Stampa 3D in architettura ed edilizia: a che punto siamo?

La casa stampata in 3D fa parte del Progetto Milestone ad  Eindhoven, nei Paesi Bassi. Immagine courtesy of 3DPRINTEDHOUSE/Project Milestone

Stampa 3D in architettura ed edilizia: a che punto siamo?

Dopo aver presentato la bella casa in argilla progettata da Mario Cucinella, recentemente costruita da robot in provincia di Ravenna, ci occupiamo degli sviluppi più recenti della stampa 3D nel settore delle costruzioni.

Abbastanza a sorpresa, mai così tanti edifici stampati in 3D sono stati inaugurati nel 2021, nonostante la pandemia; oltre a quello di Cucinella ci sono esempi in Olanda, Danimarca, Belgio, Stati Uniti e a Dubai. In questo caso non stiamo parlando di prototipi o realizzazioni sperimentali, ma di edifici reali e abitati in modo permanente.
Siamo all’alba di una nuova era in cui i muratori saranno rimpiazzati dalle macchine? Ci costruiremo la nostra casa in un giorno con la sola pressione di un pulsante? Forse.

MCA – Mario Cucinella Architects e WASP, TECLA, 3D-printed clay house.
Foto courtesy of WASP.

Per il momento ci accontentiamo di presentare tre abitazioni stampate in 3D realizzate nel 2021, in modo che ognuno possa farsi la propria idea sugli sviluppi più recenti del settore.
Tutte e tre le case sono state costruite utilizzando stampanti additive, che depositano uno sull’altro un gran numero di sottili strati composti da una speciale miscela semi-fluida di calcestruzzo.
In generale, tutti gli edifici sono caratterizzati da muri massicci e dagli angoli arrotondati che ricordano vagamente le mura di una fortezza medievale. Onestamente, nessuno di essi mi fa impazzire dal punto di vista estetico, sembra però che piacciano ai loro committenti, che si dicono decisamente soddisfatti.

Secondo gli sviluppatori, i vantaggi principali della stampa tridimensionale, rispetto alle tecniche costruttive tradizional,i sono la possibilità di creare forme complesse, una sostanziale riduzione di costi e dei tempi di costruzione e la replicabilità. Essi non citano i contro, ma questi li possiamo immaginare facilmente. In primis la ridotta varietà di materiali costruttivi utilizzabili -di fatto per ora limitati quasi esclusivamente alla famiglia dei calcestruzzi fluidi – in secundis la scarsa esperienza sulla durabilità e sulla resistenza agli agenti atmosferici.
Si tratta però di problemi che potrebbero venire risolti presto; in fondo stampanti tridimensionali per metalli e materiali sintetici sono già in uso in altri settori, ad esempio quello meccanico, e i calcestruzzi pompabili, simili a quelli utilizzati dalle stampanti 3D usate in questi esempi, sono utilizzati in edilizia da decenni senza particolari problemi.
Più incertezza c’è sul fatto che le tecniche costruttive digitali siano o meno in grado di sollecitare anche un nuovo modo di progettare e vivere i nostri edifici, necessità che la pandemia ha reso ancora più evidente, o se si limiteranno ad adattarsi a un atteggiamento autoreferenziale e narcisistico che tanta parte sembra avere nell’architettura di oggi.

La tecnica realizzativa
Come accennato, tutte le case che presentiamo sono state costruite utilizzando una procedura simile. Una stampante 3D crea muri cavi depositando centinaia di strati di calcestruzzo fluido. L’ugello della stampante può essere fissato sia a una sorta di carroponte che a un braccio robotico. Il calcestruzzo deve essere sufficientemente fluido da essere estrudibile dall’ugello ma non così tanto da rendere i muri, che non necessitano di cassaforme, instabili prima che il calcestruzzo si sia solidificato.
Non appena il calcestruzzo si è assestato, l’intercapedine muraria viene riempita con isolante termoacustico mentre le condutture e i cavi vendono inseriti nelle tracce realizzate durante la stampa. Mentre crea i muri, la stampante può, contemporaneamente, realizzare anche elementi interni, come vani contenitori, piatti doccia e vasche da bagno. Il tempo necessario per stampare una casa unifamiliare varia da 24 ore a una settimana circa.

Le case

East 17th Street Residences – Austin, Texas, Stati Uniti
Nel caso di questo complesso residenziale di 4 unità – progettato dallo studio Logan Architecture e completato a marzo 2021 ad Austin, in Texas – non si può propriamente parlare di edifici completamente fabbricati in 3D, dato che solo il piano terra è stato realizzato con il sistema di stampa additiva cementizia mentre il resto ha visto l’uso di tecniche tradizionali.
Si tratta però del primo edificio residenziale ad ottenere l’abitabilità ed essere effettivamente messo in vendita negli Stati Uniti. Realizzate ognuna in sette giorni usando una stampante ICON Vulcan, le abitazioni comprendono da due a quattro camere da letto e sono in vendita a partire da 450.000 dollari.

Weißenhorn – Beckum, Germania
Completata a maggio 2021 a Beckum, nella regione del Nord Reno Westfalia, Weißenhorn/Beckum è la prima casa stampata in 3D effettivamente abitabile in Germania.
Sviluppata da Peri – azienda tedesca leader nel settore delle casseforme e dei ponteggi ora  impegnata anche nel settore della stampa edilizia tridimensionale – e progettata dallo studio Mense-Korte, questa abitazione monofamiliare è stata realizzata quasi interamente da una stampate cementizia BOD2 prodotta dall’azienda danese COBOD. Al ritmo di 12 metri quadrati all’ora la stampante ha impiegato circa una settimana a costruire la casa di 160 mq.

Weißenhorn/Beckum House, Beckum, Germania, vista esterna e interna e foto del processo di stampa. Foto © PERI SE.

Project Milestone – Eindhoven, Paesi Bassi
Project Milestone è un complesso residenziale disegnato dallo studio di architettura Houben / Van Mierlo formato da cinque edifici stampati in 3D, attualmente in realizzazione a Eindhoven, nei Paesi Bassi. Il primo edificio del complesso, una casa unifamiliare, è stato completato ad aprile 2021. L’abitazione di 94 metri quadrati, con due camere da letto, è costituita da 24 grandi elementi in calcestruzzo che sono stati stampati in 120 ore in un capannone vicino per essere poi assemblati in cantiere. Secondo i suoi architetti la forma della casa, che sorge nel quartiere periferico di Meerhoven, si ispira a quella di un grande masso, in modo da accordarsi con il paesaggio circostante. Prima casa stampata in 3D legalmente abitabile in Europa, l’edificio è oggi occupato da una coppia di pensionati olandesi.

Project Milestone, Eindhoven, Paesi Bassi, casa unifamilare stampata in 3D, vista esterna.
Immagine courtesy of 3DPRINTEDHOUSE/Project Milestone

Project Milestone, Eindhoven, Paesi Bassi, casa unifamilare stampata in 3D. L’interno dell’abitazione. Immagine courtesy of 3DPRINTEDHOUSE/Project Milestone

Project Milestone, Eindhoven, Paesi Bassi, casa unifamilare stampata in 3D. Un rendering del complesso residenziale Project Milestone una volta completato; immagine Houben / Van Mierlo Architecten.