame negli avvolgimenti: • meno perdite di energia e surriscaldamenti; • ventole di raffreddamento più piccole; • meno attriti meccanici, meno volume e rumore.

Meno manutenzione Vita utile più lunga

6. Bellezza e versatilità

Urban center “O.A.S.I. Europa” a Thiene (VI), FONTANAtelier

Il rame in edilizia

Il rame si accosta con i materiali edili piĂš comuni: mattoni, pietre, legno, vetro.

Crown Plaza Hotel a Milano, Arch. Franco

Si applica in edifici di stile classico e moderno, in contesti urbani, montani e marini.

Casa Costanza,a S.Agata di Militello, arch. Melluso

I colori del rame

Il rame, esposto agli agenti atmosferici, cambia il suo aspetto Le leghe hanno diverse colorazioni: • ottone: giallo • bronzo: rossiccio • rame-alluminio: dorato

Sono disponibili in commercio lastre e prodotti già pre-trattati

Possibilità di utilizzo: lastre forate, intrecciate, sagomate, stirate, ecc‌

Centro Logistico delle Arnere a Refrontolo (TV), arch. Dorigo

7. Applicazioni in architettura e interni

Diesel Headquarters a Breganze (VI), Studio Ricatti

Rame in architettura: facciate

Struttura della Protezione Civile a San Candido/Innichen (BZ), Alles WirdGut Arkitectur

Rame in architettura: tetti

Polo pediatrico Meyer a Firenze, Studio CSPE

Rame in architettura: gronde, pluviali ed elementi di lattoneria

Rame in architettura: rivestimenti per interni

Casa dello studente all’Università di Warwick, (UK), MJP Architects

Rame in architettura: accessori di arredamento e design

America, designer Cappellini

Etch, designer Tom Dixon

Rame in architettura: accessori di arredamento e design

Wave, designer Guerra

Calidarium, designer arch. Sonzogni

‌Zzz, designer Francesca Cuicchio

8. Applicazioni per impianti

Impianti: tubi per acqua potabile Antibattericità e rispetto della salute Purezza del 99,90%: niente additivi, coloranti, derivati del petrolio, VOC, ecc‌ Rispondenza a norme e leggi

Impianti: tubi per riscaldamento tradizionale e radiante Resistenza al calore e alla pressione Altissima conduttivitĂ termica: risparmio energetico Durata

Impianti: tubi per trasporto del gas Impermeabilità ai gas Sicurezza ed esperienza Non “invecchia” esposto all’aria, ai raggi UV, agli sbalzi termici

Impianti: tubi per geotermia (con captatori orizzontali) Altissima conduttivitĂ termica CompatibilitĂ con i fluidi R410 e resistenza alle alte pressioni Aree minori di terreno

Tecnologia Sofath, gamma Caliane dex

Impianti: solare termico Resistenza alle alte temperature Altissimo scambio termico: efficienza Presente anche nei circuiti e nelle serpentine degli accumuli

9. Bibliografia e approfondimenti

Cantina Saracco a Castiglione Tinella (CN), Boffa e Delpiano Architetti

Bibliografia e approfondimenti Pubblicazioni e articoli IIR: “Il rame per una casa più sostenibile” (brochure: www.il-rame-nobilita-lacasa.it/media/63946/il_rame_per_una_casa_pi__sostenibile.pdf) IIR: “Il tubo di rame e il risparmio energetico” (brochure: www.iir.it/newslett/Newsletter%20risparmio%20energetico.pdf)

ECI-CEDIC: “Copper: solar Energy’s perfect partner” (www.eurocopper.org/doc/uploaded/File/PK%20Copper%20Solar%20Energy% 20EN%20171006.pdf) Istituto Italiano del Rame: “Manuale del tubo di rame” ECI: “Copper at the core of Renewable energies” (www.eurocopper.org/doc/uploaded/File/Press%20Kit%20Copper%20in%20Re newables%20Final%2029%2010%202008.pdf) C.L. Keen, H.J.McArdle, E.M.Ward: “A rewiew: The impact of copper on Human health” Documentazione tecnica Sofath KME: “Tecu® Solar System”

Bibliografia e approfondimenti Pubblicazioni e articoli M.G. Schmidt, H.H. Attaway, P.A. Sharpe, J. John Jr., K.A. Sepkowitz, A. Morgan, S.E. Fairey, S. Singh, L.L. Steed, J.R. Cantey, K.D. Freeman, H.T. Michels,C.D. Salgado: “Sustained Reduction of Microbial Burden on Common Hospital Surfaces through Introduction of Copper” (J. Clin. Microbiol. July 2012 50:7 2217-2223) M. Crespi: “HSR: Rete idrica in rame per il Dipartimento infantile” (pubblicato su Progettare per la sanità, gen. 2010) S. Vignati, E. Ferrero: “I motori elettrici ad alta efficienza” (Gestione energia, n.4/2004, http://motorchallenge.casaccia.enea.it/motori_elettrici.pdf) The Copper Voluntary Risk Assestment IIR: “Rame. Il materiale ideale per il riscaldamento radiante” (brochure: www.iir.it/newslett/prof_11_1.htm) M. Crespi: “Il rame scalda la cattedrale da oltre 40 anni” (GT, ott. 2006 www.iir.it/attivita/pdf/articoli/GT%20cattedrale%20Lodi%2010-2006.pdf)

Bibliografia e approfondimenti Siti internet

www.copperalliance.it www.il-rame-nobilita-la-casa.it www.antimicrobialcopper.com www.copperconcept.org/it www.copperalliance.org www.copper-life-cycle.de www.copperindesign.org www.leonardo-energy.org www.essentialforeveryone.eu

Via dei Missaglia 97 - 20142 Milano.

Tel.: 02 89 30 1330 – Fax: 02 89 30 1513 info@copperalliance.it - www.copperalliance.it

Settembre 2012