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Il rame è un materiale che viene incontro ai criteri della bioedilizia, soprattutto per la sua durata, la riciclabilità, il ruolo per il risparmio energetico, la salute e l'ambiente. La presentazione mostra alcune sue applicazioni nell'architettura e l'impiantistica. (versione settembre 2012).
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Il rame per la bioedilizia
Istituto Italiano del Rame
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Indice
1. Il rame: materiale naturale
2. Il rame per la salute
3. La riciclabilità
4. Un materiale duraturo
5. Il risparmio energetico
6. Bellezza e versatilità
7. Applicazioni in architettura e interni
8. Applicazioni per impianti
9. Bibliografia e approfondimenti
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1. Il rame: materiale naturale
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Maximum 2 lines Il rame, materiale naturale
Presenza del rame in natura
Crosta terrestre: 60 mg/kg
Mare: 2,5*10-4 mg/l
Non emette formaldeide, composti
aromatici (benzene, fenolo, ecc.),
derivati del cloro o solventi.
Il rame usato in edilizia è puro al
99.90% e non contiene additivi,
collanti, coloranti, stabilizzanti ecc.;
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2. Il rame per la salute
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Maximum 2 lines 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
• ….
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Maximum 2 lines 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.
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Maximum 2 lines 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.
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.
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”.
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Maximum 2 lines 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.
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Maximum 2 lines 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).
Cibo:
Assunzione media 0,6-2,0 mg/giorno
Valore soglia 11 mg/giorno
(necessità: 1,0 mg/giorno)
Acqua:
Esposizione media: 0,7 mg/l
Valore soglia: 4,0 mg/l
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Maximum 2 lines Proprietà 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.
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Maximum 2 lines 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.
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Maximum 2 lines Proprietà antibatteriche
Le superfici di contatto
Non solo per ospedali, ma per tutti i luoghi
con passaggio di molte persone: scuole,
asili, metropolitane, aeroporti, ecc.
Casse all’aeroporto Congonhas di S.Paolo (Brasile)
Corrimano in una scuola di Atene (Grecia)
Corrimano in ottone nella metropolitana di Santiago (Cile)
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3. La riciclabilità
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Maximum 2 lines Riciclabilità 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
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Elaborazione dati ASSOMET, valori medi in migliaia di tonnellate
Consumo di rame (compreso contenuto delle leghe)
1.078,8
Import di rame (raffinato)
662,0
Differenza 416,8
Riciclo 38,6 %
Il riciclo del rame in Italia
anni 2006-2010
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Palazzo degli anni
‘60 ristrutturato:
riutilizzato in facciata
gran parte del rame
originale.
Riciclabilità del rame
Palazzo della Provincia di Turku (Finlandia)
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4. Un materiale duraturo
Castello del Wawel a Cracovia (Polonia)
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Il Pantheon era ricoperto di tegole in bronzo dorato. Le tegole sopra il pronao sono
state rimosse nel XVII sec., cioè dopo 1500 anni!
Il Pantheon a Roma (II sec. d.C.)
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Durata dei tetti in rame
Basilica Palladiana, Vicenza.
Dal 1829 copertura in rame
Perdita di spessore
della lega C11000 (Cu
99,9%) in 20 anni ( in
m/anno)
atmosfera
marina 0,56-1,27
atm.
industriale 1,40
atm.
industriale-
marina
1,38
Atm. rurale 0,13-0,43
Impianto a pannelli radianti a pavimento
installato nel 1964.
Oltre 5800 metri di tubo di rame.
Durata dei tubi di rame
Cattedrale di Lodi
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5. Risparmio energetico
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Conduttività termica del rame
Metallo Conduttività in W/(m*K)
Conduttività 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
Acciaio inox (304) 16,2 4
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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
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Il rame e il risparmio energetico
Alta conducibilità
elettrica e alta
conduttività termica
Impianti
efficienti
Risparmio
energetico
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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
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Il rame per l’energia eolica
In una turbina da 1MW: da 3 a 4 tonnellate
di rame
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Maximum 2 lines Il rame per il solare termico
Conduttività Resistenza alle alte temperature
Trattamenti chimici di annerimento Giunzioni con le piastre sottili
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Il rame per il solare termico:
il tetto energetico (Tecu® Solar Roof)
TUBO DI MANDATA
SUPERFICIE CAPTANTE IN
LAMIERA DI RAME
MODULO CAPTANTE IN
LAMIERA DI RAME
SERPENTINA DI RAME A
SEZIONE OVOIDALE
TUBO DI RITORNO
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• Sistema in moduli
• Varie finiture
• Integrazione con la copertura
Il rame per il solare termico:
il tetto energetico (Tecu® Solar Roof)
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Il calore viene fornito
per irraggiamento dal
pavimento o dalla
parete
Immagine da: Modul radiant
Il rame per i pannelli radianti
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UNI EN 1264-2, prospetto A.15
Per un materiale, il dato più importante è la conduttività termica
Il rame per i pannelli radianti:
la UNI EN 1264-2
Materiale Conduttività termica W/(m*K)
Tubo di rame 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
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Tecnologia Sofath, gamma Caliane dex
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
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.
Meno manutenzione
Vita utile più lunga
Con il rame negli avvolgimenti:
• meno perdite di energia e
surriscaldamenti;
• ventole di raffreddamento più
piccole;
• meno attriti meccanici, meno
volume e rumore.
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6. Bellezza e versatilità
Urban center “O.A.S.I. Europa” a Thiene (VI), FONTANAtelier
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Il rame si accosta con i materiali edili
più comuni: mattoni, pietre, legno,
vetro.
Il rame in edilizia
Si applica in edifici di stile classico e
moderno, in contesti urbani, montani
e marini.
Casa Costanza,a S.Agata di Militello, arch. Melluso Crown Plaza Hotel a Milano, Arch. Franco
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Il rame, esposto agli agenti
atmosferici, cambia il suo
aspetto
I colori del rame
Le leghe hanno diverse
colorazioni:
• ottone: giallo
• bronzo: rossiccio
• rame-alluminio: dorato
Sono disponibili in
commercio lastre e prodotti
già pre-trattati
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Possibilità di utilizzo:
lastre forate, intrecciate, sagomate, stirate, ecc…
Centro Logistico delle Arnere a Refrontolo (TV), arch. Dorigo
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7. Applicazioni in architettura e interni
Diesel Headquarters a Breganze (VI), Studio Ricatti
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Rame in architettura:
facciate
Struttura della Protezione Civile a San Candido/Innichen (BZ), Alles WirdGut Arkitectur
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Rame in architettura:
tetti
Polo pediatrico Meyer a Firenze, Studio CSPE
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Rame in architettura:
gronde, pluviali ed elementi di lattoneria
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Rame in architettura:
rivestimenti per interni
Casa dello studente all’Università di Warwick, (UK), MJP Architects
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Rame in architettura:
accessori di arredamento e design
Etch, designer Tom Dixon America, designer Cappellini
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Rame in architettura:
accessori di arredamento e design
Calidarium, designer arch. Sonzogni …Zzz, designer Francesca Cuicchio
Wave, designer Guerra
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8. Applicazioni per impianti
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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
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Impianti:
tubi per riscaldamento tradizionale e radiante
Resistenza al calore e alla pressione
Altissima conduttività termica:
risparmio energetico
Durata
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Impianti:
tubi per trasporto del gas
Impermeabilità ai gas
Sicurezza ed esperienza
Non “invecchia” esposto all’aria, ai
raggi UV, agli sbalzi termici
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Impianti:
tubi per geotermia (con captatori orizzontali)
Altissima conduttività termica
Compatibilità con i fluidi R410 e
resistenza alle alte pressioni
Aree minori di terreno
Tecnologia Sofath, gamma Caliane dex
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Impianti:
solare termico
Resistenza alle alte temperature
Altissimo scambio termico: efficienza
Presente anche nei circuiti e nelle
serpentine degli accumuli
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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-la-
casa.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
[email protected] - www.copperalliance.it
Settembre 2012