Da scarti di cava a elementi architettonici con la stampa 3D

Lunga vita agli scarti. Quante volte, in questi anni, la scienza e l’opinione pubblica hanno parlato della necessità di utilizzare ciò che in prima battuta potrebbe sembrare inutile. Non solo oggetti, resti di cibo, imballaggi, ma anche rifiuti edili. Proprio in quest’ultimo ambito, la Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana (Supsi) e il Politecnico federale di Zurigo (Eth) hanno unito le forze e creato una stampante 3D in grado di produrre elementi architettonici dagli scarti di cava. Il progetto Innosuisse Rebjp (Binder jetting for direct application of recycled materials) è stato presentato alle cave di Arzo ieri, dove si trova temporaneamente la stampante. Qui è stato creato il prototipo di un solaio, terminato proprio durante la notte, con gli inerti provenienti dalla zona e da maggio verrà esposto alla Biennale di architettura di Venezia.

Un problema anche ticinese

Ogni anno, si stima che in Svizzera il materiale di scavo e di sgombero da smaltire raggiunga i 57 milioni di tonnellate, indica la Supsi. «Il problema degli scarti edili è molto presente in Ticino», sottolinea Filippo Schenker, ricercatore dell’Istituto scienze della terra della Supsi. Viene infatti indicato che in Ticino gli scarti delle cave possono raggiungere il 20-40% della produzione totale. «Alla Supsi stavamo già lavorando a un progetto che aveva l’obiettivo di ridare valore agli scarti di cava, per poterli utilizzare nell’edilizia. Pietro Odaglia e Vera Voney – in quel momento entrambi ricercatori all’Eth –, stavano sviluppando una stampante 3D a basso impatto ambientale. Abbiamo così deciso di combinare i due aspetti e collaborare». Il tutto ha dato alla luce una tecnologia che guarda all’economia circolare, in cui si riesce anche a trarre un profitto dagli scarti, e all’ecologia. Infatti, oltre a recuperare gli inerti che verrebbero smaltiti in discarica, il processo avviene a basse emissioni di CO₂.

Ecco come funziona

Ma a livello pratico, come funziona la stampante? Prima di tutto, gli scarti, che hanno la forma di sassolini e polvere, vengono setacciati in modo tale da togliere le parti troppo grosse, spiega Schenker. In seconda battuta il materiale setacciato viene inserito in un macchinario che separa in varie dimensioni il granulato. I vari tipi di quest’ultimo vengono mescolati con un’altra materia prima che funge da legante: il metacaolino. I preparati sono dunque pronti per essere inseriti nella stampante. A seconda dell’elemento architettonico che si vuole creare, si sceglie una miscela con granuli più o meno spessi. A questo punto la stampante depone un letto di miscela e subito dopo un braccio meccanico deposita un liquido che reagisce con il metacaolino, indurendo quella zona. Il processo viene ripetuto strato dopo strato, creando così una struttura in tre dimensioni. Inoltre, tutto il materiale che non ha reagito con il liquido è riutilizzabile.

Durante lo sviluppo della stampante sono stati usati scarti provenienti da tutta la Svizzera italiana, come per esempio dalla Valle Maggia e dalla Val Calanca. Ogni cava è diversa e il prodotto finito mantiene le particolarità, anche estetiche (dunque il colore), della zona di provenienza degli scarti, ricorda Schenker.

Una concezione innovativa

Presi singolarmente, gli elementi e le tecnologie utilizzati non sono nuovi, spiega Schenker, ma a essere innovativo è l’aver diviso i reagenti, che non vengono miscelati prima di entrare nella stampante. Inoltre quest’ultima è in grado di partire da miscele piuttosto grezze, come appunto gli scarti di cava, e creare elementi utili per la costruzione o la decorazione edilizia. Potenzialmente, quindi, le applicazioni di questa stampante 3D sono molte, ma il progetto ha deciso di focalizzarsi su elementi di facciata.

Per il momento la stampante 3D presentata riguarda un progetto pilota, ma la speranza dei ricercatori è che essa possa diventare uno strumento di effettivo utilizzo in campo edile. Questo richiederebbe circa un paio d’anni per affinare alcuni aspetti, al fine di adempiere alle condizioni delle varie normative vigenti, indica Pietro Odaglia. Gli sviluppatori del progetto sono dunque alla ricerca di partner interessati a dar seguito al prototipo.