I più impressionanti progetti di ponti stampanti in 3D
Oggigiorno, la produzione additiva viene ampiamente utilizzata nel settore delle costruzioni. Che si tratti di costruire case, stazioni dei treni o persino torri, la tecnologia 3D offre a ciascun settore grandi vantaggi. Nel campo delle strutture e dei percorsi pedonali urbani, i progetti di ponti realizzati con la stampa 3D sono aumentati in modo significativo negli ultimi anni. Molti paesi stanno ora utilizzando la produzione additiva per costruire queste strutture di collegamento, anche grazie ai loro costi ridotti.
Per saperne di più su questo tipo di progetti e su come la produzione additiva facilita la costruzione di ponti, abbiamo compilato un elenco di alcune delle iniziative più importanti degli ultimi anni, siano esse completate o attualmente ancora in costruzione.
Una passerella realizzata con il 60% di materiale in meno
Anche se sembra difficile da credere, questo progetto è una realtà. Nello specifico, è stata l’Università di Gand a realizzare l’iniziativa di creare una passerella che richiedesse meno materiale e avesse un ridotto impatto ambientale. Nel progetto, l’Università di Gand ha collaborato con Vertico e Technion – Israel Institute of Technology per progettare il ponte pedonale, che non è molto impressionante per le sue dimensioni, quanto in termini estetici, e soprattutto sorprendente per essere un ponte con topologia ottimizzata.
Per questo, hanno utilizzato la loro stampante 3D per calcestruzzo che offre un volume di stampa di 4,5 x 2 x 2,5 m, con un materiale appositamente progettato per questo scopo. In questo modo, l’azienda mira a ridurre le emissioni di CO2 e ad aumentare la produttività nel settore delle costruzioni.
Photo Credit: Vertico
La collaborazione dell’Università Tecnologica di Eindhoven
L’acclamato architetto Michiel van der Kley, insieme a Summum Engineering e Witteveen+Bos ha collaborato con l’Università Tecnologica di Eindhoven (TU/e) alla progettazione del modello 3D per i ponti stampati in 3D più lunghi costruiti per i ciclisti. Il ponte è stato realizzato nel centro di stampa 3D di Saint-Gobain Weber Beamix, che utilizza diversi bracci robotici BAM. Il ponte lungo 29 metri è stato progettato con forme rotonde e naturali per integrarsi con la sua posizione all’aperto.
Acciona stampa un ponte in 3D a Madrid
Potremmo dire che questi sono stati i primi ponti stampati in 3D installati al mondo. Situata ad Alcobendas, a Madrid, la struttura in calcestruzzo è stata creata dalla società spagnola Acciona, che lavora con diverse linee di business, tra cui energia, infrastrutture e, per alcuni anni, produzione additiva. Sebbene Acciona fosse responsabile del processo di stampa 3D, il ponte pedonale in cemento è stato progettato dall’Istituto di Architettura Avanzata della Catalogna. Per quanto riguarda gli aspetti più tecnici, possiamo evidenziare che il ponte è lungo 12 metri e largo 1,75 metri, il che rappresenta una pietra miliare nell’ingegneria civile nel paese iberico. Inoltre, il suo design ha un’architettura organica e biomimetica, che ricorda le forme della natura.
Photo Credit: Acciona
Il primo ponte stampato in 3D nei Paesi Bassi
Nel 2017, la Eindhoven University of Technology (TUE) e la società BAM Infra hanno progettato il primo ponte in cemento stampato in 3D nei Paesi Bassi. Costituito da 800 strati di calcestruzzo, il ponte lungo 8 metri e largo 3,5 metri si trova sopra un fossato e collega così due strade. Come in molte situazioni, TUE e BAM Infra affermano di aver ridotto al minimo, attraverso la stampa 3D, la quantità di calcestruzzo necessaria per costruire una tale struttura. Situato nella città di Gemert, il ponte è stato costruito in soli 3 mesi.
Photo Credit: Bart Maat / EPA
Il ponte in calcestruzzo più lungo di Shanghai
Ben 176 elementi in cemento sostengono il ponte in cemento stampato in 3D più lungo della Cina (originariamente il più lungo al mondo, prima di essere superato da un progetto nei Paesi Bassi), consentendo ai pedoni di attraversare il canale di Shanghai. Il ponte è stato progettato da un team guidato dal professor Wu Weiguo della Tsinghua University e realizzato utilizzando la produzione additiva vicino a Wisdome Bay. Ispirata allo storico Ponte Anji di Zhaozhou (Cina), la struttura pedonale di Shanghai vuole essere rappresentativa del potenziale della tecnologia 3D per progetti di ingegneria di ogni tipo. Per la costruzione sono stati utilizzati due bracci robotici, creando l’arco in calcestruzzo in 450 ore. Il team sostiene che è stato possibile risparmiare due terzi dei costi di implementazione rispetto ai processi di produzione convenzionali.
Photo Credit: JCDA
Un ponte retrattile stampato in 3D
La scorsa estate, la Cina ha presentato un altro ponte progettato in parte grazie alla produzione additiva, questa volta con una caratteristica molto speciale. È stato progettato per ritrarsi in qualsiasi momento ed è controllato da un semplice pulsante collegato tramite Bluetooth. L’intero ponte non è stato stampato in 3D, è semplicemente costituito da pannelli triangolari realizzati su misura dalla produzione additiva in soli 3 giorni. Questi 36 elementi sono stati realizzati con un materiale composito da materiali riciclati. Il ponte è lungo 9 metri e largo 1,5 metri ed è stato installato nel Wisdom Bay Park.
Ponti in 3D per i test di combattimento del Corpo dei Marines
Nel 2019, il Corpo dei Marines degli Stati Uniti ha avuto un programma di formazione per divisioni speciali sul funzionamento sul campo di una stampante ACES (Automated Construction of Expeditionary Structures). Mentre il Corpo dei Marines sta ancora sperimentando l’uso di grandi sistemi di stampanti in calcestruzzo e alluminio, prevede di essere in grado di distribuire questi tipi di stampanti 3D che consentiranno agli ingegneri sul campo di creare strutture di ponti su misura per attraversare qualsiasi divario terrestre. “Le uniche restrizioni in questo momento sono l’elaborazione di accordi di proprietà intellettuale con l’industria“, ha spiegato il capitano Matthew Friedell, team leader della Advanced Manufacturing Operations Cell del Marine Corps Rapid Sustainment Office. Entro i prossimi anni, Friedell prevede che l’industria della produzione additiva e il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti avranno elaborato accordi per l’utilizzo della tecnologia 3D proprietaria.
Fissaggio di un pilastro di sostegno per ponte stampato in 3D durante un’esercitazione al Camp Pendleton, California. (Credito foto: Marine Corps)
A Pedestrian 3D-Printed Bridge in Rotterdam
Una collaborazione tra Royal HaskoningDVC, CEAD e Covestro ha portato alla realizzazione del primo prototipo di ponte pedonale leggero stampato in 3D, realizzato utilizzando un materiale composito termoplastico riempito di vetro. Le aziende sostengono di aver scelto il materiale in quanto i ponti polimerici rinforzati con fibre sono noti per avere un’aspettativa di vita più lunga e costi del ciclo di vita inferiori rispetto all’acciaio. Notano anche che a quanto pare questa è la prima volta che qualcuno ha utilizzato la tecnologia di stampa 3D per realizzare un ponte fatto di parti termoplastiche rinforzate con fibre continue su larga scala. Per la tecnologia, hanno utilizzato la fabbricazione del granulato fuso e il materiale a pellet Arnite AM8527 di Covestro. Nominano una serie di vantaggi per il ponte, tra cui la riduzione dei tempi di costruzione, l’aumento della sostenibilità, la riduzione degli oneri di manutenzione e l’aumento della durata. Attualmente, il ponte esiste solo come prototipo, tuttavia alla fine sarà installato nel parco di Kralingse Bos a Rotterdam.
Plastic-based 3D-Printed Bridge
Nel 2018, la società di costruzioni cinese Shanghai Mechanized Construction Group Co (SMCC) e il produttore di filamenti 3D Polymaker hanno collaborato per sviluppare un ponte originale stampato in 3D per un parco. Realizzato in plastica e destinato ai pedoni, il ponte misura 15,25 metri di lunghezza, 3,8 metri di larghezza e pesa non meno di 5.800 chili. Per raggiungere questo obiettivo, le aziende hanno utilizzato una stampante XXL con un volume di stampa di 24 metri di lunghezza per 4 metri di larghezza. Per il materiale, il team ha utilizzato acrilonitrile stirene acrilato (ASA) caricato con fibra di vetro. Nel 2019, il ponte è stato installato con successo e si prevede che durerà 30 anni nel parco.
Photo credit: Polymaker
Il ponte Diamanti
Un team internazionale di ricercatori e aziende ha sviluppato Diamanti, un ponte modulare in cemento stampato in 3D e presentato alla mostra Time Space Existence alla Biennale di Venezia nel 2025. Il progetto, guidato dal professor Masoud Akbarzadeh in collaborazione con la società svizzera Sika Group, esplora come la geometria computazionale e la fabbricazione robotica possano migliorare l’efficienza e l’adattabilità nella costruzione in calcestruzzo. La struttura è composta da nove segmenti prefabbricati realizzati con una miscela a base cementizia e geometrie cave che riducono l’uso di materiale. Questi segmenti sono assemblati utilizzando cavi di acciaio post-tesi, senza adesivi, rendendo il ponte smontabile e riciclabile. Finora sono state costruite due versioni: un prototipo di 2,5 metri esposto a Venezia e una versione di 10 metri testata strutturalmente in Francia.
(Crediti foto: Vertico 3D)
Il ponte Da Vinci
Il Ponte Da Vinci appena inaugurato a Bari dimostra come la stampa 3D possa fondere la visione storica con l’innovazione sostenibile. Costruita con la stampante 3D su larga scala di WASP, la struttura è stata prodotta in 13 blocchi ad incastro utilizzando una malta realizzata con scarti di pietra e calce, dando nuovo scopo ai sottoprodotti della lavorazione del marmo e della pietra. Ispirato al design cinquecentesco di Leonardo da Vinci, il ponte si basa sulla precisione degli elementi stampati in 3D per raggiungere la sua forma autoportante. Questo progetto non solo dà vita al concetto di da Vinci, ma mostra anche come la fabbricazione digitale possa ridurre l’impatto ambientale nell’edilizia moderna.
Photo Credit: WASP
Il ponte Phoenix
Concludiamo la nostra lista con il ponte stampato in 3D Phoenix, una struttura progettata dal produttore svizzero di cemento Holcim. Il progetto è stato sviluppato in collaborazione con ETH Zurich, incremental3D e Zaha Hadid Architects. Costruito con 10 tonnellate di materiale riciclato, il ponte ha ottenuto una riduzione del 25% della sua impronta di carbonio. Holcim ha creato l’inchiostro da stampa personalizzato, un mix realizzato interamente con calcestruzzo riciclato. Secondo l’azienda, la produzione additiva ha ridotto l’uso di materiali del 50% mantenendo lo stesso livello di prestazioni.
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