La produzione dei materiali necessari per costruire gli edifici nei quali viviamo è una potenziale fonte incredibile di inquinamento, emissioni e spreco energivoro. Se aggiungiamo il consumo di suolo sottratto dalle nuove costruzioni diventa una combo dai risvolti difficilmente giustificabili. Ma se gli edifici fossero “riciclabili” recuperando gli elementi costruttivi a fine vita per impiegarli altrove? E’ in questa direzione che si sono mossi gli ingegneri del MIT, Massachusetts Institute of Technology, con la realizzazione di un muro in vetro stampato in 3D smontabile e riciclabile all’infinito.
Edilizia circolare in stile LEGO
Come mattoncini LEGO, i mattoni in vetro stampato in 3D prodotti dal team sono assemblabili in varie configurazioni e senza nulla da invidiare in fatto di resistenza, ai mattoni tradizionali in cemento o laterizio.
Il supporto tecnico è stato fornito dallo spin-off del MIT Evenline, che da anni si occupa di trasformare il vetro riciclato, in una miscela stampabile adatta a molteplici scopi.
In questo caso il prodotto finale è un mattone configurabile in diverse forme e ad incastro con gli altri elementi costruttivi del muro.
La domanda che sorge spontanea è ovviamente inerente alla resistenza di una struttura di questo tipo, soprattutto se paragonata ad un muro in cemento.
Resistenza simile ai blocchi in cemento
Eppure il muro in vetro stampato in 3D ha dimostrato una resistenza meccanica simile a quella dei blocchi di cemento.
Nella loro ricerca, Kaitlyn Becker professore associato di ingegneria meccanica al MIT e Michael Stern, ricercatore al Lincoln Laboratory del MIT nonché fondatore e direttore di Evenline, hanno rotto gli schemi tradizionali, utilizzando una materia prima solitamente definita “fragile” e trasformandolo in un elemento strutturale ad alte prestazioni.
La resistenza è stata testata in una pressa idraulica industriale che ha permesso di individuare il materiale migliore e la forma migliore.
Come stampare il vetro in 3D
L’idea di stampare il vetro in 3D frullava nella mente dei due professori da quanto erano ancora solo studenti del MIT. Il risultato è la Glass 3D Printer 3 (G3DP3), una stampante 3D che utilizza come materia prima il vetro riciclato.
Con quest’ultimo progetto il team ha stampato i prototipi di mattoni in vetro utilizzando vetro sodico-calcico, solitamente utilizzato nella soffiatura del vetro. Hanno poi incorporato due pioli tondi su ciascun mattoni, ovvero gli elementi che consentono ai blocchi in vetro di incastrarsi l’uno all’altro.
Smontabili e riciclabili, i mattoni possono essere rifusi nella stampante e formati in nuove forme. La forma prescelta è un “8” perchè consente di limitare il numero di mattoni utilizzati e allo stesso tempo assemblarli “in pareti che presentano una certa curvatura“.
“Il vetro è un materiale altamente riciclabile”, ha sottolineato Kaitlyn Becker. “Stiamo prendendo il vetro e trasformandolo in muratura che, alla fine della vita di una struttura, può essere smontata e rimontata in una nuova struttura, oppure può essere reinserita nella stampante e trasformata in una forma completamente diversa. Tutto questo si inserisce nella nostra idea di un materiale da costruzione sostenibile e circolare”.
Lo studio Additive manufacturing of interlocking glass masonry units è stato pubblicato sulla rivista Glass Structures and Engineering.