Strutture di contenimento per substrato di coltura ed apparato radicale

Questa componente è la più peculiare dei sistemi dei rivestimenti verdi continui e consente di fatto la permanenza in quota del substrato di coltura e della componente vegetale di facciata.

Per tale ragione i contenitori impiegati in questo senso devono risultare adeguati a svolgere una doppia funzione, venendo impiegati:

• come vasi per l’impianto e la crescita in serra del manto vegetale • come elementi di contenimento una volta eseguito il montaggio

della parete verde

gli standard dimensionali richiesti dalla produzione vivaistica, che sta alla base dellea produzione della componente vegetale delle facciate verdi continue, gioca dunque un ruolo fondamentale nel determinare forma e dimensioni di queste componenti, tanto che diversi produttori hanno scelto di adeguare la dimensione dei propri moduli di facciata a quelle delle cassette in polistirene espanso largamente impiegate per le coltivazioni in serra (generalmente di 40x60 cm).

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moduli 40x50cm del sistema di rivestimento vegetale Reviwall, prodotti dalla torinese Reviplant

Variabili tecnologiche delle superfici vegetali applicate all’involucro edilizio – Coltivazione fuori suolo

In alcuni casi, si è invece direttamente riproposto il principio della cassetta per vivai, adeguandone la geometria ed i materiali alle necessità di lunga durata sul piano verticale.

Nel caso della tecnologia messa a punto dall’azienda Tecology di Milano ad esempio, si è ricorso alla produzione di cassette in polipropilene riciclato, di 60x40cm per 6cm di profondità caratterizzato da alveoli di 3x3cm che, oltre ad ospitare substrato ed apparati radicali, definiscono anche la misura di base per la suddivisione del pannello in sottomoduli, nel caso le dimensioni della superficie da rivestire lo rendessero necessario .

All’interno delle pareti dei singoli alveoli sono inoltre stati ricavate delle bucature finalizzate a consentite il passaggio degli stoloni *(nota) dei tappeti erbosi che costituiscono il manto vegetale proposto per questo prodotto e per consentire la percolazione attraverso il pannello delle sostanze nutritive fornite da un sistema di fertirrigazione costituito da ali gocciolanti poste alla sommità dei pannelli.

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Modularità del sistema di facciata Tecology (Fonte: Tecology)

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Dettaglio della sottostruttura del sistema di facciata

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A seconda dei prodotti e delle specie impiegate, variano anche i materiali impiegati per la realizzazione degli elementi di contenimento, in generale è però possibile ricondurre le varianti proposte sul mercato alle seguenti tipologie:

• Cassette in polipropilene. Che come abbiamo visto sfruttano per il contenimento del substrato la combinazione della loro superficie capillare (suddivisa in alveoli di dimensioni generalmente contenute tra i 3 ed i 5cm) con la fitta trama formata dagli apparati radicali delle piante ospitate al loro interno. Tale scelta sia pure rappresentando un ottimo esempio di integrazione funzionale tra le componenti artificiali e naturali dei sistemi di facciata, vincola però fortemente la scelta delle specie vegetali in funzione delle modalità di sviluppo dei loro apparati radicali. L’impiego di materiali plastici o comunque caratterizzati da una bassa conduttanza termica, è in questo caso reso necessario dal forte livello di interazione tra radici e struttura di contenimento, mentre un appunto va fatto a proposito del colore. L’impiego di elementi estrusi in plastica consente ai produtori di scegliere tra un’ampia gamma cromatica e malgrado questo in tutti i prodotti di questo tipo analizzati nel corso del presente studio si è optato per il nero. Tale scelta non costituirebbe, stando al pareri espressi da botanici coinvolti nel corso del presente studio *(nota) l’opzione migliore, per via della tendenza delle superfici scure a scaldarsi accumulando calore. A questo proposito sarebbe piuttosto interessante provare a trasferire sulle tecnologie per facciate verdi continue l’esperienza maturata dai produttori di sistemi di sostegno per piante rampicanti basati sull’impiego di elementi plastici stampati, che ormai da tempo utilizzano plastiche chiare, bianche o verdi per realizzare i loro pannelli.

• Griglie metalliche foderate. Questi sistemi sono i più diffusi per il contenimento del substrato di coltura all’interno di sistemi di facciata, costituendo una soluzione tecnologicamente molto semplice ma al contempo estremamente versatile.In pratica si tratta di moduli strutturali che comprendono un telaio portante in tubolari

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d’acciaio zincato, saldati a tamponamenti in rete elettrosaldata con maglie che a seconda dei prodotti presentano orditure variabili dai 3 ai 10cm. All’interno di questi contenitori metallici il subsrato di coltura, generalmente costituito da materiale inorganico naturale come perlite o pomice e fibre di cocco, è tenuto assieme all’interno di apposite fodere in tessuto non tessuto o feltro di diversi spessori. Quest’ultimo componente al di la di evitare la dispersione di substrato, serve ad agevolare l’ancoraggio degli apparati radicali. Attraverso l’impiego di queste strutture di sostegno e contenimento nella costruzione di pareti verdi continue, è possibile ampliare notevolmente la scelta di specie vegetali utilizzabili, per via della possibilità di sfruttare come substrati tanto la superficie del feltro esterna quanto la cospicua massa di materiale drenante interno ai moduli che presentano generalmente spessori dell’ordine dei 20cm. Diventa così possibile utilizzare categorie di piante anche molto diverse fra loro,dalle erbacee tappezzanti, alle xerofite e le epifite (anche se con i dovuti trattamenti nutritivi). I punti di debolezza di tali tecnologie risiedono invece nello scarso livello di standardizzazione dovuto al fatto che le piante non vengono coltivate sin dall’inizio sui pannelli che possono così assumere le dimensioni e le proporzioni più diverse, e nel loro notevole peso che le caratterizza e che a seconda dei prodotti può variare tra i 20 ed i 25 kg al m2 per la sola struttura metallica che possono diventare 50 o 60 kg al m2 una volta posto il substrato di coltura (vertical-italia), carichi davvero notevoli se si pensa che le superfici composte attraverso l’impiego di cassette in polipropilene comprensive i substrato e manto vegetale non superano i 25kg a m2.

• Vasi metallici foderati. Queste tecnologie costituiscono una versione più sofisticata delle griglie metalliche, prevedendo l’impiego di contenitori o vasi metallici forati in sostituzione della rete elettrosaldata, pur presentando praticamente le stesse caratteristiche descritte per la precedente tipologia di elementi di contenimento, in queste tecnologie è stata introdotta un’interessante miglioria relativa all’integrazione col sistema di

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irrigazione, che invece di funzionare per percolazione attraverso l’inserimento all’intero del substrato di ali gocciolanti, prevede che il rifornimento idrico avvenga dal basso grazie alla geometria appositamente studiata dei contenitori e che di li per capillarità le sostanze nutritive risalgano garantendo una distribuzione più omogenea all’interno di ogni singolo modulo(vertical-italia).

• Tasche in feltro. Quest’ultima tipologia di elementi di contenimento costituisce la variante in assoluto più semplice e leggera sul mercato, ma anche la più delicata e limitante per quel che riguarda la scelta delle specie vegetali. Nata dal celebre brevetto di Patrick Blanc, consiste in pratica nell’applicazione a ridosso di pannelli rigidi in PVC, di due distinti strati di feltro: il primo che riveste l’esterno del supporto in PVC ed il secondo lavorato in modo da costituire una tasca aperta in sommità all’interno della quale alloggiare l’apparato radicale delle piante. Tra i due fogli di feltro vengono fatte passare le canaline microforate del sistema di irrigazione, mentre l’insieme dei fogli in feltro e PVC risulta tenuto assieme tramite apposite cornici in alluminio, utili anche ad ancorare questi moduli alle sottostrutture piste a ridosso delle facciate da rivestire. È però evidente che a dispetto della notevole semplicità di tali tecnologie, queste presentino l’inconveniente di vincolare la scelta delle specie a piante dal ridottissimo sviluppo dell’apparato radicale, o piante epifite che pur consentendo il raggiungimento di eccellenti risultati sul piano compositivo, risultano di difficile gestione all’interno dei climi caldi e secchi che caratterizzano le estati di molte città europee.

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La caratteristiche, legate alla scelta delle strutture di contenimento di substrato ed apparati radicali nelle pareti verdi continue, che possono in qualche misura incidere sulle potenzialità delle pareti verdi in termini di controllo microclimatico degli spazi costruiti al loro intorno, sono riconducibili ad alcune loro caratteristiche dimensionali e geometriche.

• La profondità dei contenitori incide direttamente sulla quantità di substrato presente a ridosso della parete. Essendo come abbiamo visto caratterizzati da bassi valori di conducibilità termica, l’aumento del loro spessore a ridosso dell’involucro edilizio incide da elemento calmieratore dell’intensità dei flussi termici tra edifici ed ambiente. La dimensione contenuta delle cellule di substrato che contengono gli apparati radicali delle piante incide positivamente sul bilancio delle risorse idriche impiegate in proporzione alla quantità di vapore acqueo emesso dalle piante attraverso il processo di evaportaspirazione, attraverso cui le foglie acquisiscono anidride carbonica ed ossigeno e rilasciano acqua in atmosfera. Esiste infatti una relazione che se pur blandamente, vincola l’efficacia del substrato nel trattenere l’acqua addottagli attraverso gli impianti di irrigazione e la profondità del contenitore in cui questo è contenuto. Accade così che ridotte porzioni di substrato siano in grado di trattenere una percentuale maggiore dell’acqua erogatagli di quanto non farebbero quantità maggiori dello stesso materiale, ottenendo così un equivalente livello di idratazione del manto vegetale con

l’impiego di minori risorse idriche.20

• La geometria degli elementi di contenimento, gioca infine un ruolo fondamentale nel definire la continuità del sistema verde lungo la superficie della facciata, caratteristica fondamentale a garantirne l’efficienza in termini di controllo dei flussi termici e della captazione delle radiazioni solari incidenti sugli edifici.

20 _{Come per il terreno, anche nelle colture}

su substrato si può parlare di ”capacità di campo” o, meglio ”capacità di contenitore” (CC). CC rappresenta il contenuto di acqua massimo per un substrato posto in un particolare contenitore, cioè la quantità d'acqua che il sistema trattiene dopo un'irrigazione fino a saturazione e successivo drenaggio (sgocciolamento). La CC non dovrebbe essere inferiore al 50% del volume del contenitore.

In un contenitore, dopo irrigazione fino a saturazione e successivo drenaggio, quando l'acqua cessa di drenare significa che si è raggiunto un equilibrio di ψw, con ψw = 0, perché sul fondo permane uno strato d'acqua libera (a tensione nulla, assumendo come detto ψw = 0).

Quindi, se ψw = 0, ψm = -ψg', s, sul fondo del vaso ψm = -ψg = 0, ma ad un’altezza ‘H’, ψm = -ψg = -H, come mostrato dall’immagine in basso. Il contenuto idrico all’altezza H, cioè al potenziale matriciale (o tensione) pari a –H, è determinato dalla curva di ritenzione idrica caratteristica del substrato contenuto dall’alveolo

.

Ciò significa che ad ogni strato di substrato situato ad altezza crescente dal fondo corrisponde un contenuto di umidità via via decrescente (quindi, un contenuto d’aria crescente) e pari al valore da leggersi sulla curva di ritenzione per l’ altezza (tensione) prescelta.

In generale, per qualsiasi substrato, minore è l'altezza del contenitore, maggiore è il rapporto acqua/aria e dunque, è l’altezza del contenitore che influenza la ripartizione fra aria/acqua dopo l’irrigazione (F. Malorgio 2005) Prendendo in considerazione che nel caso di una parete verticale, l’alveolo è disposto orizzontalmente, capovolto quindi, di 90° (fonte Da:Dimauro B., Incrocci L., Malorgio F., Paradossi A., op. cit.)

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