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Blog Fablab Venezia

Ripensare il settore delle costruzioni in un ottica più sostenibile.

Il cemento è oggi il secondo materiale più utilizzato sulla terra dopo l’acqua, la sua produzione è responsabile dell’8% di tutte le emissioni mondiali di CO2, ma soprattutto presenta grosse problematiche legate alla sua durevolezza e impossibilità di essere riconvertito. Se da una parte è vero che è un ottimo materiale da costruzione, per quanto riguarda le sue specifiche tecniche e prestazioni, dall’altra il suo (ab)uso in continua crescita lo rende una minaccia per l’ambiente e i sistemi naturali.

Project Drawdown evidenzia come la possibilità di modificare il processo di produzione del cemento, sostituendo parzialmente il clinker (elemento base del cemento Portland, prodotto attraverso cottura in forni) con altri inerti come ceneri, argille e prodotti di scarto dell’industria del ferro e del carbone, possa diminuire sostanziosamente le emissioni legate a questa industria.

Ma, in un’ottica di sostenibilità, continuare a perseguire la produzione di sempre più elevate quantità di cemento, anche se con metodi più responsabili, non è la soluzione.
Come può la fabbricazione digitale intervenire in questi processi, proponendo alternative a questo scenario? In due modi, entrambi resi possibili anche dalla stampa 3d:

  • ottimizzazione formale e riduzione delle quantità di materiale, utilizzando software parametrici e progettazioni avanzate;
  • utilizzo di nuovi materiali

Forme ottimizzate ed efficienti

I software di progettazione parametrica hanno un ruolo fondamentale nella realizzazione di edifici ed elementi costruttivi ottimizzati, anche in seguito alle analisi meccaniche e fisiche, mettendo materiale dove serve e snellendo le forme in corrispondenza delle aree non sollecitate.
In questo modo, ad esempio, le parti strutturali e i pilastri potranno essere disegnati seguendo le linee di forza della struttura e gli elementi potranno essere stampati in 3d in cemento, riducendo la quantità di materiale utilizzato e la necessità di casseri.

Procedimenti simili possono essere applicati anche ad elementi di altri materiali, come nodi strutturali in metallo.

Il pilastro stampato in cemento dall’azienda Xtree in Francia e il progetto per dei nodi metallici ad alte prestazioni di Arup.

La stampa 3d offre anche la possibilità di realizzare interi moduli abitativi in breve tempo, in sito o attraverso processi di fabbricazione delocalizzata, che permettono di produrre agilmente i componenti e trasportarli poi in cantiere quando necessario.

Dalle capsule per senza tetto agli alloggi per personale medico o per l’esercito, la stampa 3d di cemento per le costruzioni sa sicuramente offrire soluzioni smart a problemi concreti.

Il progetto di Framlab per degli alloggi-capsule stampati in 3d per senza tetto e le strutture stampate in sito dall esercito statunitense.

Bio e geo polimeri: stampare sostenibile in 3d

L’applicazione forse più interessante e innovativa guarda però alla tradizione e al passato: è possibile stampare alloggi in 3d usando materiali naturali e riciclabili, magari presenti in loco, invece del cemento?

Recentemente, in Italia e all’estero, diverse realtà stanno contribuendo alla ricerca sulla stampa 3d di ambienti abitabili utilizzando geopolimeri e materiali naturali. Tra queste Emerging Objects, con Mud Frontiers,le sue strutture stampate in 3d di terra.

In territorio nazionale le sperimentazioni più importanti sono quelle di Wasp, la prima azienda a realizzare un involucro stampato in 3d utilizzando terra locale, paglia e lolla di riso, legno per gli infissi e la copertura,”Gaia”.

La progettazione procede ora con Tecla, in collaborazione con Mario Cucinella Architects: un intero guscio architettonico da stampare utilizzando la macchina modulare Crane.

La stampa di Gaia (a sinistra) e il progetto e le sperimentazioni su Tecla (a destra) sviluppate da Wasp.

Fablab Venezia ha deciso di contribuire al tema della stampa di bio-polimeri utilizzando un approccio parametrico e indirizzato alla personalizzazione: ciascun modulo abitativo può essere co-progettato dall’utente attraverso un configuratore visuale governato da un algoritmo. Lo stesso algoritmo sarà poi in grado di suddividere la forma prescelta in pezzi stampabili, che verranno tradotti in codici leggibili dalla stampante.

Fabbricazione digitale, la via per la sostenibilità dei processi costruttivi

Anche nel campo dell’edilizia e dell’architettura, gli strumenti e i processi digitali sono mezzi abilitanti per sviluppare progettazioni più sostenibili e ottenere risultati formalmente più interessanti, contenendo i costi di disegno e di realizzazione e la quantità di materie prime utilizzate.