Circularize my building

The extraction of rapidly depleting natural resources and the consequent destruction of natural ecosystems and the production of CO2 represents one of the main problems of contemporary society. Everything is aggravated by the demographic growth of 2 billion people by 20501 currently underway and by the fact that the current economic model is based on a linear system that generates products designed to become waste. What is the role of architecture in this scenario? Nowadays the construction industry is responsible for generating approximately 40% of urban solid waste2 and exploiting a percentage of raw materials between 30 to 50 %3. We have observed that in Città Metropolitana di Milano, thesis project area, more than 80% of construction waste starts to recover within the disposal centres. However, what are the treatments carried out in them, and what are the reuse possibilities for secondary materials? Circularize My Building highlights how the majority of flows are represented by low-quality mixed wastes, whose reuse possibilities, after being processed by the disposal centers, are limited to the use as road foundations. The reasons for the inefficiency of the waste management system in Città Metropolitana are to be found in the existing waste disposal infrastructure, unable to recycle secondary materials to sufficient quality levels, but also in the inefficiecy of demolition techniques and construction solutions typical of the area. How can we change these dynamics and make the construction industry in Città Metropolitana more sustainable? Circularize My Building identifies three strategies for the adoption of a circular model in building industry, suitable for the context of Metropolitan City: Selective Deconstruction, High-value Recycling and Reuse and Design for Disassembly. In order to make these strategies feasible, it is, however, necessary to introduce an adequate supporting infrastructure. To reach this purpose, the work presented here aims to introduce six Innovative Facilities able to transform the local construction industry into a circular model. Among these new actors we can find the Temporary Deposit, where to temporarily stock dismantled materials near the demolition site on-site, dividing it according to their typology and future destination; the High-precision Separator, able to divide mixed wastes into pure streams; the Component Bank, in which deconstructed materials are sold; the Refurbisher, where the components are cleaned from the mortar before reuse, the Smart Upcycler, a small scale facility involved in recycling plastic and, finally, the Bio-based Upcycler, which recycles bio-based materials coming from the building industry and other supply chains. The infrastructure is organized in the territory according to a distributed model, for which many medium-to-small sized facilities are preferable to few larger plants. The project aims to bring the city closer to these new environments of reuse and recovery, making them more accessible and extirpating the paradigms that would exile disposal activities to peripheral areas. The adoption of a distributed model allows the obtaining of a condition of proximity between the facilities, the places of waste generation and the ultimate destinations of the materials treated, as well as greater resilience of the system, able to adapt quickly to market demands. Finally, the thesis project aims to develop a pilot project on an architectural scale, which will represent a manifesto for the new circular infrastructure: Re-Tile. The development of a pilot project is also an opportunity to define a planning model for innovative facilities, which consists in quantifying the demand for materials to be managed, in the pre-dimensioning of the building, and in the identification the most favourable places for its settlement. In order for Re-Tile to be integrated into the urban context, it was designed adopting measures such as visual permeability between exterior and interior, the creation of public spaces and the inclusion of a mixed program capable of making it attractive to the public. The architecture itself promotes the new circular supply chain, from compositional choices to technological solutions.

L’estrazione di materiale vergine in rapido esaurimento, la conseguente distruzione di ecosistemi naturali e la produzione di CO2 rappresentano uno dei principali problemi della società contemporanea. Il tutto risulta aggravato dalla crescita demografica attualmente in atto, che prevede un aumento di 2 miliardi di persone entro il 20501 e dal fatto che il modello economico attuale si basa su un sistema lineare che genera prodotti pensati per diventare rifiuti. Qual è il ruolo dell’architettura in questo scenario? L’industria edile è responsabile della generazione del 40% dei rifiuti solidi urbani2 e dello sfruttamento di una percentuale di materie prime compresa tra il 30 ed il 50 percento3. Abbiamo osservato come in Città Metropolitana di Milano, area del progetto di tesi, si avvia a recupero, all’interno dei centri di smaltimento, più dell’ 80% dei rifiuti da costruzione. Quali sono, però, i trattamenti effettuati al loro interno e quali possibilità di reimpiego esistono per i materiali secondari? Circularize My Building mette in luce come la maggior parte dei flussi sia rappresentata da rifiuti misti di bassa qualità, le cui possibilità di reimpiego, dopo essere stati processati dai centri di smaltimento, si limitano all’utilizzo come sottofondo stradale. Le ragioni della inefficienza del sistema di gestione di rifiuti in Città Metropolitana sono da ricercare, oltre che nell’infrastruttura di smaltimento dei rifiuti esistente, non in grado di effettuare un riciclo di qualità dei materiali, anche in tecniche di demolizione inefficienti e nelle soluzioni costruttive tipiche del luogo. In che modo possiamo modificare queste dinamiche e rendere l’industria edile in Città Metropolitana più sostenibile? Circularize My Building individua, attingendo da casi studio e ricerche, tre strategie per l’adozione di un modello circolare per l’edilizia adeguate al contesto di Città Metropolitana: Decostruzione Selettiva, strategie di Riuso e Upcycling e Design for Disassembly. Al fine di rendere queste strategie attuabili, è però necessario che esista un’adeguata infrastruttura a supporto. A tal fine il lavoro qui esposto si propone di introdurre sei Innovative Facilities in grado di rendere circolare l’industria edile locale.Tra questi nuovi attori troviamo il Temporary Deposit, dove stoccare momentaneamente il materiale decostruito in cantiere, separandolo in base alla sua tipologia e alla sua destinazione; l’High-precision Separator, in grado di separare il rifiuto misto in singoli pure streams; la Component Bank, in cui i materiali decostruiti vengono rivenduti; il Refurbisher, luogo dove i componenti vengono riqualificati e resi di nuovo utilizzabili, lo Smart Upcycler, una facility a piccola scala che si occupa di riciclare materiali plastici ed, infine, il Bio-based Upcycler, il quale si occupa di riciclare bio-materiali provenienti dall’edilizia o da altre filiere. L’infrastruttura è organizzata nel territorio secondo un modello diffuso, per il quale tante facility di dimensioni medio-piccole sono preferibili a pochi impianti di grandi dimensioni. Il progetto si propone di avvicinare la città a questi nuovi ambienti del riuso e del recupero, rendendoli più accessibili e sradicando i paradigmi che vorrebbero le attività di smaltimento rifiuti relegate a luoghi periferici della città. L’adozione di un modello diffuso permette l’ottenimento di una condizione di prossimità fra facility, luoghi di generazione del rifiuto e future destinazioni dei materiali trattati, nonché una maggiore resilienza del sistema, in grado di adattarsi agilmente alle richieste del mercato. Il progetto di tesi, infine, si propone di sviluppare a scala architettonica un progetto pilota, che rappresenti un manifesto della nuova infrastruttura circolare: Re-Tile. Lo sviluppo di un progetto pilota è anche un’occasione per cercare di definire un modello di pianificazione per le facilities innovative, che consista nella quantificazione della domanda di materiale da gestire, nel pre-dimensionamento dell’edificio e nell’individuazione dei luoghi più favorevoli al suo insediamento. Per essere integrata nel contesto urbano, Re-tile è stata progettata adottando misure quali, ad esempio, la permeabilità visiva tra esterno ed interno, la creazione di spazi pubblici e l’inserimento di un programma misto in grado di renderlo appetibile al pubblico. L’architettura stessa si fa promotrice della nuova filiera circolare, dalle scelte compositive fino alle soluzioni tecnologiche.