L'Istituto di Architettura Avanzata della Catalogna (IAAC) ha completato la stampa 3D di un nuovo prototipo di edificio a basse emissioni di carbonio utilizzando terra e materiali naturali disponibili localmente. L'IAAC ha utilizzato una stampante 3D Crane WASP per creare l'edificio leggero sperimentale come parte dell'espansione del Campus 3D Printed Earth Forest dell'istituto nel Parco Naturale di Collserola, a Barcellona. Il progetto rappresenta un passo importante nello sviluppo di un modello abitativo sostenibile, a chilometro zero e a prezzi accessibili.
WASP - World's Advanced Saving Project (Progetto Mondiale di Risparmio Avanzato)
WASP - World's Advanced Saving Project è stato fondato nel 2012 a Massa Lombarda, in Italia. Ispirandosi alla vespa vasaia, una vespa che costruisce il proprio nido a forma di vaso fatto di fango, WASP progetta e produce stampanti 3D su larga scala che cercano di apportare benefici all'umanità. Le stampanti 3D dell'azienda sono utilizzate in diversi settori, tra cui l'edilizia abitativa, l'energia, la salute e l'alimentazione. I ricavi derivanti dalla vendita delle stampanti WASP vengono investiti in ricerca e sviluppo, con l'obiettivo di migliorare la prosperità per tutti. WASP si concentra in particolare sulla stampa di case in argilla sane e a misura d'uomo, sfruttando la disponibilità universale della terra.
Stampante 3D Crane WASP
Sviluppata per la prima volta nel 2018, Crane WASP è un sistema di stampa 3D collaborativo in grado di costruire edifici con materiali naturali di provenienza locale, rifiuti agricoli e materiali da costruzione standard. Il suo design reinterpreta l'archetipo della gru edile da una prospettiva di fabbricazione digitale. La stampante può essere assemblata in diverse configurazioni a seconda dell'area di stampa. Crane WASP può lavorare con argilla, calce aerea e idraulica, cemento, aggregati e fibre naturali e polimeriche.
Una soluzione abitativa accessibile e sostenibile
La crisi degli alloggi a prezzi accessibili colpisce le persone in molte aree del mondo. Un rapporto delle Nazioni Unite sottolinea che "1,6 miliardi di persone nel mondo non dispongono di un alloggio adeguato e di servizi di base". Secondo le proiezioni, questa cifra potrebbe salire a tre miliardi di persone entro il 2030. Dopo oltre dieci anni di ricerca, lo IAAC e il suo programma "Postgraduate in 3D Printing Architecture" stanno combinando un materiale tradizionale con una tecnologia all'avanguardia per "proporre una soluzione abitativa accessibile e sostenibile". Inoltre, la stampa 3D che utilizza terra proveniente dal sito è un metodo di costruzione particolarmente sostenibile, che contribuisce notevolmente all'economia circolare.
Una visione dell'abitare futuro in un quartiere di terra stampata in 3D:
Campus della foresta terrestre stampato in 3D
La ricerca dello IAAC sul nuovo prototipo di edificio leggero nel Parco Naturale di Collserola è stata rafforzata da una recente collaborazione con lo studio di architettura globale Hassell. Il progetto era inizialmente un prototipo (finanziato da Hassell) per un prossimo progetto di centro comunitario in Tanzania, che prevedeva lo sviluppo di un muro stampato in terra a grandezza naturale. Lo IAAC ha poi ampliato il prototipo iniziale trasformandolo in un padiglione in scala reale.
La prima fase del 3D Printed Earth Forest Campus di IAAC è stata denominata TOVA (completata nel 2022 nell'ambito del Postgraduate in 3D Printing Architecture) - è stato il primo edificio stampato in 3D in Spagna ad essere costruito con terra e una Crane WASP. "Il 3D Printed Earth Forest Campus è un intervento architettonico con una serie di spazi chiusi, coperti e aperti realizzati con terra stampata in 3D che funge anche da laboratorio vivo per la sperimentazione di nuove soluzioni costruttive e architettoniche", spiega IAAC. Il progetto mira a creare una serie di ambienti da diverse prospettive, dimostrando come gli edifici possano adattarsi alle esigenze dei loro utenti.
Il campus Earth Forest stampato in 3D è costruito principalmente con materiali naturali. Una fondazione in pietra naturale di cinquanta centimetri garantisce stabilità e drenaggio. In superficie, i primi trenta centimetri di ogni muro sono costituiti da una solida base di terra stabilizzata, che protegge l'edificio dalle inondazioni e dalla pioggia. La base è stata gettata in opera utilizzando una cassaforma stampata in terra, che è stata poi riutilizzata come materiale per la stampa delle pareti. Lo spessore delle pareti varia da quaranta a settanta centimetri, a seconda del peso del carico da trasportare e del grado di protezione dalle radiazioni solari richiesto.
I muri di terra sono realizzati con materiale proveniente da pochi metri dal sito: la terra viene scavata al di sotto di 0,5 metri per evitare il contenuto organico; essiccata al sole, viene poi setacciata per rimuovere eventuali pietre di grandi dimensioni; la terra viene mescolata con acqua, una fibra organica e un enzima naturale; la miscela viene poi pressata nella stampante 3D. Il muro viene stampato ogni giorno a un ritmo di 25 centimetri di altezza, evitando così di crollare a causa del suo peso: raggiunge un'altezza di 2,5 metri (otto piedi) in circa dieci giorni. Il tetto in legno viene installato quando le pareti sono parzialmente asciutte; il tetto poggia e viene ancorato alle pareti di terra.
L'uso della stampa 3D consente un elevato livello di personalizzazione del design. "A seconda della loro posizione all'interno del progetto, le pareti combinano diverse prestazioni", spiega IAAC. "Sono strutturali, reggono il proprio peso e quello delle coperture (potenzialmente utilizzate in edifici a più piani); agiscono come barriere termiche e regolatori di umidità; incorniciano piccole aperture per la luce e la vista, oltre a controllare la ventilazione naturale". Le pareti stampate sono cave al 50% e le loro cavità possono essere utilizzate per l'isolamento e l'integrazione dei servizi.
TEIXIT
TEIXIT, la fase successiva del 3D Printed Earth Forest Campus, amplia il campus con la creazione di un edificio leggero.
TEIXIT è adiacente a TOVA e amplia l'area abitativa e lavorativa del campus. La costruzione leggera dell'edificio risponde alla domanda "quanta luce diurna può attraversare un muro di terra strutturale?". Le pareti in terra sono tipicamente spesse e opache; la tecnologia di stampa 3D offre una certa flessibilità nella progettazione, consentendo di costruire una parete in terra con un alto livello di porosità che permette di far passare una quantità controllata di luce attraverso la sua profondità. Depositando uno strato alla volta, si crea una rete di aperture larghe 20 centimetri.
TEIXIT è un open space di 50 metri quadrati, costituito da tre pareti stampate in terra - stampate in un periodo di quattro settimane - che sostengono un tetto in legno. I cavi di post-tensione, inseriti nelle cavità interne delle pareti, ancorano il tetto alle fondamenta, bilanciando le forze di sollevamento del vento. Il tetto sporgente aiuta a proteggere le pareti in terra cruda dai danni dell'acqua; viene inoltre applicato un trattamento idrorepellente a base di olio organico.
L'aggiunta di TEIXIT al Campus della Foresta terrestre stampata in 3D dello IAAC porta la ricerca dell'istituto un passo avanti verso lo sviluppo di un'architettura a zero emissioni di carbonio, adatta alle esigenze degli utenti e dell'ambiente.
