Circular Certosa : progettazione di un edificio residenziale sociale a Milano Certosa con l'implementazione di soluzioni circolari

The thesis addresses the theme of circularity within construction sector, focusing on the potential of cities as material reservoirs through the Urban Mining (UM) approach. It examines the transition of urban metabolism from a linear model, based on consumption and disposal, to a circular model capable of valorising the material stocks already embedded in the built environment. Cities are interpreted as dynamic systems in which buildings act as repositories of reusable resources, whose management can contribute to reducing pressure on raw materials and the environmental impacts associated with extraction and production processes. Different UM calculation approaches for estimating building stocks, such as top-down and bottom-up methods, are compared, highlighting the effectiveness of GIS tools for data mapping and representation. The UM analysis is conducted on NIL 65, in the Gallaratese district of Milan; by collecting and parametrising data on existing buildings, it was possible to determine both the current quantity of stored materials (static model) and their future availability following demolition and renovation processes (dynamic model). The results of this study, in terms of types and quantities of materials, are applied to the design of a residential building located in Viale Certosa, Milan, which serves as a case study to assess how much of the material demand can effectively be met through UM. The design process spans from the urban analysis and proposal for Milan’s suburban context, with a focus on environmental and social sustainability, to technological and structural design. The technological design phase prioritises the selection of materials and solutions aimed at reducing resource consumption impacts, employing materials sourced from recycling chains or UM processes, while also ensuring a limited environmental impact (GWP). For this case study, a benchmark was defined, showing that 46% of the building’s total material volume can be supplied by recycled materials. This thesis aims to serve as a manifesto illustrating how integrating circular economy principles and Urban Mining into design processes represents a crucial step towards transitioning to a more sustainable and resilient built environment.

L’elaborato affronta il tema della circolarità nel settore delle costruzioni, approfondendo il potenziale delle città come riserva di materiali attraverso l’approccio dell’Urban Mining (UM). Si analizza la transizione del metabolismo urbano da un modello lineare, fondato su consumo e smaltimento, a un modello circolare capace di valorizzare gli stock di materiali già presenti negli edifici costruiti. Le città vengono interpretate come sistemi dinamici nei quali le costruzioni sono depositi di risorse riutilizzabili, la cui gestione può contribuire alla riduzione della pressione sulle materie prime e degli impatti ambientali connessi ai processi estrattivi e produttivi. Si mettono a confronto gli approcci di calcolo di UM, come il top-down e bottom-up, per la stima degli stock edilizi, evidenziando l’efficacia degli strumenti GIS per la mappatura e rappresentazione dei dati. Lo studio di UM è condotto sul NIL 65, quartiere Gallaratese di Milano; raccogliendo e parametrizzando i dati degli edifici esistenti, si è potuta determinare la quantità di materiali stoccati attualmente (modello statico) sia la loro disponibilità futura a seguito di demolizioni e ristrutturazioni (modello dinamico). I risultati di questo studio, in termini di materiali e quantità, sono utilizzati per la progettazione di un edificio residenziale sito in Viale Certosa a Milano, che costituisce un caso studio per verificare quanta parte del fabbisogno di materiali può effettivamente essere coperto da UM. La progettazione si sviluppa dallo studio e progetto urbano nella periferia milanese con attenzione alla sostenibilità ambientale e sociale, fino alla progettazione tecnologica e strutturale. Il progetto tecnologico si focalizza nella scelta di materiali e soluzioni volte alla riduzione degli impatti del consumo di risorse, impiegando materiali che arrivino dalla filiera di riciclo o da processi di UM, e allo stesso tempo di un limitato impatto ambientale (GWP). In conclusione, per questo caso studio si determina un benchmark di percentuale di materiale riciclato pari al 46% del volume di materiali sull’intero edifico. L’elaborato, quindi, vuole essere un manifesto di come l’integrazione di principi di economia circolare e di Urban Mining nei processi progettuali rappresenti un passaggio essenziale per la transizione verso un ambiente costruito più sostenibile e resiliente.