Le normative più severe sull’utilizzo energetico del legno di scarto fanno sì che grandi quantità di rifiuti legnosi non possano più essere semplicemente inceneriti, ma possano essere riciclati. Il dipartimento di “Progettazione e costruzione sperimentale e digitale” dell’Università di Kassel sta collaborando con Buro Happold per sviluppare un processo di stampa 3D che converte le particelle di legno di scarto in componenti di pareti portanti. Il progetto è finanziato nell’ambito del programma “Zukunft Bau” dell’Istituto federale di ricerca per l’edilizia, gli affari urbani e lo sviluppo territoriale.
l’attenzione si concentra su un materiale di stampa a base biologica realizzato con particelle di legno di scarto triturate, che provengono principalmente dai flussi di materiale secondario dell’industria del legno, ossia dal legno post-consumo. I partner industriali lavorano il materiale e lo mescolano con leganti biogenici per creare una massa simile a una pasta che può essere estrusa con un supporto robotico.
componenti leggeri dalla stampante 3D
Il risultato è chiaramente diverso dal noto processo di stampa 3D del calcestruzzo. La massa di particelle di legno e legante viene applicata a strati in scala 1:1 e forma componenti leggeri ma stabili. Sono possibili strutture murarie piatte e geometrie liberamente curve, che possono essere personalizzate con precisione in termini di costruzione e architettura.
l’attuale fase del progetto Rafa 2.0 durerà 18 mesi e si basa sul precedente progetto Rafa, in cui i ricercatori hanno studiato fondamentalmente l’idoneità delle particelle di legno di scarto per la produzione additiva. Le formulazioni dei materiali vengono ora perfezionate, il processo di estrusione ottimizzato e i componenti testati in condizioni di laboratorio, con l’obiettivo di ottenere un processo di fabbricazione digitale end-to-end fino al prototipo in scala reale.
portante, resistente al fuoco e circolare
Affinché il concetto funzioni nella pratica, gli elementi stampati devono fare di più che mostrare la loro forma. Sono necessarie capacità di carico, rigidità e un comportamento antincendio che soddisfi i requisiti dell’edilizia interna. I partner del progetto vedono un primo campo di applicazione nei sistemi di pareti modulari che possono essere facilmente assemblati, smontati e riutilizzati altrove.
questo principio è in linea con gli approcci circolari all’edilizia, in cui i componenti dell’edificio non vengono smaltiti alla fine del loro ciclo di vita, ma vengono trasferiti a nuovi usi. I componenti possono essere smantellati in base al tipo, perché non vengono utilizzati componenti contenenti sostanze nocive. Questo è un prerequisito per i cicli chiusi dei materiali nelle costruzioni in legno.
la progettazione digitale come tecnologia chiave
La progettazione digitale svolge un ruolo centrale. Buro Happold è responsabile della progettazione computazionale e della pianificazione strutturale e utilizza simulazioni per prevedere il comportamento strutturale dei componenti. Le geometrie vengono ottimizzate in modo che il materiale venga utilizzato solo dove è strutturalmente necessario: l’efficienza delle risorse diventa un compito di progettazione.
“Trasformiamo i rifiuti in un’opportunità: il legno di recupero viene trasformato in componenti ad alte prestazioni attraverso la progettazione digitale e la produzione additiva”, spiega Shibo Ren di Buro Happold, descrivendo l’approccio. Lontano dal consumo lineare e verso una pratica di costruzione circolare, basata sui dati, che collega strettamente robotica, ingegneria e design.
prospettive pratiche
Nel breve termine, il processo mira a utilizzare meno materiale e a ridurre le emissioni rispetto alle tecnologie di stampa 3D basate sul cemento. A lungo termine, potrebbe aprire nuovi mercati per i metodi di costruzione additiva a base biologica. Soprattutto quando sono richiesti peso ridotto, decostruibilità e libertà architettonica.
se e quanto rapidamente l’approccio diventerà commercialmente valido dipende dalla scalabilità, dagli standard e dall’accettazione nella pratica edilizia. Tecnicamente, tuttavia, il progetto dimostra già che l’edilizia circolare non inizia con il riciclo, ma con la progettazione. Dove materiali, processi e cicli di vita vengono ripensati.
