Cand tehnologia face imposibilul posibil: case printate 3D

Construcția unei locuințe a fost, timp de secole, un proces lent și complex, cu multe resurse implicate, de la muncă manuală la materiale costisitoare. Însă, în ultimii ani, o inovație tehnologică tot mai vizibilă promite să schimbe regulile jocului: imprimarea 3D a caselor. Această metodă presupune realizarea pereților structurali ai unei clădiri cu ajutorul unei imprimante de mari dimensiuni, care extrudează un material asemănător betonului, strat cu strat, pe baza unui plan digital.

Ce este o imprimantă 3D pentru construcții?

Imprimanta 3D utilizată în construcții este o versiune uriașă a celor clasice folosite pentru obiecte mici, însă adaptată pentru a lucra cu materiale mai grele și durabile, cum ar fi pasta de beton. Sistemul funcționează similar imprimării FDM (depunere de filament topit), dar în loc de plastic, utilizează compuși pe bază de ciment care sunt depuși în straturi succesive, formând astfel pereții unei case.

Aceste mașini pot ridica pereții exteriori și interiori ai unei locuințe într-un timp record, economisind considerabil resursele implicate. Totuși, imprimanta 3D nu construiește întreaga casă: instalațiile electrice, feroneria, ferestrele sau acoperișul sunt montate ulterior, prin metode clasice.

Unde se folosește această tehnologie?

Deși este o tehnologie emergentă, imprimarea 3D a caselor a fost deja testată în mai multe țări. De exemplu, în România există deja câteva prototipuri, iar companiile interesate explorează posibilitatea implementării pe scară largă. În lume, țări precum Emiratele Arabe Unite, Arabia Saudită, Italia sau China au făcut pași importanți pentru integrarea acestei metode în industria construcțiilor. În Dubai, autoritățile și-au propus ca până în 2030, 25% dintre clădirile orașului să fie construite prin imprimare 3D.

Avantajele caselor imprimate 3D

1. Eficiență crescută: O casă de dimensiuni medii poate fi „tipărită” în doar câteva zile, în comparație cu săptămânile sau lunile necesare prin metode tradiționale.
   
2. Reducerea costurilor: Prin utilizarea optimizată a materialelor și a muncii automatizate, costurile pot scădea semnificativ. Spre exemplu, costul unui metru pătrat de perete poate fi redus la mai puțin de jumătate.
   
3. Sustenabilitate: Unele imprimante folosesc materiale reciclate sau eco-friendly, iar cantitatea de deșeuri rezultate este minimă. Există și variante de imprimante care funcționează cu energie solară.
   
4. Flexibilitate în design: Imprimarea 3D permite realizarea unor forme arhitecturale complexe, cum ar fi pereți curbați sau fațade unice, care ar fi foarte costisitoare cu metodele clasice.
   
5. Accesibilitate: În zonele afectate de dezastre naturale sau în regiunile sărace, această tehnologie poate oferi rapid adăposturi durabile la costuri reduse.

Limitările tehnologiei

Totuși, imprimarea 3D în construcții are și câteva provocări. În primul rând, costul imprimantei este foarte mare, putând ajunge până la 300.000 euro sau mai mult. Apoi, trebuie adăugate cheltuieli suplimentare pentru transport, instalare, instruirea personalului și modelarea digitală a construcției.

O altă problemă este lipsa unei reglementări clare. În multe țări, inclusiv România, standardele de siguranță în construcții sunt rigide și nu includ încă tehnologii de acest tip, ceea ce face mai dificilă autorizarea caselor tipărite.

De asemenea, imprimantele actuale pot construi doar structura casei. Restul lucrărilor, instalațiile, finisajele, acoperișul, trebuie realizate separat, cu echipe specializate.

Ce urmează?

Tehnologia este în continuă dezvoltare. Se lucrează la extinderea tipurilor de materiale compatibile cu imprimarea 3D, inclusiv materiale naturale sau biodegradabile. Companii precum Winsun (China) și WASP (Italia) investesc în proiecte pilot care dovedesc că este posibil să construiești rapid, durabil și ecologic.

Pe termen lung, imprimarea 3D ar putea deveni o soluție viabilă pentru construcția de locuințe în masă, în special în zone cu deficit locativ sau în situații de urgență. Deși mai este cale lungă până la o casă complet imprimată 3D, pașii făcuți până acum sugerează că această tehnologie nu este doar o idee futuristă, ci o realitate tot mai prezentă.

Prima casă 3D fără ciment din Germania

Prima clădire modulară imprimată 3D cu beton fără ciment a fost construită în orașul Beckum, din Renania de Nord-Westfalia, Germania. Această realizare marchează un pas important în direcția unor tehnologii de construcție mai sustenabile și eficiente. Proiectul a fost rezultatul colaborării dintre Roser GmbH, specializată în prefabricate tipărite 3D, MC-Bauchemie, dezvoltator de soluții chimice pentru construcții, și biroul de arhitectură MENSE KORTE. Împreună, au finalizat în 18 luni o locuință de mici dimensiuni cu un design curajos și ecologic.

Design curbat și beton ecologic, fără ciment

Una dintre caracteristicile remarcabile ale acestei construcții este fațada eliptică, care se curbează elegant spre exterior, o formă imposibil de obținut cu metodele clasice. Forma a fost concepută cu ajutorul unui software de design arhitectural adaptat imprimării 3D, ceea ce a permis libertate totală de creație. Înainte de imprimare, s-au făcut testări ample pentru a obține o rețetă de beton fără ciment, dar cu performanțe excelente în ceea ce privește rezistența și estetica. Scopul proiectului a fost reducerea semnificativă a emisiilor de CO2, fără a sacrifica durabilitatea construcției. Astfel, această inițiativă devine un model pentru viitoarele construcții ecologice realizate cu imprimante 3D.

Primul cartier de case 3D din lume prinde viață în Mexic

Într-o regiune săracă din Mexic, a început construcția primului cartier de locuințe imprimat 3D din lume. Primele două case au fost finalizate în 2019 cu ajutorul unei imprimante 3D uriașe, iar planul este ca până la sfârșitul anului viitor să fie ridicate în total 50 de locuințe. Acestea sunt destinate familiilor care trăiesc în adăposturi improvizate din materiale precare. Având în vedere că zona este expusă riscului seismic și inundațiilor, casele sunt proiectate să fie solide și rezistente în fața acestor pericole naturale.

Tehnologie inovatoare și implicare comunitară

Proiectul este inițiat de ONG-ul New Story, care a construit peste 2.700 de case în America Latină din 2014 până în prezent. De data aceasta, ONG-ul a colaborat cu ICON, o companie de tehnologie din Austin, SUA, care a dezvoltat imprimanta 3D Vulcan II. Mașinăria, înaltă de 10 metri, produce un amestec special de beton care se întărește rapid și este mai rezistent decât cel convențional. Vulcan II poate construi simultan două locuințe de câte 46 de metri pătrați în doar 24 de ore, ceea ce înseamnă un timp de execuție la jumătate față de metodele tradiționale.

ONG-ul local ECHALE identifică familiile care vor locui în noile case, iar beneficiarii participă la designul locuințelor. Fiecare casă include două dormitoare, o baie, bucătărie și living, toate distribuite eficient pe o suprafață modestă. Familiile contribuie financiar cu 20–30% din venit, pentru a încuraja sentimentul de responsabilitate și apartenență. Acest proiect reprezintă un exemplu inovator de folosire a tehnologiei 3D pentru locuințe accesibile și durabile.