TECLA | Un habitat eco-sostenibile stampato in 3D

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La sfida di TECLA, l’habitat ecosostenibile stampato in 3D, ha preso forma. “Dalla terra informe alla terra in formato casa”

Abbiamo completato la fase di stampa della struttura portante di TECLA, la prima ed unica costruzione interamente stampata in 3D a base di materiali naturali e realizzata con più stampanti 3D operanti simultaneamente. Ha così preso forma il modello innovativo di habitat ingegnerizzato da WASP e progettato da MC A – Mario Cucinella Architects, un modello circolare di abitazione creata con materiali riutilizzabili e riciclabili, raccolti dal terreno locale, a zero emissioni e adattabile a qualsiasi clima e contesto.

TECLA (che prende il nome da Technology and Clay) è stata realizzata a Massa Lombarda (RA) con Crane WASP – l’ultima stampante 3D di WASP per il settore costruttivo – e rappresenta una vera e propria sfida per la stampa 3D, perché massimizza le prestazioni di un materiale tra i più antichi e al contempo tra i più stimolanti per il futuro della green economy: la terra cruda.

TECLA è infatti l’apice di una ricerca avanzata tra materia e tecnologia, è il raggiungimento di una sfida senza precedenti e senza eguali che ha portato la geometria di stampa al massimo del suo limite fisico. Il progetto rappresenta una prospettiva inedita per le costruzioni e i nuovi insediamenti, in cui il valore delle materie prime locali viene amplificato dalla progettazione digitale. La soluzione a doppia cupola ha permesso di ricoprire al contempo i ruoli di struttura, copertura e rivestimento esterno, rendendo la costruzione altamente performante sotto tutti gli aspetti.

«Dalla terra informe alla terra in formato casa. Oggi abbiamo il sapere per costruire senza impatto con un semplice click. – dichiara Massimo Moretti, WASP Founder – La tecnologia è ora al servizio dell’uomo e la casa come diritto di nascita è una realtà.»

«Il completamento della struttura è un importante traguardo e dimostra come, grazie alla progettazione ed alle tecnologie impiegate, TECLA non sia più solo un’idea teorica ma possa costituire una risposta, reale e realizzabile, ai bisogni dell’abitare di oggi e del futuro, che può essere declinata in diversi contesti e latitudini», sottolinea Mario Cucinella, Founder di Mario Cucinella Architects e SOS – School of Sustainability.

Ispirandosi alla vespa vasaia, dal 2012, WASP (World’s Advanced Saving Project) sviluppa processi di costruzione basati sui principi dell’economia circolare e della fabbricazione digitale. Sul mercato dal 2021, realizza abitazioni stampate in 3D nel minor tempo possibile e nel modo più sostenibile con il primo sistema multi-stampante Crane WASP, il vanto aziendale della linea costruzioni e la newco WASP On Site, il punto di riferimento aziendale in materia di architettura.

Crane WASP è la prima stampante 3D al mondo modulare e multilivello progettata per costruire in maniera collaborativa opere architettoniche uniche e sempre più estese.

Il sistema viene configurato in base alle esigenze di progetto e definisce la struttura di un cantiere sicuro ed estremamente efficiente. Ogni unità stampante ha una superficie di stampa pari a 50 metri quadrati e rende quindi possibile la costruzione di moduli abitativi indipendenti, di qualsiasi forma, in pochi giorni. 

TECLA è il primo habitat costruito impiegando simultaneamente molteplici stampanti collaborative Crane WASP ed è la dimostrazione che la tecnologia 3D è in grado di realizzare edifici ottimizzando il processo costruttivo e minimizzando l’impiego delle risorse umane ed energetiche. Il processo costruttivo può essere di volta in volta replicato grazie al Maker Economy Starter Kit di WASP, composto da molteplici stampanti 3D e da un complesso sistema di prelievo, miscelazione e pompaggio dei materiali.

Per la prima volta al mondo, due bracci stampanti sono stati sincronizzati nell’ambito di una costruzione, il tutto grazie ad un software in grado di ottimizzare i movimenti evitando collisioni e garantendo l’operatività in simultanea. Il software proprietario WASP impiegato per TECLA è la sintesi di anni di ricerca che hanno portato a informatizzare la materia informe riuscendo a costruire l’immaginabile.

TECLA può essere sintetizzata in: 200 ore di stampa, 7000 codici macchina (G-code), 350 strati di 12 mm, 150 km di estrusione, 60 metri cubi di materiali naturali per un consumo medio minore di 6 kW.

L’allestimento finale di TECLA e la sua presentazione al pubblico sono previsti per la Primavera 2021.

TECLA, un habitat eco-sostenibile stampato in 3D

WASP e Mario Cucinella Architects (MC A) lanciano un modello innovativo di habitat stampato in 3D a Massa Lombarda (RA). Nata da una visione, quella di dare la possibilità a tutti di avere una casa, in un periodo storico di aumento esponenziale della popolazione e di conseguente mancanza di abitazioni, TECLA è un nuovo modello circolare di abitazione interamente creata con materiali riutilizzabili e riciclabili, raccolti dal terreno locale. Costruita utilizzando Crane WASP, l’ultima tecnologia 3D di WASP nel settore costruttivo, rappresenta un passo molto significativo verso l’edilizia eco-sostenibile.

Casa stampata in 3D - TECLA

WASP prende ispirazione dalla vespa vasaia. Creiamo abitazioni stampate 3D utilizzando terra a Km0 in un’ottica di sostenibilità. Il materiale più antico e la tecnologia più avanzata si uniscono per dare nuova speranza al mondo. Un anno fa nacque GAIA la prima casa stampata in 3D in terra cruda. Oggi con i nostri partner stiamo costruendo TECLA un intero habitat eco-sostenibile stampato in 3D. Il pianeta ci chiama ad un progetto comune che abbiamo condiviso con Mario Cucinella.

Massimo Moretti

Insieme a WASP vogliamo sviluppare un prototipo innovativo di habitat stampato in 3D che risponda alla sempre più urgente rivoluzione climatica e alle necessità dei cambiamenti dettati dai bisogni delle comunità. Abbiamo bisogno di un cambio di paradigma nel campo dell’architettura che si avvicini maggiormente alle esigenze delle persone e che, nella “terra” trovi una risposta per la “Terra”. Una collaborazione che diventa il connubio tra l’architettura empatica e l’applicazione delle nuove tecnologie.

Mario Cucinella

Un report delle Nazioni Unite pubblicato nel 2017 stima che la popolazione mondiale di 7.6 miliardi raggiungerà quota 11.2 miliardi nel 2100 e già nel 2030 circa 5 miliardi di persone vivranno nelle città. Di conseguenza, i Governi avranno la necessità di interfacciarsi con le sfide legate alle soluzioni abitative. Con sempre più aree rurali incorporate all’interno delle città, è l’idea stessa di città che deve essere rinnovata.

Disegnata da Mario Cucinella Architects e ingegnerizzata e costruita da WASP

Ispirandosi alla vespa vasaia, dal 2012, WASP sviluppa processi di costruzione basati sui principi dell’economia circolare, in grado di realizzare abitazioni stampate in 3D nel minor tempo possibile e nel modo più sostenibile. TECLA è il primo habitat costruito impiegando simultaneamente molteplici stampanti collaborative Crane WASP e offre l’occasione per un inedito scenario architettonico. Nel contesto di un più vasto insediamento, TECLA ha il potenziale per divenire un modello costruttivo nell’ambito di eco-distretti completamente autosufficienti.

TECLA sarà il primo habitat interamente stampato in 3D utilizzando esclusivamente la terra cruda reperibile sul luogo di costruzione

Un materiale biodegradabile e riciclabile a chilometro zero che renderà effettivamente la costruzione priva di qualsiasi forma di scarto. Progettato per adattarsi a molteplici condizioni ambientali, l’intero processo potrà essere realizzato e auto-prodotto grazie al supporto tecnologico in dotazione con il Maker Economy Starter Kit di WASP. Tale approccio limiterà la produzione di scarti industriali e fornirà un modello sostenibile in grado di dare un significativo impulso alle economie nazionali e locali, migliorando il benessere delle comunità coinvolte. Lo scenario prospettato contribuirà a velocizzare il processo di costruzione grazie al fondamentale ausilio della tecnologia 3D nel produrre l’intera struttura in un’unica soluzione.

TECLA è stata sviluppata mettendo a frutto la ricerca intrapresa da SOS – School of Sustainability

Un corso professionale fondato da Mario Cucinella che combina educazione, ricerca e pratica. La ricerca, condotta anche con il supporto degli studenti del programma Sustainable Environmental Design dell’ Architectural Association School of Architecture di Londra, ha investigato le cause e gli effetti della condizione della mancanza di case. Il corso ha analizzato l’utilizzo degli strumenti tecnologici per promuovere le soluzioni costruttive, basate su casi studio in luoghi dalle differenti condizioni climatiche. Il risultato di tale ricerca è un involucro edilizio altamente flessibile, progettato per essere resiliente ed energicamente efficiente a seconda del contesto ambientale, con un’efficienza che le tecnologie tradizionali non possono raggiungere.

TECLA - Maker Economy Starter Kit
TECLA - modello 3D
TECLA - muro stampato in 3D - by Crane WASP - foto2
TECLA - muro stampato in 3D - by Crane WASP - interno

Crane WASP
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Casa stampata in 3D - TECLA - interno giorno

I Partner e la tecnologia

La collaborazione tra WASP e MC A è stata supportata da Mapei, produttore di materiali da costruzione a livello globale, che ha analizzato la terra cruda e i componenti base per perfezionare la miscela impiegata in fase di stampa. Milan Ingegneria, uno tra i più noti studi italiani di ingegneria per l’architettura, ha condotto i test strutturali e ha ottimizzato la geometria costruttiva verso la definizione di una struttura auto-portante. I serramenti, interamente customizzati e altamente efficienti, sono stati ingegnerizzati e prodotti da Capoferri, un’azienda specializzata e alla continua ricerca di innovazione tecnica. Frassinago, un’azienda multidisciplinare che include uno studio di progettazione e una sezione che si occupa di giardini ed esterni, ha curato la progettazione paesaggistica. RiceHouse ha offerto una preziosa consulenza tecnica in materia di bio-materiali provenienti dagli scarti della coltivazione del riso, impiegati per conferire condizioni ottimali di comfort interno nonché altissime prestazioni termoisolanti. Il progetto di illuminazione, sviluppato sia all’interno che all’esterno dell’edificio con lo scopo di ottenere la massimo flessibilità dell’intervento, è stato realizzato da Lucifero’s.

La costruzione, denominata TECLA come una delle città immaginarie descritte da Italo Calvino nel romanzo “Le città invisibili” e descritta come una continua evoluzione urbana, rappresenta pienamente il tentativo di entrambe le aziende di combinare l’innovazione tecnologica con il rispetto dell’ambiente e di comprendere i processi naturali.

TECLA è entrata in fase di progetto a settembre 2019. L’allestimento finale e la sua presentazione al pubblico sono previsti per la Primavera 2021.


Un progetto di WASP e Mario Cucinella Architects

WASP Ingegnerizzazione e costruzione attraverso stampa 3D
Mario Cucinella Architects Progetto architettonico e project management

In collaborazione con:

SOS – School of Sustainability Research partner
Mapei Consulenza e fornitura dei materiali
Milan Ingegneria Consulenza strutturale
Capoferri Produzione ed ingegnerizzazione infissi
RiceHouse Consulenza e fornitura di bio-materiali
Frassinago Progettazione paesaggistica
Lucifero’s Progettazione illuminazione
Imola Legno: Fornitura e consulenza soluzioni in legno
Primat • Terracruda®: Fornitura pavimento terra cruda
Cefla: Fornitura soluzioni elettriche

Con il patrocinio di:

Comune di Massa Lombarda

Sponsorizzato da:

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EU Horizon 2020 - IMPRESS Project

Il progetto europeo Impress (New Easy to Install and Manufacture PRE-Fabricated Modules Supported by a BIM based Integrated Design Process), attivo da Giugno 2015 a Maggio 2019, ha rappresentato una significativa opportunità per lo sviluppo della stampante 3D Delta WASP 3MT, offrendo innovative applicazioni in ambito di progettazione architettonica.

Il progetto ha avuto la finalità di indagare nuovi scenari costruttivi concepiti per avanzare gli standard qualitativi nel settore edile, basandosi su processi di fabbricazione dall’inedito valore tecnologico. Impress si è focalizzato principalmente sulla definizione di nuovi processi di realizzazione e di installazione di pannelli per il rivestimento delle facciate, con considerevoli vantaggi in termini di produzione industriale, di prestazioni termofisiche e di replicabilità di processo.

Tra gli obiettivi del progetto risultava fondamentale stabilire un dialogo tra le tecnologie di ultima generazione, coinvolgendo contemporaneamente scansione 3D, stampaggio riconfigurabile e stampa 3D per l’ottenimento di pannelli ad alte performance destinati alla ricostruzione di facciate preesistenti o alla definizione di linguaggi formali dall’alto valore estetico.

WASP si è focalizzata sullo sviluppo di una stampante 3D, Delta WASP 3MT, progettata per offrire vantaggi produttivi nell’ambito dell’additive manufacturing con un assetto di estrusione riconfigurabile in base alle esigenze dei differenti settori. Grazie infatti all’impiego di un’ampia gamma di materiali, dai polimeri tecnici alle miscele a base di argilla, alle malte cementizie, è possibile realizzare oggetti funzionali dalle forme più articolate all’interno dell’ampio volume di stampa.

Tale caratteristica permette infatti alla stampante in oggetto di essere considerata tra le tecnologie 3D più significative per la produzione di oggetti a scala architettonica. Tale progresso è stato possibile grazie al perfezionamento della meccanica e dell’elettronica, garantendo precisione ed efficienza fortemente ambiti nella pratica edilizia.

L’attività di WASP relativamente al progetto Impress è stata fortemente improntata alla realizzazione di stampi o porzioni di stampi per sistemi di pannellature a scala architettonica, progettati dal consorzio dei partner e destinati alla validazione da parte di enti costruttori per garantire l’applicazione reale.

Alcune delle fiere più importanti in cui è stata promossa la stampante 3D Delta WASP 3MT sono di seguito elencate:

2016

Technology Hub Milano - Giugno 2016

AM Show, Amsterdam -  Luglio 2016

Argillà, Faenza - Agosto 2016

Maker Faire, Madrid - Settembre 2016

Maker Faire, Roma - Ottobre 2016  

Maker Faire, New York - Ottobre 2016    

Maker Faire, Bilbao - Ottobre 2016

2017

Smart manufacturing for a smart city, Milano - Aprile 2017  

Vision, Londra - Giugno 2017

Maker Faire, Barcellona - Giugno 2017

Maker Faire, Bilbao - Ottobre 2017

CosmoCaixa, Barcellona - Ottobre 2017  

Maker Faire, Santiago - Ottobre 2017  

Triennale di Milano - Novembre 2017

2018

Technology Hub, Milano - Marzo 2018

In3Dustry, Barcellona - Ottobre 2018


vaso stampato in 3d, composizione di sfere

Un’inedita collezione d’arte di vasi stampati in 3D da WASP e Andrea Salvatori

collezione d'arte stampata in 3d, sfera

Ikebana Rock’n’Roll è una collezione di vasi stampati in 3D nata dal dialogo tra Delta WASP 40100 Clay e l’artista Andrea Salvatori. Sarà esposta presso THE POOL NYC a Milano dal 3 Aprile al 31 Maggio 2019.

Quello tra Andrea Salvatori e la stampa 3D è un confronto inedito, esuberante e al contempo composto, fatto di fugaci imperfezioni e di pause ragionate, che origina da un’innata conflittualità tra creazione umana e artificio tecnico, tra uomo e macchina.
La macchina, in questo caso, è la stampante Delta WASP 40100 Clay, progettata da WASP per essere al fianco dei ceramisti durante tutto il processo artistico, ripensando radicalmente l’ideazione dell’opera grazie alle innovative opportunità offerte dalla fabbricazione digitale.

https://www.youtube.com/watch?v=R5BrO1g6BNM

La stampa 3D è il simbolo di una nuova corrente artistica, frutto di repertori digitali unici e tuttora non sondati dall’arte contemporanea. La collaborazione tra WASP e il Maestro si prefigge di delineare inediti scenari artistici, in cui routine meccaniche e gestualità scultoree coesistono nel dialogo compositivo dell’opera, generando vasi stampati in 3D dal gusto unico.
Salvatori concepisce questo rapporto con un’intuizione estremamente affascinante: manomettere la perfezione della stampa con una miscellanea di inserzioni ceramiche. Il processo di deposizione del materiale e di incastonatura delle sfere è tema centrale nella collezione Ikebana Rock’n’Roll, al punto da convincere Salvatori a denominare le opere “Composizione 40100”, come scaturite da un dialogo musicale dalle tonalità più svariate. L’artista sconvolge l’algoritmo reiterato pedissequamente dalla macchina con accenti musicali imperfetti, frutto di volta in volta di azioni spontanee e processi ragionati.

vaso stampato in 3d, processo

Le ikebane, proposte da Andrea Salvatori in mostra, trascendono i limiti sperimentali di un’astratta investigazione, rappresentando un territorio concreto in cui stampa 3D e arte ceramica convivono sinergicamente. Il Maestro sfida il confronto con il pubblico, divenendo anche in questo settore, precursore di un nuovo genere in cui WASP si sente rappresentata appieno.


muro stampato in 3d, fronte

Un nuovo sistema di muro stampato in 3D con scala integrata

Un nuovo sistema di muro stampato in 3D con scala integrata

IAAC e WASP presentano un innovativo prototipo di muro stampato in 3D, progettato da IAAC (Institute for Advanced Architecture of Catalonia, Barcellona) e realizzato attraverso la tecnologia Crane WASP in occasione della fine del programma Open Thesis Fabrication (OTF), focalizzato sull’impatto della fabbricazione additiva nel settore delle costruzioni.

Tale muratura continua la ricerca già intrapresa nei casi studio Digital Adobe Wall (IAAC) e Gaia (WASP), la prima casa stampata in 3D in terra cruda, valorizzando le opportunità progettuali della stampa 3D verso l’ottenimento di sistemi architettonici multifunzionali, promuovendo al contempo lo sviluppo di nuovi scenari costruttivi.

muro stampato in 3d, scala

La collaborazione tra WASP, azienda italiana leader nella produzione di stampanti 3D, e IAAC si propone di elaborare concrete soluzioni progettuali per abitazioni sostenibili e a basso costo. Grazie alla rete internazionale stabilita con i centri di ricerca universitari, WASP offre la possibilità di usufruire degli spazi e delle tecnologie aziendali, prendendo parte alle attuali linee di ricerca architettonica.

La tecnologia 3D viene sempre più considerata una strategia costruttiva praticabile grazie all’avanzamento nei metodi di design, continuamente affinati dai programmi accademici. Su questa via il programma Open Thesis Fabrication di IAAC forma ricercatori e professionisti sui metodi di fabbricazione a controllo numerico, favorendo nuove opportunità nell’ambito dell’architettura bioclimatica.

Il prototipo

Il prototipo in scala 1:1 rappresenta una porzione di muro dello spessore di 40 cm, con elementi lignei integrati, a supporto di una scala a sbalzo accuratamente studiata per ancorarsi alla parete. Tale lavoro può essere considerato un significativo passo verso la realizzazione di strutture stampate in 3D in terra cruda con funzione portante. E’ stata, a tal ragione, perfezionata una miscela a base di argilla e fibre di riso da parte di RiceHouse, con altresì l’obiettivo di facilitare il processo di estrusione.

Per il processo di stampa 3D sono occorse 40 ore, con un quantitativo di materiale pari a 2 metri cubi, articolati in maniera tale da conferire al contempo solidità e espressività formale. Alla luce dei risultati ottenuti con Gaia e con tale progetto, Crane WASP diventa uno strumento fondamentale per trasferire le logiche di progettazione a modelli costruttivi reali, agevolando la sperimentazione di innovativi sistemi spaziali e promuovendo il progresso della stampa 3D nell’industria costruttiva.

La collaborazione

Grazie a questa collaborazione, WASP e IAAC sostengono un programma strategico di progetti condivisi, con ricerca e attività finalizzate a stabilire soluzioni di stampa 3D per abitazioni sostenibili a basso costo. L’intenzione è quella di consolidare una rete di partner in tutti i settori, dalla progettazione architettonica alla ricerca universitaria, dalle associazioni umanitarie alle organizzazioni internazionali.

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Ufficio stampa Maurizio Andreoli mail: press@3dwasp.com
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Casa stampata in 3d, fronte

La prima Casa Stampata in 3D generata con la Terra | Gaia

Gaia, la casa stampata in 3d

In occasione dell’evento “Viaggio a Shamballa” e della conferenza “A call to save the world”, WASP presenta Gaia, il primo studio di casa stampata in 3d attraverso la nuova tecnologia Crane WASP con materiali naturali provenienti dal territorio circostante. L’impegno dell’azienda italiana, fin dalle origini nel 2012, è stato costantemente rivolto allo sviluppo di strumenti per la fabbricazione additiva a scala architettonica e l’inaugurazione di Gaia rappresenta un importante traguardo, anche alla luce di tutte le ricerche condotte nei settori di stampa 3d, design e scienza dei materiali, ricerche che nel 2015 si sono concretizzate con la presentazione mondiale della BigDelta WASP 12MT.

Casa stampata in 3d, fronte

Gaia, un nuovo modello di casa ecosostenibile, progettato da WASP e realizzato attraverso la nuova stampante 3d Crane WASP.

Un nuovo modello architettonico ecosostenibile

Gaia, denominata tale per l’utilizzo di terra cruda come principale legante della miscela costituente, può essere considerata un nuovo modello architettonico ecosostenibile con particolare attenzione all’impiego di materiali naturali di scarto, provenienti dalla filiera produttiva del riso e orientati alla realizzazione di murature particolarmente efficienti dal punto di vista bioclimatico e di salubrità degli ambienti. Tale ricerca è stata possibile anche attraverso la collaborazione con RiceHouse, startup italiana che opera nel campo della bioedilizia attraverso l’uso degli scarti provenienti dalla produzione del riso.

3D printed house, lateral

“La vespa vasaia è il nostro modello di sviluppo, un perfetto approccio per costruire case a basso costo con materiale naturale a chilometro zero.”

Massimo Moretti

Materiali naturali e aspetti bioclimatici

Gaia è un modulo altamente performante sia dal punto di vista energetico che della salubrità indoor, con un impatto ambientale quasi nullo. Stampata in poche settimane grazie alla sua muratura non necessita né di riscaldamento né di un impianto di condizionamento, in quanto mantiene al suo interno una temperatura mite e confortevole sia d’inverno che d’estate.

Per la realizzazione di Gaia RiceHouse ha fornito le fibre vegetali attraverso le quali WASP ha sviluppato una mescola composta per il 25% da terreno prelevato in sito (30% argilla, 40% limo e 30% sabbia), per il 40% da paglia di riso trinciata, per il 25% da lolla di riso e il 10% da calce idraulica. La mescola è stata impastata attraverso l’uso della molazza, in grado di rendere il composto omogeneo e lavorabile.

in collaborazione con

3D printed house, wall

Dalla progettazione alla costruzione

Il progetto bioclimatico firmato RiceHouse, oltre a sfruttare l’apporto passivo del sole grazie all’orientamento a Sud-Ovest dove è posizionata una grande vetrata per ottimizzare la luce naturale, è centrato nella definizione delle stratigrafie sia nella copertura, realizzata in legno con un isolamento in calce-lolla (RH300), sia nel massetto contro terra realizzato in calce-lolla, leggero ma termico per permettere di raggiungere un fabbisogno energetico pari a una classe A4. La parete monolitica stampata in 3d è poi stata rifinita internamente con una rasatura in argilla-lolla (RH400), levigata e oliata con oli di lino.

L’involucro esterno, completamente stampato in 3d in sito attraverso la stampante Crane WASP, è stato progettato con la finalità di integrare al proprio interno i sistemi di ventilazione naturale, di isolamento termo-acustico e di impiantistica. La deposizione del materiale a base di terra cruda, paglia e lolla di riso viene controllata attraverso articolati intrecci in grado di conferire al contempo solidità costruttiva e variazione geometrica lungo l’intero sviluppo murario. La versatilità della progettazione computazionale viene infatti resa possibile nella pratica costruttiva grazie alla precisione e alla velocità della tecnologia 3d, ottenendo geometrie complesse, difficilmente replicabili con i sistemi tradizionali di costruzione. La realizzazione dell’involucro stampato in 3d, per un totale di 30 mq di parete dallo spessore di 40 cm, ha richiesto complessivamente 10 giorni, con un costo totale dei materiali necessari per la muratura di 900 €.

Possibili sviluppi e scenari

Sulla base dei dati sperimentati con Gaia è possibile immaginarsi in maniera concreta nuovi scenari economici, in cui un ettaro di risaia coltivata è in grado di produrre 100 mq di superficie costruita.

L’esperienza di Gaia offre l’occasione per divulgare le­ molteplici potenzialità che la stampa 3d può ancora esprimere grazie alle risorse presenti nel territorio agricolo mondiale, garantendo livelli minimi di impatto ambientale a fronte di infinite soluzioni progettuali, indispensabili per le nuove frontiere dell’abitare.

Casa stampata in 3d, Crane WASP

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Progetto: Gaia Inaugurazione: 6-7 Ottobre 2018 Luogo: Via Castelletto 104, Massa Lombarda (RA)  Progettazione: WASP In collaborazione con: RiceHouse Stampante 3d: Crane WASP Superficie: 20 mq Involucro stampato: 30 mq Costo complessivo materiali dell’involucro: 900 € Materiali: Terra cruda, paglia, lolla di riso, calce Tempi di realizzazione: 10 giorni

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FAQ Domande frequenti e approfondimenti

GAIA è il frutto dei nostri 7 anni di ricerca nel campo della stampa 3D e dell’architettura, abbiamo fortemente voluto questo modulo architettonico per dimostrare quello che è l’attuale potenziale della stampa 3D in campo architettonico, con i suoi pregi ed i suoi limiti, e far vivere un’esperienza immersiva ai nostri ospiti.

GAIA è stata costruita con una evoluzione delle tradizionali tecniche di costruzione in terra cruda. Grande importanza in questo tipo di costruzioni è data alla fondazione, fondamentale per evitare pericolose infiltrazioni di acqua dal suolo e per evitare rotture dovute a cedimenti differenziali del terreno. Nel nostro caso la fondazione è composta da parti stampate in malta cementizia e getti di calcestruzzo armato che servono anche per l’incastro della struttura. La muratura in terra cruda poggia quindi su una soletta in calcestruzzo e contiene al suo interno: il sistema di impianti, il sistema di isolamento termico ed il sistema di ventilazione esterna della parete. Il tetto in legno lamellare è sorretto da una struttura a pilastri anch’essi in legno lamellare, incastrati nella fondazione, questo garantisce la fruibilità degli spazi in totale sicurezza.

Le prestazioni termiche hanno superato le aspettative progettuali, e si sono rivelate veramente molto soddisfacenti. La trasmittanza termica media della muratura stampata del modulo è 0,249 W/m2K e rende possibile, grazie alle ottime prestazioni degli elementi di solaio e copertura, la catalogazione di Gaia in classe energetica A4. Stiamo inoltre tenendo monitorati i parametri ambientali interni per avere un riscontro reale dei valori calcolati.

Il modulo architettonico GAIA ha una difesa fisica dagli agenti atmosferici, l’ampio sporto garantisce infatti una buona protezione dalle precipitazioni temporalesche. Il materiale utilizzato infatti non ha alcun tipo di protezione chimica che andrebbe ad alterare la sua composizione, ciononostante non sono stati riscontrati problemi di erosione da dilavamento.

GAIA è stata progettata per essere costruita in Italia nel comune di Massa Lombarda (RA) e quindi rispetta tutte le attuali norme costruttive. La porzione stampata è caricata solamente dal peso proprio e figura come tamponatura esterna alla struttura in legno lamellare che sostiene il tetto. Sebbene il nostro intento sia quello di costruire edifici interamente stampati, al momento la nostra tecnologia non ci permette di fornire alle porzioni stampate una duttilità ed una resistenza tali da consentire un utilizzo di queste a livello strutturale in aree ritenute a rischio sismico.

  1. Design personalizzabile: libertà di forma, dalle più semplici alle più complesse geometrie generabili da software CAD;

  2. Alta efficienza energetica: l’involucro in terra, paglia e lolla, con camere d’isolamento e camere di ventilazione garantisce ottimi valori di trasmittanza

  3. Materiale avanzato: mescolando terra, paglia e lolla di riso, è possibile ottenere un materiale composito e fibrorinforzato adatto alla stampa 3D. La presenza di fibre vegetali infatti limita i ritiri in fase di essiccazione e riduce sensibilmente la fragilità del materiale terra.

  4. Materiale a basso impatto: l’energia necessaria a trasformare il suolo in materiale per la stampa 3D è pochissima, ma ancora meno è quella necessaria al suo smaltimento, infatti se non manutenuto l’edificio tornerà presto ad essere terreno.

  5. Rapidità di costruzione: 2 uomini possono costruire un involucro che protegge 20 mq di superficie calpestabile in 10 giorni.

  6. High Tech / Low Tech: nuova vita a tecniche tradizionali, nel nostro caso un materiale antico come la terra cruda unita alla paglia diventa grazie alla stampa 3D un materiale altamente performante e lavorabile, al pari dei più avanzati materiali da costruzione.

  7. Diffusione del sapere: grazie alla stampa 3D i progetti architettonici possono diventare dei processi in grado di adattarsi a differenti contesti, questo incrementerebbe la possibilità di condivisione a scala globale del sapere connesso al costruire.

  8. Muri curativi: stiamo elaborando un sistema di diffusione di oli essenziali all’interno delle murature dell’edificio per respingere zanzare e parassiti senza utilizzare sostanze nocive. Questo sistema garantirebbe l’utilizzo di repellenti senza avere il contatto diretto con gli utenti della costruzione.

  9. Riutilizzo di materiali: tutti i nostri progetti nascono per essere collocati in un modello economico circolare, per questo motivo materiali di scarto come terreno, rifiuti della filiera agro alimentare e macerie possono essere utilizzati per nuove costruzioni.

I tempi di costruzione sono legati al tipo di materiale che si utilizza:

 

  1. Utilizzando il nostro impasto di terra cruda e paglia è possibile estrudere ad una velocità di 4200 mm/min con un avanzamento massimo in altezza di 300 mm in 24 h per consentire l’essiccazione del materiale. Questo ci ha consentito di stampare una muratura composta da 7 strati alta 2.70 m in 100 ore per un totale di 22 km di percorso macchina. Semplificando la geometria è possibile ridurre i tempi di stampa per raggiungere la quota desiderata, ma ciò non coincide con la nostra volontà di ottenere murature altamente performanti.

  2. Se si intende utilizzare impasti a base cementizia o che in ogni caso mediante una reazione chimica hanno un rapido passaggio di stato (da liquido a solido), è possibile incrementare l’avanzamento in altezza arrivando ad un limite 150 mm/h. La velocità di movimento della stampante invece è correlata alla fluidità del materiale, con materiali ben calibrati è possibile raggiungere i 6000 mm/min.

GAIA rappresenta un caso unico al mondo, perché è la prova tangibile che i principi dell’economia circolare possano essere applicati nel settore delle costruzioni e della tecnologia 3d. Gaia è il frutto di un impiego limitato e ottimizzato delle risorse del territorio agricolo, che attraverso la tecnologia sono state convertite in un complesso involucro edilizio dal minimo impatto ambientale. Crediamo inoltre sia possibile sviluppare materiali adatti all’estrusione utilizzando miscele di materiali reperiti in siti differenti dal nostro, senza trascurare la possibilità di utilizzare detriti e macerie di edifici preesistenti opportunamente triturati e miscelati con nuovi leganti.

GAIA è un modulo architettonico che nasce dalla volontà di dimostrare tutto il potenziale della nostra tecnologia in grado di utilizzare materiali a Km zero, tuttavia sarebbe possibile realizzare lo stesso muro in cemento, andando a perdere però tutti i benefici di una costruzione in materiali naturali.

La forma di GAIA nasce dalla volontà di ottenere la maggior superficie coperta possibile con una unica unità stampante, la pianta circolare permette quindi di massimizzare l’area calpestabile e ridurre la superficie muraria. Tuttavia è possibile stampare edifici con qualsiasi impronta a terra, inoltre la Crane WASP viene composta per soddisfare qualsiasi esigenza dimensionale. È inoltre possibile stampare più piani modificando la Crane WASP durante la stampa, sempre che il materiale utilizzato per la stampa lo consenta.

Per costruire la muratura di GAIA sono stati utilizzati:

 

  1. 800 kg di lolla di riso, 150 kg di paglia di riso, 11000 kg di terra di campo e 800 kg di calce idraulica naturale. La muratura ha una altezza massima di 2.70 m per una superficie totale di 30 mq ed uno spessore che varia da 45 a 35 cm.

  2. La Crane WASP ha un assorbimento a regime di 1,1 Kw/h, mentre il sistema di pompaggio ha un assorbimento sempre a regime di 2,0 Kw/h. Per completare la muratura di GAIA sono stati utilizzati 290 Kw di energia elettrica.

  3. L’intera fase di stampa di 100 h è stata seguita da un addetto alla preparazione del materiale ed uno al controllo stampa, per un totale quindi di 200 h di manodopera.

 

GAIA è un progetto architettonico che comprende molteplici lavorazioni. WASP al momento ha svolto ricerche atte a sviluppare sistemi innovativi per murature e fondazioni.

La valutazione dei costi di costruzione, comparando l’edificio stampato in 3d con gli attuali edifici costruiti con le più diffuse tecnologie, non è corretto perchè non sensibilizza il possibile cliente al valore tecnologico della stampa 3d. Risulta invece adeguato confrontare le opportunità offerte dalla tecnologia 3d in termini di efficienza costruttiva, di articolazione spaziale e di prestazioni energetiche.

Al momento l’azienda intende valutare quale siano le criticità del sistema e portare ad un livello superiore il livello di automazione del processo. Il prossimo passo sarà quello di approcciarsi al mondo dell’edilizia come azienda fornitrice di servizi di stampa 3D in sito. In un successivo momento, quando l’intero sistema avrà raggiunto un alto grado di affidabilità, si procederà alla vendita di tutte le strumentazioni necessarie per la stampa.

L’interesse e lo sviluppo di costruzioni attraverso la stampa 3d è in crescita esponenziale, tuttavia è ancora difficile immaginarsi una vera e propria diffusione sul mercato nei prossimi anni. WASP sarà protagonista nell’evoluzione di tale tecnologia offrendo nuove prospettive costruttive e nuovi modelli dell’abitare.