Per la prima volta in Italia è stata realizzata una struttura in calcestruzzo in zona sismica grazie alla tecnologia della stampa in 3D. Heidelberg Materials ha fornito a Enel Green Power e all’Università di Napoli Federico II un innovativo materiale cementizio per realizzare un piccolo edificio industriale e un sistema di fondazione di parte delle attrezzature elettriche.
La realizzazione farà parte di una sottostazione nell’impianto BESS (Battery Energy Storage System) all’interno della centrale elettrica “Alessandro Volta” a Montalto di Castro (in provincia di Viterbo). I prototipi realizzati possono contribuire a una svolta importante, perché con questa tecnologia si riducono i tempi di costruzione e si contribuisce ad una maggiore sostenibilità delle costruzioni.
I vantaggi di questa tecnologia costruttiva riguardano la sua adattabilità in termini di esigenze specifiche e migliori prestazioni meccaniche. “Grazie all’alto grado di digitalizzazione la stampa 3D consente di aumentare la sicurezza in cantiere e di costruire strutture con forme complesse e dettagli personalizzati che sarebbero difficili o impossibili da realizzare con metodi tradizionali”, ha dichiarato Martina Palomba, ingegnere ricercatrice presso i laboratori di Ricerca e Sviluppo di Heidelberg Materials.
Le costruzioni sono state fabbricate nell’area industriale di Volla, nel napoletano. Qui, grazie alla collaborazione con l’Università degli Studi di Napoli Federico II e con Etesias – spinoff della stessa Università – sono state realizzate e installate le due fondazioni e le pareti poi assemblate a Montalto da una squadra di operatori specializzati. Un braccio robotico ha fabbricato i due plinti di fondazione, pareti e altri componenti attraverso la deposizione di un filamento continuo di materiale stampabile in 3D, lungo diversi chilometri, seguendo un modello digitale e un percorso progettato in precedenza grazie a software specializzati.
Seguendo un percorso prestabilito, il movimento automatizzato del robot permette di depositare in maniera continua il materiale cementizio “i.tech 3D” prodotto da Heidelberg Materials. Il processo è quasi completamente automatizzato, e richiede da parte della squadra di tecnici solo la verifica della qualità del materiale miscelato e pompato e il controllo dei parametri di stampa, come la velocità di estrusione del filamento o la geometria di ogni singolo blocco.
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Edilizia 3D: cantieri più veloci, meno costi e meno CO2
Anche se il calcestruzzo stampabile attualmente è più costoso di quello tradizionale, il processo di costruzione è ben più rapido e conveniente. Gli addetti ai lavori parlano di un risparmio di tempo di circa il 50%. E nel mercato dell’energia – in particolare dell’energia rinnovabile – essere veloci significa essere più competitivi. In primo luogo si elimina l’uso della cassaforma e il tempo di indurimento del materiale cementizio utilizzato è minore del calcestruzzo tradizionale. Se la stampa degli elementi avviene direttamente in cantiere, si ottiene anche un risparmio sui costi di trasporto, migliorando la sostenibilità e l’efficienza complessiva del progetto. Questo sistema richiede anche una minore quantità di materiale (fino a circa il 50% in meno), perché la stampa 3D ottimizza la distribuzione del calcestruzzo rispetto alle tecnologie tradizionali e riduce i rifiuti e gli sprechi. Diminuendo le quantità di materiale, si ha anche un minore impatto ambientale in termini di CO2 prodotta.
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Studio e ricerca dal 2015
Heidelberg Materials ha cominciato a studiare la tecnologia di stampa 3D nel settore cementizio presso i propri laboratori di ricerca ed innovazione dal 2015 e i risultati sono arrivati puntuali. La formulazione cementizia che è stata sviluppata si adatta a tutte le principali tipologie di stampanti presenti sul mercato. Il materiale, una volta miscelato con acqua, è abbastanza fluido da poter essere pompato e trasportato dalla macchina miscelatrice fino all’ugello, ma una volta estruso è in grado di autosostenere il proprio peso e quello dei successivi strati senza deformarsi.
Negli anni, Heidelberg Materials ha affinato il proprio know-how e le competenze tecniche per migliorare continuamente il prodotto e la sua sostenibilità. I laboratori di Ricerca e Sviluppo sono dotati di una stampante 3D per testare e validare il materiale sviluppato durante l’intero processo di stampa. Il progetto di ricerca ha visto la partecipazione di un team multidisciplinare composto da ingegneri, chimici dei materiali, architetti e tecnici, per un totale di circa 15 persone e oltre 15.000 ore di ricerca.
