Costruire una casa con i rifiuti di plastica

I ricercatori stanno sviluppando travi per solai stampate in 3D a partire da rifiuti plastici, che soddisfano le normative edilizie e potrebbero sostituire il legno nell'edilizia residenziale in futuro. L'approccio è finalizzato a costruzioni leggere e modulari e all'utilizzo dei rifiuti di plastica come risorsa nell'edilizia residenziale globale.

La bottiglia di PET di oggi potrebbe domani far parte di una trave del pavimento, come elemento portante. Un gruppo di ricerca del Massachusetts Institute of Technology sta studiando come la plastica riciclata possa essere stampata in componenti portanti utilizzando la stampa 3D di grande formato. L’attenzione si concentra su un sistema di travi appositamente sviluppato e testato per l’uso nell’edilizia residenziale.

Tralicci di plastica al posto del legno
Le nuove travi hanno un aspetto familiare a prima vista, poiché si basano sulla geometria delle classiche capriate in legno. Un telaio con puntoni diagonali assorbe e distribuisce le forze, un metodo di costruzione collaudato da decenni. La novità sta nel materiale e nella produzione. Per la stampa viene utilizzato un composito di PET riciclato e fibre di vetro, che conferisce rigidità e stabilizza il comportamento alla pressione. Ogni trave misura circa 2,4 metri di lunghezza, circa 30 cm di altezza e ben 2,5 cm di larghezza, con un peso di soli 6 kg circa e quindi significativamente inferiore a quello di un’analoga trave in legno. Il tempo di produzione è breve: per la stampa sono sufficienti meno di 13 minuti per componente.

Prova di carico in condizioni pratiche
Per testare la sua idoneità all’uso quotidiano, il team ha assemblato quattro travi in parallelo e le ha avvitate insieme a un pannello in legno per formare un telaio per pavimento di circa 1,2 per 2,4 metri, una dimensione di griglia comune negli Stati Uniti. La superficie è stata poi gradualmente caricata con sacchi di sabbia e pesi di cemento, mentre la deflessione veniva continuamente misurata. Fino a un carico di circa 140 kg, la deformazione è rimasta ben al di sotto dei limiti consentiti dalle normative edilizie statunitensi. Solo quando il carico totale ha superato i 1.800 kg la costruzione ha ceduto, le travi si sono piegate e si sono spezzate. Ciò indica che la rigidità è generalmente sufficiente per soddisfare i requisiti pertinenti nell’edilizia residenziale.

Leggero, modulare, rapido da assemblare
Oltre alla capacità di carico, il peso ridotto è un vantaggio fondamentale del sistema. Le travi in plastica possono essere trasportate con un camioncino, semplificando la logistica e la movimentazione in cantiere. L’assemblaggio segue il principio dei classici telai in legno. Gli elementi vengono avvitati in cantiere e uniti per formare uno scheletro portante. A lungo termine, il concetto mira a realizzare case modulari in cui il pavimento, le pareti e il tetto sono costituiti da componenti standardizzati e stampati. Questo approccio è particolarmente interessante per le regioni in cui il legno è scarso o costoso.

I rifiuti di plastica come materia prima per un miliardo di case
Il progetto è stato innescato dall’enorme domanda globale di abitazioni. AJ Perez della Scuola di Ingegneria del MIT sottolinea che entro il 2050 sarà necessario circa un miliardo di nuove case. Una domanda che difficilmente potrà essere soddisfatta con il solo legno, senza disboscare gigantesche aree forestali. Si dovrebbero invece utilizzare i flussi di rifiuti esistenti. La plastica monouso, come le bottiglie o gli imballaggi alimentari, avrà una seconda vita come prodotto da costruzione. L’obiettivo è creare componenti più leggeri, più resistenti e più sostenibili rispetto alle alternative convenzionali.

Costi, standard, comportamento a lungo termine
Nonostante i risultati promettenti, la tecnologia è ancora agli inizi. I costi effettivi su scala industriale, l’adeguamento degli standard e dei processi di approvazione e il comportamento a lungo termine dei componenti in presenza di agenti atmosferici, radiazioni UV e carichi variabili non sono ancora chiari. Tuttavia, il progetto apre prospettive interessanti per la pianificazione, lo sviluppo e l’industria delle costruzioni. le strutture di supporto stampate in 3D a base di plastica riciclata potrebbero cambiare il mix di materiali nella costruzione degli edifici. A condizione che l’economicità e la durata siano dimostrate in modo convincente.

Fonte Ingenieur