La casa? “Stampiamola”. La rivoluzione tech del settore edile

Dalla stampa su carta alle tre dimensioni

La stampante 3D è una macchina che permette la produzione di oggetti reali partendo da modelli disegnati con software di modellazione tridimensionale. La differenza tra le stampanti 3D e le “vecchie” 2D risiede nell’inchiostro e nel supporto: nelle prime viene usato un filamento di plastica, o altro materiale scelto in precedenza, che si deposita fino a creare l’oggetto in tre dimensioni, mentre nelle seconde viene usata la carta sulla quale viene depositato inchiostro.

Per realizzare un oggetto con una stampante 3D si parte da un progetto informatico utilizzando un programma CAD, un software di progettazione assistita da computer. Questo progetto viene poi trasformato in maniera tale che la stampante 3D possa riconoscerlo e ricevere le istruzioni per la costruzione dell’oggetto in questione. A questo punto la macchina lavora in maniera autonoma, applicando strato su strato il materiale scelto. Rimosso l’oggetto finito, si può usare immediatamente.

Nascita e sviluppo della stampante 3D

Da circa 30 anni sono state sviluppate le stampe in 3D, ma il boom del suo sviluppo si è concretizzato solo in questo ultimo decennio. Nel 1982 il signor Chuck Hull inventò la stereolitografia, (una tecnica che permette di realizzare singoli oggetti tridimensionali a partire direttamente da dati digitali elaborati da un software CAD/CAM) ottenendo nel 1986 il brevetto che consentì di realizzare oggetti fisici creati come sequenza di strati 2D sovrapposti, metodo valido ancora oggi.

Da allora, nel corso dei successivi 20 anni, la tecnica si è sviluppata nell’uso della materia prima da utilizzare per la creazione del modello tridimensionale. Si è passati, infatti, dalla resina al nylon, sostituendo in questo modo un liquido con una polvere. Poiché la polvere è un solido, questa non ha bisogno di supporti, portando una serie di vantaggi sotto il profilo pratico.

Successivamente viene introdotto l’uso della plastica fusa da “spalmare” strato per strato in funzione dell’oggetto. Nel 1993 diviene possibile stampare a colori, mentre nel 1995 si possono produrre oggetti fondendo polveri di metallo. Infine, nel 2005 arriva la vera svolta: le stampanti 3D domestiche.

Ma è nel 2010 che la tecnologia della stampa 3D raggiunge un livello di sviluppo tale da caratterizzare una rivoluzione, in particolare, nel settore architettonico, edile e ingegneristico: nasce il contour crafting, la stampa tridimensionale che utilizza il cemento da sovrapporre strato dopo strato. Questa innovazione permette con i mezzi di appropriate dimensioni di “stampare case”.

I primi edifici stampati in 3D

La tecnologia applicata alla stampa 3D in edilizia continua a fare passi da gigante. Dopo la realizzazione del primo ufficio a Dubai, un nuovo esempio di edificio costruito grazie a una stampante tridimensionale è quello di Stupino in Russia. Questa volta il risultato è ancora più interessante, perché i tempi di realizzazione si sono ridotti notevolmente e la casa stampata in 3D è la prima ad essere stata costruita direttamente in loco. La maggior parte delle stampanti attualmente utilizzate consentono infatti di realizzare i singoli elementi che vengono poi assemblati in cantiere. In questo caso, invece, è possibile lavorare direttamente sul terreno da edificare.

Russia, quell’abitazione realizzata in 24 ore

Nel dicembre 2016 nasce il progetto della prima casa costruita direttamente in cantiere. La casa stampata in 3D è stata realizzata nella cittadina di Stupino, a circa 80 chilometri da Mosca, in Russia.

È frutto di un progetto congiunto che ha visto coinvolte diverse realtà. La capofila è l’azienda statunitense Apis Cor, che ha sviluppato la stampante innovativa con la quale ha realizzato l’abitazione: una macchina robotica mobile grazie alle dimensioni compatte e al peso ridotto, dotata di un braccio meccanico simile a una gru che le consente di funzionare sia all’interno sia all’esterno e di lavorare girando intorno al manufatto, raggiungendo ogni punto.

Il risultato finale è un’abitazione dalla forma circolare di 37 mq costituita da cucina, soggiorno, camera da letto e bagno.

La stampante utilizza un calcestruzzo dalle discrete caratteristiche meccaniche – secondo gli ideatori è in grado di resistere per almeno 175 anni – che viene gettato a una temperatura minima di 5° C. Nella fase di costruzione è stata allestita una tenda intorno al cantiere per contrastare le rigide temperature russe.

Nonostante le condizioni climatiche avverse, la realizzazione della casa stampata in 3D non è stata né rallentata né compromessa, ma è stata ultimata in sole 24 ore.

Copenaghen, dove sorge la prima casa “stampata”

Nell’area portuale di Copenaghen, in Danimarca, dallo scorso 11 settembre è in costruzione la prima casa realizzata interamente da una stampante 3D. I materiali sono stati sponsorizzati da diverse aziende che sperano che il progetto possa fare aumentare l’uso di questa tecnica nel settore dell'edilizia. Si tratta di una struttura in calcestruzzo che sarà adibita a ufficio-hotel di circa 50 metri quadrati di superficie. L'edificio è stato battezzato "The Bod", iniziali dell'espressione "Building on demand" (“edifici a richiesta”).

L'architetto e docente Martin Tamke, specializzato in questo campo, ritiene che i vantaggi di una costruzione di questo tipo consentano di creare forme complicate senza spese aggiuntive. Nel progetto di The Bod non ci sono linee rette ad eccezione di porte e finestre.

Tuttavia, allo stato attuale ci vorrà ancora tempo prima che la stampa 3D diventi norma poiché il costo non sempre è competitivo rispetto a una casa realizzata con tecnologia tradizionale e con materiali eterogenei. In prospettiva, però, i costi potrebbero ridursi come anche la velocità di costruzione, la durata e la sostenibilità dell’edificio “stampato”.

In futuro, realizzare un edificio con questa tecnologia potrebbe infatti permettere la riduzione dei costi di edificazione di un’abitazione tradizionale o potrebbe diventare un’alternativa a soluzioni temporanee utilizzate per gestire situazioni di emergenza, come quella degli sfollati in caso di calamità naturali, situazioni che richiedono interventi rapidi, costi contenuti e raggiungimento di un comfort abitativo accettabile. ■