Il Mass Timber Consente di Costruire Grattacieli di Legno

Sostituire Acciaio e Calcestruzzo ad Alta Intensità di Carbonio

Gli edifici moderni sono progettati tenendo conto di cemento e travi d’acciaio. Questo perché questi materiali sono sia economici sia facili da progettare. Tuttavia presentano anche seri svantaggi.

Il cemento, soprattutto il cemento armato, dura solo pochi decenni prima di dover essere demolito e ricostruito completamente. Potrebbero esserci alcune nuove tecnologie che risolvono questi problemi, come il cemento di canapa o di grafene, ma nessuna è ancora sufficientemente matura per essere distribuita a livello globale.

Oltre alla durata, le emissioni di carbonio dalla produzione di acciaio e cemento sono anch’esse una seria preoccupazione. Insieme, acciaio e cemento sono responsabili del 158% delle emissioni globali di gas serra. Anche in questo caso, l’idrogeno verde o la tecnologia del cemento privo di carbonio potrebbero essere un’opzione, ma ci vorrà tempo perché diventino sufficientemente mature.

Fortunatamente, oggi è possibile utilizzare un nuovo metodo di costruzione a impatto carbonico negativo (che cattura carbonio), usando forse il più antico materiale da costruzione conosciuto dall’uomo: il legno.

I Limiti del Legno

Il legno è stato la base della costruzione per la maggior parte del mondo per millenni. Poiché è una risorsa rinnovabile che sequestra anche carbonio nella sua struttura, ha senso continuare a usarlo su larga scala oggi.

Oggi, il legno è principalmente usato per case e edifici più piccoli. Questo perché alcuni problemi lo hanno fatto perdere di favore rispetto ad altri materiali per grandi edifici, prima pietre e mattoni, e oggi cemento e acciaio:

• Infiammabilità, con gli antichi edifici in legno estremamente vulnerabili al fuoco.
  • Quando intere città sono costruite in legno, incendi catastrofici sono sempre stati un pericolo, come quando l’intera Londra fu incendiata nel 1666 nel Grande incendio di Londra che durò quattro giorni interi.
• Il legno limita l’altezza degli edifici che possono essere realizzati con esso, portando le città moderne a preferire altri materiali.
• La maggior parte delle tecniche di costruzione antiche gestiscono male l’umidità, portando a muffa e marciume delle strutture in legno.

Quindi qualsiasi ritorno del legno come materiale da costruzione principale dovrebbe affrontare tutti questi problemi. Fortunatamente, una nuova tecnologia chiamata “mass timber” fa esattamente questo.

Mass Timber

Nel suo concetto di base, il mass timber è molto simile al comune compensato, ma impiegato su scala molto più ampia. Questo può essere realizzato attraverso una varietà di tecniche usate per incollare e pressare i pezzi di legno insieme. Il legno incrociato laminato (CLT) è solitamente la tecnica principale usata per il mass timber oggi, grazie alla sua forte integrità strutturale.

Fonte: Naturally Wood

Un vantaggio chiave di questo metodo è che può creare travi molto grandi, senza dover attendere che gli alberi crescano fino alle dimensioni richieste per secoli. Questo lo rende più economicamente sostenibile ed evita il taglio di foreste primarie.

“Circa 30 anni fa, costruttori in Germania e Austria iniziarono a sperimentare tecniche per realizzare elementi di legno massicci da questo legname facilmente disponibile. Usarono chiodi, perni e colla per combinare piccoli pezzi di legno in masse grandi, robuste e solide che non richiedono l’abbattimento di grandi alberi di foresta primaria.”

Knowlable Magazine

Prestazioni Notevoli

Utilizzando le tecniche del mass timber, è possibile creare travi fino a 50 metri (164 piedi) di lunghezza. Per pavimenti e pareti attualmente realizzati in cemento, possono essere usati pannelli CLT fino a 50 centimetri di spessore.

Fonte: Stora Enso

Questi compositi in legno sono in realtà più resistenti dell’acciaio rispetto al peso. L’unico limite è che sono meno densi dell’acciaio, quindi richiedono più volume.

Ciò significa che per l’edificio in mass timber più alto, si utilizza una combinazione di acciaio e mass timber per ridurre le dimensioni delle travi strutturali che sostengono la struttura.

Edificio Alto in Legno

Oggi, l’edificio in mass timber più grande è il grattacielo Ascent di 25 piani a Milwaukee, completato nel 2022.

Fonte: Thornton Tomasetti

In totale, attualmente ci sono 84 edifici in mass timber di otto piani o più, già costruiti o in costruzione in tutto il mondo, con altri 55 proposti.

Per ora, questo è principalmente un fenomeno europeo, con il 70% degli edifici in mass timber realizzati nella regione. In Nord America, gli edifici ibridi acciaio e mass timber sono più comuni.

Ciò che probabilmente darà una grande spinta a questo metodo è l’approvazione del 2021 da parte dell’International Code Council (ICC) della costruzione in mass timber fino a 18 piani. L’ICC è responsabile della pubblicazione del International Building Code, che è il modello utilizzato dalle autorità edilizie di tutto il mondo.

Quindi questo dovrebbe consentire a questa tecnica di smettere di essere un progetto su misura che richiede permessi speciali laboriosi ogni volta, diventando invece un metodo di costruzione standard.

Il mass timber può essere usato anche per edifici industriali, ad esempio i data center per Microsoft (MSFT ) sono costruiti utilizzando CLT.

Sicurezza Antincendio

Un fattore importante per ottenere l’approvazione dell’ICC per gli edifici alti in mass timber è stata la dimostrazione che sono antincendio. Questo è un problema particolare per le strutture alte, poiché qualsiasi incendio deve propagarsi lentamente, dando tempo alle persone all’interno di evacuare e ai vigili del fuoco di avere la possibilità di spegnere l’incendio.

Ad esempio, i materiali nei grattacieli convenzionali devono mantenere la loro integrità in caso di incendio per tre ore o più. Per questo motivo, fino a poco tempo fa la maggior parte dei codici di sicurezza locali vietava l’uso del legno negli edifici alti.

Allora, come può il mass timber raggiungere questo obiettivo? Principalmente essendo fatto di legno, ma non essendo una normale trave di legno sotto altri aspetti.

Ciò è stato dimostrato in camere alimentate a gas per testare il mass timber, o anche incendiando un modello di edificio in mass timber e registrando i risultati. Solo dopo che queste dimostrazioni sono state eseguite, l’ICC ha accettato che fosse un materiale sufficientemente sicuro.

Funziona perché i pezzi di mass timber sono molto spessi e allo stesso tempo estremamente densi. Questo ha due effetti che riducono drasticamente la sua infiammabilità:

• Lo strato esterno forma rapidamente uno spesso strato di carbonizzazione che isola l’interno dalla maggior parte del calore.
• La densità e lo spessore del materiale fanno sì che la maggior parte del legno non abbia abbastanza ossigeno per prendere fuoco.

Opportunità del Mass Timber

La principale promessa del mass timber è sostituire, con una risorsa rinnovabile, il consumo insostenibile di energia e sabbia richiesto dagli edifici in cemento e acciaio. Ma ha anche alcuni altri vantaggi.

Edifici più Leggeri

Poiché il mass timber è in realtà più resistente dell’acciaio a pari massa e molto più leggero del cemento, lo stesso tipo di edificio che sarebbe stato molto pesante diventa molto più leggero quando realizzato con mass timber.

Ad esempio, ciò ha permesso alla società Stora Enso di costruire con mass timber un edificio a 12 piani sopra l’autostrada E4, cosa che non sarebbe stata possibile con un progetto più pesante.

Fonte: Stora Enso

Isolamento Termico

Il legno è in generale un buon isolante termico. Quindi può aiutare a rendere l’edificio più efficiente dal punto di vista energetico, sebbene non elimini la necessità di ulteriori strati di isolamento.

Cattura del Carbonio

Un buon esempio del potenziale del mass timber nella riduzione delle emissioni di carbonio dell’industria delle costruzioni è stato fornito con l’edificio Brock Commons di 18 piani nella Columbia Britannica.

Ha risparmiato 2.432 tonnellate metriche di CO2 rispetto a un edificio simile in cemento e acciaio. Di queste emissioni risparmiate, circa un quarto erano dovute alle emissioni prodotte dalla fabbricazione dell’acciaio e del cemento, e il resto al CO2 intrappolato nel legno stesso.

Se adeguatamente curato e/o riciclato, questo potrebbe trasformare le nostre città in un serbatoio permanente di carbonio. Un cambiamento significativo rispetto al cemento, che richiede un nuovo ciclo di emissioni di carbonio ogni 50-70 anni quando si ricostruiscono edifici in cemento armato degradati.

Estetica

In generale, le persone preferiscono la sensazione di un materiale vivente rispetto alla sensazione più fredda e più industriale del cemento e del metallo.

Poiché c’è una crescente reazione contro l’architettura modernista brutalista, più edifici in legno potrebbero rendere i centri cittadini più vivaci e accoglienti, portando a un premio nel prezzo immobiliare associato.

“Le persone si stancano di acciaio e cemento. Con il suo aspetto caldo, rassicurante e le variazioni naturali, il legno può essere più piacevole visivamente. Le persone realmente apprezzano guardare il legno.”

Ted Kesik – Building scientist at the University of Toronto’s Mass Timber Institute

Sfide del Mass Timber

Poiché il mass timber è così diverso dagli edifici a più piani a cui siamo abituati, richiede un po’ di ripensamento.

Metodi di Costruzione

Poiché il mass timber è prodotto in fabbriche dedicate fin dall’inizio, ciò offre l’opportunità di progettare l’elemento in mass timber in anticipo per un edificio corrispondente.

Questo fa parte del più ampio nuovo modello di costruzione chiamato design integrato. In esso, gli architetti lavorano in tandem con installatori e fabbriche per avere le dimensioni e le forme esatte degli elementi predefinite.

Proprio come i mobili Ikea, i punti di fissaggio e i fori possono anche essere pre-forati o tagliati con macchinari avanzati controllati da computer per corrispondere al loro futuro posizionamento nell’edificio.

Questa è una procedura molto più dettagliata, che offre più controllo agli architetti del progetto finale. Può anche rendere la costruzione stessa il 40% più veloce rispetto ai metodi tradizionali.

“Gli edifici in mass timber tendono a essere prodotti più come automobili, con tutti i pezzi separati spediti a una destinazione finale per l’assemblaggio. Quando l’edificio in mass timber arriva in cantiere, è davvero come un pezzo sovradimensionato di mobili Ikea.”

Ted Kesik – Building scientist at the University of Toronto’s Mass Timber Institute

Umidità e Insetti

Più del fuoco, una seria preoccupazione per qualsiasi edificio in legno è il danno al materiale da parte di funghi o insetti.

La gestione dell’umidità è quindi molto importante nella progettazione degli edifici in mass timber:

• Il materiale non dovrebbe bagnarsi durante il trasporto o l’installazione.
• È necessario installare nell’edificio un ampio sistema di riscaldamento e ventilazione che non accumuli umidità.
• I rischi di danni da acqua (tetto che perde, inondazioni) devono essere considerati quando si decide di un edificio in mass timber.

Gli insetti possono anche essere tenuti a distanza con trattamenti speciali del legno con pesticidi. Inoltre, barriere fisiche come una rete possono essere aggiunte dove il mass timber incontra il terreno.

Suoni

Il legno trasmette il suono molto bene, il che può diventare un serio problema in un grande edificio con centinaia di appartamenti o uffici.

Ciò significa che gli architetti che usano il mass timber dovranno dedicare uno sforzo speciale all’aggiunta di materiali per l’isolamento acustico. Possono anche ridurre la trasmissione del suono aggiungendo spazi tra le pareti e installando pavimenti rialzati o altri metodi noti per aumentare l’isolamento acustico.

Verso una Diffusione di Massa?

Il legno potrebbe presto fare un grande ritorno nella costruzione della maggior parte degli edifici delle nostre città, grazie all’emergere della tecnologia mass timber. Può creare edifici più leggeri, che sono anche più sostenibili in tutti i sensi.

Tuttavia, richiederà alcuni passi da compiere affinché passi da curiosità a una percentuale significativa di nuove costruzioni:

• Riforma dei codici di costruzione locali per tenere conto delle nuove norme internazionali.
• Formazione di architetti e costruttori su come utilizzare al meglio questo nuovo materiale.
• Distribuzione su larga scala delle strutture di produzione per produrre abbastanza mass timber.
• Mantenere un sistema di certificazione robusto per garantire che il legno sia coltivato in modo sostenibile.

Il tutto richiederà almeno diversi anni, ma poiché la tecnologia è pronta e potrebbero entrare in vigore più tasse sul carbonio, questo potrebbe avvenire più rapidamente di quanto la maggior parte si aspetti.

Investire nel Mass Timber

Attualmente non esiste alcun produttore o impresa di costruzioni dedicata al mass timber quotata in borsa.

Quindi il modo migliore per capitalizzare sul ritorno del legno nella costruzione, oltre alle singole case, è probabilmente investire direttamente nella produzione del materiale stesso.

Puoi investire in società legate al legno e al timber tramite molti broker, e puoi trovare qui, su securities.io, le nostre raccomandazioni per i migliori broker negli USA, Canada, Australia, Regno Unito, così come in molti altri paesi.

Se non sei interessato a investire in azioni individuali, puoi anche considerare l’iShares Global Timber & Forestry ETF (WOOD) o l’Invesco MSCI Global Timber ETF (CUT) che offriranno un’esposizione diversificata al settore del legno e del timber.

Azienda del Legno

Poiché la produzione di legno può essere altamente vulnerabile a effetti ambientali come incendi boschivi, siccità, infestazioni di insetti, ecc., è meglio per gli investitori avere un’esposizione il più diversificata possibile.

Questo è ciò che offrono i REIT di foreste (Real Estate Investment Trusts), raccogliendo in uno strumento quotato in borsa la proprietà di una enorme quantità di terreni forestali.

Weyerhaeuser Company (WY ) è il più grande Timberland REIT quotato negli USA, con 10,5 milioni di acri posseduti negli USA e 14 milioni di acri concessi in Canada. Possiede inoltre 35 impianti di produzione in Nord America.

Fonte: Weyerhaeuser

Weyerhaeuser è riconosciuta come leader nelle pratiche forestali sostenibili, con il rimboschimento gestito attraverso la propria tecnologia e varietà di alberi. Inoltre mantiene gli alberi lungo i fiumi per preservarli dai danni durante il disboscamento e segue al 100% del suo territorio lo standard dell’iniziativa di silvicoltura sostenibile, tagliando solo il 2% delle sue foreste ogni anno.

Fonte: Weyerhaeuser

La scala dell’azienda le consente anche di implementare procedure efficienti per ridurre i costi e ottimizzare le operazioni, rendendola un produttore a costi molto bassi.

Fonte: Weyerhaeuser

Oltre ai mercati locali statunitensi e canadesi, l’azienda esporta anche tronchi di legno, principalmente in Giappone (66%) e Cina (25%).

Grazie alla sua geografia diversificata e capacità di esportazione, l’azienda è molto meno vulnerabile a dinamiche di mercato immobiliare locale rispetto a concorrenti più piccoli.

Nel complesso, mentre cerchiamo di ridurre le emissioni di carbonio, la domanda di legno e timber è probabilmente destinata a crescere nel prossimo futuro.

Aziende come Weyerhaeuser sarebbero in una posizione privilegiata per beneficiare di una domanda crescente di timber, e un fornitore molto affidabile per qualsiasi nuovo produttore di mass timber che desideri stabilire una catena di fornitura stabile.