• martedì 11 dicembre 2018, 15:04

La casa del futuro? È stampata in 3D: tempi stretti e costi bassi

Negli ultimi anni si è assistito ad un'estensione di quelle che erano le sperimentazioni tecnologiche relegate al campo del design verso settore delle costruzioni, quindi spostando l'attenzione dalla piccola alla grande scala. Ci si riferisce alla tecnologia della stampa 3D, non più limitata alla realizzazione di prototipi e oggetti di design ma al processo costruttivo di un'intera abitazione.

Si contano ormai diverse sperimentazioni che hanno portato alla realizzazione di case stampate in 3D direttamente sul luogo in cui l'abitazione è previsto che venga ubicata. Diversi sono i materiali impiegati, da impasti cementizi o resinosi a materiali ecosostenibili, quali miscele di terre e argille facilmente reperibili sul luogo. La casa stampata in 3D, garantisce tempi brevi di realizzazione e un considerevole abbattimento dei costi rispetto ai sistemi costruttivi tradizionali.

Il futuro, ormai vicino, vede le tecnologie adottate per la casa stampata in 3D, quali ideali soluzioni per far fronte ad emergenze abitative, soprattutto in occasione di calamità naturali. Questo è, infatti, l'obiettivo perseguito dalla maggior parte delle start-up che sperimentano nel settore.

Cos'è una stampante 3D e come funziona 
Il processo di stampa 3D, noto anche con l'espressione inglese 3D printing, è l'evoluzione della tradizionale stampa bidimensionale, quella su carta con inchiostro o mediante tecnologie laser. L'evoluzione consiste nel poter stampare la terza dimensione! Il risultato di una stampa 3D è un oggetto tridimensionale precedentemente elaborato al computer mediante modelli digitali su software CAD (Computer-Aided Design). Ciò è possibile mediante sovrapposizioni, strato dopo strato, di particolari materiali in grado di aggregarsi e condensarsi trasformandosi in materia solida e resistente. Questi materiali vengono depositati dagli speciali ugelli, di cui è composta la stampante, seguendo la sagoma modellata attraverso il software. Nel settore del design, il sistema della stampa 3D si è ormai parecchio diffuso, non solo, per la realizzazione di prototipi, ma anche per la realizzazione di veri e propri oggetti. La stampa 3D è usata anche per la realizzazione di componenti meccaniche, di parti strutturali, nel settore della medicina, nella realizzazioni di protesi e perfino nell'industria alimentare. I materiali utilizzati si diversificano anche in funzione dei vari settori di applicazione: dai polimeri di vario tipo a zucchero e cioccolato utilizzati nelle recenti applicazioni e sperimentazioni nell'industria alimentare. Tutto questo è piuttosto semplice da immaginare su piccola scala, eppure la stessa tecnologia, di recente, è utilizzata per stampare case in 3D. Sono state sperimentate stampanti di dimensioni tali da poter realizzare moduli abitativi o componenti poi assemblati sul luogo per realizzare un'intera abitazione. Attualmente, la più grande stampante 3D realizzata è stata inventata dalla start-up Wasp: la BigDelta WASP 12MT. Essa è frutto di un progetto di ricerca iniziato nel 2012, si tratta di una stampante 3D di 12 metri di altezza, per realizzare case, utilizzando materiali reperibili sul luogo con un costo di realizzazione tendente a zero. Le sperimentazioni di case stampate in 3D hanno, infatti, come obiettivo, l'abbattimento dei costi e dei tempi di realizzazione. Si pensa alla possibilità di realizzare una casa in poco tempo (da 24/48 ore per moduli abitativi di circa 40 metri quadrati, a due settimane per appartamenti di circa 100 metri quadrati) il che risulta utile ed efficace per risolvere nel più breve tempo possibile emergenze abitative anche dovute a calamità naturali. Inoltre l'uso di materiali poco costosi ed ecosostenibili, insieme alla riduzione della manodopera e dei tempi di realizzazione, consentono un notevole abbattimento dei costi.

Alcune sperimentazioni recentemente realizzate 
Negli ultimi anni sono state diverse le start up e i gruppi di ricerca, anche in collaborazione con le Università Europee o Americane, che hanno sviluppato la ricerca nel settore dando vita a diverse abitazioni stampate con tecnologia 3D.
Icon, ad esempio, è una start-up che ha l'obiettivo di utilizzare la tecnologia della stampa 3D al fine di rivoluzionare il settore delle costruzioni sostenibili. Essa ha realizzato una casa stampata in 3D di circa 70 metri quadrati, in meno di 24 ore. L'esperimento è stato realizzato in Texas, ad Austin, in partnership con New Story, un'organizzazione no-profit, che intende utilizzare la tecnologia per garantire delle abitazioni anche nelle zone più disagiate o in caso di emergenze per catastrofi naturali come i terremoti. Il costo per la realizzazione si è aggirato intorno ai 10.000 euro.
Apis Cor, invece, è una società russa che ha dato vita ad una stampante 3D in grado di realizzare un’abitazione di 37 metri quadri, anch'essa in sole 24 ore. I costi sarebbero di circa 10.000 dollari, pari a circa 9.500 euro e comprendono tutti i lavori necessari per una consegna "chiavi in mano": la realizzazione delle fondazioni, del tetto, le finiture interne ed esterne, l'installazione dell'impianto di riscaldamento, delle finestre. Il materiale utilizzato, sovrapposto strato su strato, seguendo la sagoma dell'edificio è il cemento.
Nel luglio del 2018 viene realizzata Yhnova: una casa stampata in 3D a Nantes, in Francia, che accoglie già i primi abitanti. Il progetto è il risultato della ricerca condotta dall’Università di Nantes, insieme a Bouygues Construction, Lafarge Holcim, l’organizzazione di Nantes Métropole Habitat e gli architetti e urbanisti del gruppo TICA. L'abitazione ha una superficie di 95 metri quadrati, progettata per ospitare una famiglia di cinque persone. Il sistema tecnologico brevettato è denominato BatiPrint3D, si tratta di un braccio robotico guidato da laser, lungo quattro metri, che deposita diversi strati di materiali da costruzione. La casa è collegata, inoltre, da una serie di sensori che monitorano la qualità dell’aria, dell’umidità e della temperatura all'interno e tiene sotto controllo lo stato dei materiali, valutandone lo stato di conservazione nel tempo.

Un caso tutto italiano 
Il primo esempio in Italia, è stato realizzato in occasione del Salone del Mobile 2018. Su progetto dello studio dell'architetto Massimiliano Locatelli di Cls Architetti, in collaborazione con Italcementi, Arup e Cybe, la casa stampata in 3D è stata "estrusa" in piazza Beccaria ed esposta al pubblico nel mese di aprile, per la Design Week. Il materiale utilizzato, depositato poco per volta, a strati consecutivi, dalla gigante stampante 3D è una miscela di polveri cementizie, inerti e leganti. Essa rappresenta uno dei primi esempi realizzati in Italia con stampate 3D e strati di cemento. L'abitazione è stata battezzata 3D Housing 05 ed ha una superficie di 100 metri quadrati comprendenti zona giorno, cucina, zona notte e bagno, oltre ad un tetto giardino. L'intento dell'architetto Massimiliano Locatelli non è solo quello di proporre un sistema di tecnologia innovativa da applicare nel campo delle costruzioni edilizie, cambiando il modo di concepire la costruzione, ma soprattutto quello di proporre un esempio utile da applicare insituazioni di emergenza o in caso di calamità naturali, riuscendo a realizzare abitazioni in pochissimo tempo e con il minimo impiego di risorse. L'edificio, infatti, è stato realizzato in sole due settimane, completo di finiture e arredo. La casa può essere anche demolita e ricostruita riutilizzando lo stesso materiale. Rappresenta, quindi, un esempio di costruzione sostenibile che non produce scarti e addirittura prevede il reimpiego del materiale a seguito di dismissione.
Ancora più recente è la sperimentazione conclusasi ad ottobre a Massa Lombarda, in occasione dell’evento Viaggio a Shamballa e della conferenza A call to save the world. É stata presentata nuova tecnologia denominata Crane WAS: si tratta di un sistema di stampa 3D per moduli utile a stampare abitazioni con l'impiego di materiali reperibili sul territorio. La stampate utilizza, infatti, una miscela di terreno prelevato in sito, paglia di riso trinciata, lolla di riso e calce idraulica. Le pareti stampate in 3d sono internamente rifinite con una rasatura in argilla-lolla e cosparse di olio di lino; la copertura è realizzata in legno e presenta un isolamento termico in calce-lolla; con lo stesso materiale è stato realizzato il massetto contro terra, il quale risulta così leggero e dalle buone capacità di isolamento termico. Il risultato ottenuto è una abitazione pari ad una classe energetica A4, quindi dal basso fabbisogno energetico: la cellula abitativa, così creata, è in grado di garantire un perfetto comfort climatico senza il bisogno di installare impianti di riscaldamento e raffrescamento. Ciò è possibile, oltre che grazie alle caratteristiche termiche dei materiali utilizzati, tramite il sapiente sfruttamento dell'apporto solare passivo e con l'orientamento della costruzione a Sud-Ovest.
Questa prima casa stampata in 3D, così realizzata, è stata denominata Gaia ed è il frutto delle sperimentazioni condotte in merito al progetto WASP (World’s Advanced Saving Project) nato nel 2012 e finalizzato a costruire una stampante 3D che possa essere in grado di realizzare case mediante l'impiego di materiali reperibili sul territorio, abbattendo quindi ulteriormente i costi rispetto alle sperimentazioni precedenti che usano materiali quali cemento o resine.

Un sistema costruttivo rivoluzionario
Quello fin qui descritto, gli esempi realizzati e le continue ricerche e sperimentazioni sia nell'uso di materiali che di tecnologie, rappresenta sicuramente una rivoluzione pienamente in atto e in continua evoluzione. Il fondatore dell'azienda Apis Cor che ha inventato la stampante 3D più veloce (come su descritto) riassume, nelle parole che descrivono gli obiettivi dell'azienda, quella che è la direzione verso cui il settore delle costruzioni è ormai proteso. Sul sito dell'azienda si legge, infatti: "vogliamo cambiare l’opinione pubblica: una costruzione può essere veloce, ecologica, efficiente e affidabile allo stesso tempo".
Sostenibilità, riduzione dei costi, possibilità di riutilizzare i materiali impiegati, riduzione degli scarti, riduzione dei tempi di realizzazione: sono alcuni dei vantaggi che possono scaturire dall'applicazione di questo rivoluzionario sistema costruttivo.
Inoltre, una stampante 3D, è in grado di realizzare qualsiasi forma, ecco che architetti e ingegneri, insieme a designer e ai loro committenti, potranno realizzare soluzioni di ogni tipo, forme geometriche piuttosto che organiche. In ogni caso la gestione del processo di realizzazione non cambierebbe, che siano forme originali o standardizzate. A cambiare è il solo percorso progettuale, dall'idea al progetto definitivo, a partire da una sagoma modellata con l'ausilio di software di disegno tridimensionale a cui via via vanno assemblati tutti gli elementi che rendono un'abitazione funzionale e accogliente (finiture, impianti e arredi).
Sembra essere proprio questo il futuro dell'edilizia: soluzioni veloci ed economiche per un'abitazione alla portata di tutti.