Negli ultimi anni, la stampa 3D ha rivoluzionato il settore delle costruzioni, aprendo nuove possibilità per velocizzare i processi edilizi e ridurre i costi.
Stampa a impatto edilizia – Tra le aziende che hanno investito in questa tecnologia, spicca ICON, che sta costruendo il più grande quartiere stampato in 3D a Georgetown, in Texas, confermando un trend in crescita in USA ed Europa. Questo metodo, tuttavia, non è privo di limiti, soprattutto in termini di impatto ambientale. In questo scenario emerge un’alternativa promettente: la stampa a impatto, una tecnologia sviluppata dallo Swiss Federal Institute of Technology (ETH) di Zurigo che, secondo i ricercatori, offre vantaggi ambientali e prestazionali superiori rispetto alla tradizionale stampa 3D.
La stampa 3D: vantaggi e limiti nel settore edile
La stampa 3D è diventata popolare nel mondo delle costruzioni per la sua capacità di ridurre tempi e costi. Grazie a un processo automatizzato, una casa che richiederebbe mesi di lavoro può essere costruita in giorni o settimane, risparmiando in manodopera e materiali. Questo metodo riduce anche lo spreco di materiale, utilizzando esattamente la quantità necessaria per ogni progetto. Tuttavia, i materiali comunemente usati nella stampa 3D, come cemento e malte addizionate, rappresentano un problema ambientale significativo. Il cemento, essenziale per aumentare la resistenza delle strutture, è infatti responsabile di circa l’8% delle emissioni globali di CO₂, e gli edifici realizzati con esso sono difficilmente riciclabili.
Impact printing: una costruzione più sostenibile
I ricercatori dell’ETH hanno sviluppato una nuova tecnologia che utilizza materiali naturali, come sabbia, limo, argilla e ghiaia, per realizzare strutture tramite stampa a impatto. Questa tecnologia è pensata per essere più sostenibile e meno costosa della stampa 3D tradizionale, eliminando l’uso di additivi ad alta intensità di carbonio come il cemento. L’uso di materiali di origine terrestre, abbondanti e riciclabili, riduce drasticamente le emissioni di CO₂, e rende le strutture stampate a impatto smontabili e riutilizzabili in futuro.
Lauren Vasey, una ricercatrice presso l’ETH di Zurigo, ha spiegato come il metodo possa utilizzare materiali facilmente reperibili direttamente in loco, abbattendo i costi di trasporto e minimizzando l’impatto ecologico. “Abbiamo sviluppato uno strumento robotico che potrebbe trasformare il materiale scavato nei cantieri in prodotti edilizi utilizzabili, a basso costo e con una riduzione significativa delle emissioni di CO₂”, ha dichiarato Vasey.
Come funziona la stampa a impatto
La stampa a impatto, o “impact printing”, prevede l’uso di un sistema robotico avanzato che proietta il materiale ad alta velocità, raggiungendo i 32 piedi al secondo (circa 10 metri). Questo processo crea una struttura solida e duratura, sfruttando l’impatto per ottenere una forte adesione tra i vari strati. Rispetto alla stampa 3D, che richiede cemento o additivi per aumentare la stabilità, l’impact printing genera un forte legame strutturale senza necessità di aggiunte chimiche. Il mix di materiali, composto da argilla e aggregati più grossolani come ghiaia, garantisce sia la fluidità durante il processo di stampa sia la robustezza del prodotto finale.
Il processo inizia con la preparazione di un mix bilanciato di particelle fini e grossolane: le particelle fini, come l’argilla, agiscono come legante, mentre quelle grossolane, come la ghiaia, danno stabilità al mix. Il progetto viene caricato in un sistema digitale che guida il robot nella realizzazione della struttura. Il sistema utilizza poi una tramoggia che spinge il materiale a una velocità costante, spruzzandolo secondo un disegno digitale. In questo modo si formano pareti resistenti che non richiedono cementi o stabilizzatori chimici, abbattendo i costi e l’impatto ambientale.
Versatilità e resistenza: l’impact printing testato con successo
Utilizzando l’impact printing, i ricercatori sono riusciti a costruire muri alti fino a 2 metri, che risultano in grado di sostenere strutture di peso simile senza l’uso di cemento. “Il nostro materiale ha già una maggiore resistenza e rigidità,” ha affermato Vasey, specificando che le strutture stampate con questa tecnologia possono essere utilizzate in edifici fino a due piani. Questo livello di resistenza, unito alla sostenibilità ambientale del metodo, lo rende un’alternativa interessante per costruzioni di medie dimensioni, soprattutto in contesti in cui la riduzione delle emissioni è una priorità.
stampa a impatto edilizia – Un passo verso un’edilizia circolare
La sostenibilità dell’impact printing va oltre la semplice riduzione delle emissioni. Le strutture costruite con questo metodo possono essere smontate e riutilizzate per future costruzioni, rendendole un’opzione di costruzione circolare. I ricercatori hanno dichiarato di voler eliminare l’uso di stabilizzatori minerali in futuro, per garantire che l’intero processo sia completamente privo di componenti non riciclabili. “Il nostro obiettivo è una costruzione circolare,” ha detto Vasey, aggiungendo che le strutture potranno essere de-costruite e utilizzate nuovamente, evitando di generare rifiuti edilizi.
Il Video dei test
Verso la commercializzazione della stampa a impatto
Con i recenti successi dei test, il team dell’ETH di Zurigo punta ora a portare l’impact printing sul mercato. I ricercatori intendono realizzare una struttura di prefabbricazione per produrre parti edilizie da vendere e spedire nei cantieri. Il processo di prefabbricazione è già in fase avanzata di sviluppo, e Vasey ha dichiarato che la start-up dovrebbe essere lanciata nel prossimo anno, con i primi prodotti commercializzabili in circa tre anni.
L’impact printing rappresenta quindi una soluzione sostenibile e praticabile che potrebbe risolvere diverse problematiche legate ai metodi di costruzione tradizionali e alla stampa 3D. Con costi contenuti, possibilità di riciclo e un impatto ambientale ridotto, questa tecnologia potrebbe portare l’edilizia verso un modello più circolare e rispettoso del pianeta.
Social Context: Scopri come la stampa a impatto rivoluziona l’edilizia sostenibile con materiali naturali e a basso impatto ambientale
Fonte: ETH
