R.A.C.I.N.E. : l'uso dei materiali bio-based per l'abbattimento della CO2: applicazione alla stampa 3D per sistemi di facciate parametrizzate

Reducing greenhouse gas emissions represents one of the central challenges of contemporary architectural design. In this scenario, the use of bio-based materials to reduce the CO2 footprint is one of the most studied and promising strategies in the construction sector. This thesis specifically investigates the properties and potential applications of raw earth added to agricultural waste. Although the use of raw earth is nothing new in the construction sector, the innovation element of the project lies in its technological aspect: the creation of a parametric façade for a university residence in France. The project was developed by participating in the international competition “Architecture Student Contest” promoted by Saint-Gobain, which allowed us to define the architectural and modular criteria of the building, and then delve deeper into its application and everything related to raw earth. Through a workflow based on multiphase experiments, the performance and vulnerabilities of raw earth, a strong presence in French culture, were evaluated. In parallel, with a view to the circular economy, a careful analysis was conducted of the resources and waste produced by the various production sectors of the host region. This allowed the identification and selection of the most suitable local waste to be integrated into the raw earth, leading to the formulation of a mix design with optimized performance compared to pure material. The final synthesis of the work involves applying the resulting mix design to 3D printing technology, a step that completes the project by validating the experiments and confirming that the combination of bio-based materials and digital manufacturing is possible and charts a course that offers interesting and concrete future paths in the field of architecture.

L’abbattimento delle emissioni di gas serra rappresenta una delle sfide centrali della progettazione architettonica contemporanea. In questo scenario, l’impiego di materiali bio-based per la riduzione dell'impronta di CO2 si configura come una delle strategie più studiate e promettenti nel settore delle costruzioni. Il presente lavoro di tesi indaga, nello specifico, le proprietà e le potenziali applicazioni della terra cruda additivata a scarti agricoli. Sebbene l’utilizzo della terra cruda non rappresenti una novità nel settore edile, l’elemento di innovazione del progetto risiede nella sua declinazione tecnologica: la realizzazione di una facciata parametrica per una residenza universitaria in Francia. Il progetto è stato sviluppato a partire dalla partecipazione al concorso internazionale “Architecture Student Contest” promosso da Saint-Gobain, che ha permesso di definire i criteri architettonici e modulari dell'edificio, per poi approfondire l’applicazione e tutto ciò che concerne la terra cruda. Attraverso un flusso di lavoro basato su sperimentazioni multifase, sono state valutate le prestazioni e le vulnerabilità della terra cruda, fortemente presente nella cultura francese. Parallelamente, in ottica di economia circolare, si è condotta un’attenta analisi delle risorse e dei rifiuti prodotti dai diversi settori produttivi della regione ospitante. Questo ha permesso l’individuazione e selezione degli scarti locali più idonei da integrare alla terra cruda, portando alla formulazione di un mix design dalle prestazioni ottimizzate rispetto al materiale puro. La sintesi finale del lavoro, prevede l’applicazione del mix design ottenuto alla tecnologia della stampa 3D, passaggio che completa il progetto validando le sperimentazioni e confermando che il binomio tra materiali bio-based e manifattura digitale è possibile e traccia una rotta che offre percorsi futuri interessanti e concreti nell’ambito dell’architettura.