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