Edifici stampati, le nuove frontiere del costruire

Le prime stampanti per computer risalgono agli inizi degli anni Ottanta: mai più si pensava allora, se non forse tra gli addetti ai lavori, che si sarebbe arrivati a stampare un intero edificio!

Eppure adesso è realtà e tutto questo ha un che di veramente straordinario. Non tanto per il risultato e per l’evoluzione delle tecnologie, quanto per l’effetto “Hic et nunc” (ora e adesso) a cui queste realizzazioni rimandano.

L’idea di poter letteralmente stampare la propria casa, infatti, porta a pensare che possiamo avere tutto “qui e subito” ed è molto in linea con la psicologia del mondo contemporaneo.

Un’anteprima mondiale

Nel 2017, a Dubai, è stato realizzato con una stampante 3D il primo edificio per uffici al mondo finalizzato all’utilizzo e non solo alla prototipizzazione. L’edificio è stato progettato da Gensler per il Comitato Nazionale degli Emirati Arabi Uniti come sede della Dubai Future Foundation (DFF). 

La struttura, che copre una superficie di circa 240 m², è costituita da diversi elementi in cemento stampati a Shanghai e assemblati a Dubai. Ognuno di questi elementi è stato realizzato tramite una stampante 3D alta 6 metri per 36 metri di lunghezza per 6 metri di larghezza dalla WinSun Global di Shanghai. 

L’utilizzo della tecnologia di stampa 3D ha ridotto i costi di manodopera del 50-80% e gli sprechi, generalmente derivanti da un cantiere di queste dimensione, complessivamente del 30-60%.

Le residenze private

A settembre dell’anno scorso la Heidelberg Cement annunciava in un comunicato stampa l’inizio della realizzazione del primo edificio residenziale in Germania, eseguito utilizzando una stampante 3D. Si trattava di un piccolo stabile residenziale di 80 m² di superficie abitabile da realizzarsi a Beckum, Nord Reno-Westfalia e per il quale la Heidelberg Cement ha fornito il materiale: un cemento formulato con l’aiuto della Italcementi, composto da una particolare miscela che lo rende adatto per essere utilizzato nelle stampanti 3D (il cemento infatti deve sviluppare rapidamente una capacità portante sufficiente in modo che gli strati inferiori non cedano sotto il carico degli strati superiori, garantendo contemporaneamente il legame tra gli strati stessi).

La costruzione di interi quartieri

In Messico, nella periferia di Tabasco, New Story e Icon realizzeranno il primo quartiere stampato in 3D al mondo. Grazie all’utilizzo di una stampante 3D Vulcan, sono in corso di esecuzione 50 unità di 46 m² ciascuna che differiranno tra loro solo per il colore delle facciate. 

Ogni casa, almeno per quanto riguarda il basamento e le pareti perimetrali, verrà costruita in sole 24 ore e le prime case sono già state eseguite. La realizzazione di questo quartiere rientra nell’ambito di un’operazione “pro bono”, le case infatti sono destinate a persone che attualmente vivono in condizioni di estrema povertà e che in questo modo potranno accedere a case accoglienti e con tutti i comfort.

Il funzionamento della stampa 3D

In realtà di “prime” in questo settore si è sentito parlare in diverse parti del mondo. Ma come si realizza un edificio stampato in 3D? Innanzitutto si deve tener presente che le stampanti 3D permettono di eseguire oggetti, di differenti grandezza, foggia e materiale, partendo da un modello digitale tridimensionale, disegnato con appositi software. 

Questo modello viene elaborato e poi realizzato da stampanti specifiche che in genere funzionano sovrapponendo, tramite ugelli erogatori, strati successivi di un determinato materiale e quindi continue sezioni trasversali dell’oggetto da riprodurre. 

Nel caso degli edifici stampati in genere il materiale utilizzato è il cemento. Questo viene erogato da un apparecchio, un estrusore di cemento, collegato alla struttura mobile che costituisce una parte integrante della stampante: può essere per esempio una sorta di carro ponte come pure una struttura che permetta di movimentare l’ugello in modo circolare, ma il principio non cambia.

L’alternativa al cemento

Oltre al cemento sono stati già sperimentati altri materiali per la realizzazione di edifici tramite stampanti 3D. In Italia, per esempio, per la costruzione di “Gaia”, un prototipo di casa costruito mediante una stampante 3D in un paio di settimane, è stata utilizzata una miscela composta prevalentemente da materiali naturali: terra cruda, calce idraulica, scarti provenienti dalla lavorazione del riso e della paglia. 

Nel settembre del 2015 è stato presentato AMIE 3D-Printed Structure, un prototipo sviluppato da ORNL (Oak Ridge National Laboratory) e nato dalla collaborazione tra la facoltà di architettura e design del Tennessee e lo studio Skidmore Owings and Merril. 

Si tratta di un prototipo di architettura composto da elementi realizzati con materiale polimerico tramite stampanti 3D. La casa risultante dall’assemblaggio di questi elementi, collegata a un veicolo ibrido, è pensata per essere autosufficiente grazie anche un impianto solare installato in copertura.

I benefici ambientali e sociali

Sicuramente tutte queste tecnologie che permettono di realizzare edifici tramite stampanti 3D, in tempi rapidi, senza sprechi, potendo utilizzare anche materiali locali hanno un grande potenziale. Tanto più se si considera che potenzialmente permettono un forte contenimento dei costi. Si pensi solo alle situazioni d’emergenza, ai centri operativi mobili in caso di catastrofi, o agli alloggi economici per i rifugiati e per i poveri: se consideriamo che il numero delle persone senza mezzi di sostentamento sta aumentando inesorabilmente a tutte le latitudini, anche a seguito dell’attuale pandemia, mettere a disposizione alloggi a costo basso diventa un’esigenza impellente. 

D’altro canto, più che di nuove frontiere dell’architettura, si potrebbe parlare piuttosto di nuove tecnologie a disposizione per l’architettura, nuovi strumenti straordinari.

Oltre la sperimentazione

Le realizzazioni finora eseguite, tranne qualche eccezione, rappresentano ancora la sperimentazione di queste nuove tecnologie: sarà proprio grazie alla collaborazione tra architetti, ingegneri, designer e tecnici che tutte questi nuovi strumenti straordinari potranno portare nel prossimo futuro a reali novità nel panorama architettonico contemporaneo.

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