Un nuovo materiale di stampa 3D per costruzioni capace di catturare CO₂

La Oregon State University e il Sandia National Laboratory hanno ricevuto una sovvenzione triennale di 540.000 dollari dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti per esplorare la possibilità di catturare l’anidride carbonica delle emissioni industriali e incapsularla in forma mineralizzata in materiali da costruzione stampati in 3D. L’obiettivo dei ricercatori è rendere più green un settore importante dell’economia, quello delle costruzioni, che è ad oggi altamente inquinante. Lo studio sarà condotto da un team guidato da Pavan Akula, professore assistente di ingegneria civile presso l’OSU College of Engineering, e composto da ricercatori del Sandia, dell’Indian Institute of Science, dell’Indian Institute of Technology Roorkee e dai due partner industriali, Graymont e Verdant Building Alternatives.

Il settore del cemento è uno dei più inquinanti

Negli ultimi anni la questione del riscaldamento globale e la necessità di adottare misure atte a diminuire il surriscaldamento globale e a tutelare l’ambiente sono sempre più numerose. Se prendiamo in considerazione soltanto l’industria delle costruzioni, saremmo sorpresi di scoprire che da sola essa è responsabile della generazione del 13% delle emissioni globali di CO₂. La stampa 3D è vista come una possibile soluzione al problema e già da diversi anni i progetti di stampa 3D con calcestruzzo hanno iniziato a moltiplicarsi. Eppure, secondo i ricercatori che hanno dato il via a questo studio, il problema starebbe proprio nel materiale utilizzato.“Negli ultimi anni, la tecnologia di stampa 3D per il calcestruzzo ha guadagnato popolarità nella costruzione di edifici in quanto è un’alternativa più sostenibile: riduce sia i rifiuti che i costi di trasporto. Tuttavia, la maggior parte della stampa 3D del calcestruzzo si basa ancora solo su materiali tradizionali che sono veramente ad alta intensità di carbonio“, ha commentato il professor Pavan Akula.

Il cemento Portland, sviluppato in Inghilterra all’inizio del 1800, è il tipo più comune di legante utilizzato nel calcestruzzo. Di solito viene prodotto estraendo, macinando e riscaldando argilla e calcare in forni industriali a temperature fino a 2.820 gradi Fahrenheit. Il processo altera la chimica dei materiali e crea il “clinker”, componente principale del cemento. Questo processo però genera anche grandi quantità di anidride carbonica.

Un nuovo materiale di stampa 3D per costruzioni più sostenibili

In che modo dunque la stampa 3D può intervenire nella risoluzione di questa problematica? Il progetto si propone di catturare la CO₂ emessa dalle industrie della calce e del cemento e sviluppare leganti sostenibili in grado di immagazzinare e mineralizzare l’anidride carbonica catturata nei componenti edili stampati come i muri. “Il nostro progetto mira a sviluppare tecnologie e materiali in grado di ridurre significativamente l’impronta di carbonio dei materiali utilizzati nella stampa 3D”, ha affermato Akula. La questione è particolarmente importante poiché si prevede che la domanda di calcestruzzo continuerà a crescere, così come la tendenza verso l’urbanizzazione a livello globale. L’utilizzo dunque di nuove tecnologie è essenziale per affrontare i problemi del presente, così come nuovi materiali e modi di fare sono e saranno necessari in futuro per affrontare un mondo in continua evoluzione. Queste nuove soluzioni potranno permettere di raggiungere gli obiettivi stabiliti nel trattato di Parigi. Firmato nel 2015, il trattato internazionale stipulato tra gli Stati membri della Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici, prevede di contenere l’aumento della temperatura media globale al di sotto della soglia di 2 °C oltre i livelli pre-industriali, e di limitare tale incremento a 1.5 °C, poiché questo ridurrebbe sostanzialmente i rischi e gli effetti dei cambiamenti climatici.

Questo non è l’unico progetto in corso con questo obiettivo, abbiamo più volte trattato della questione della sostenibilità nella produzione additiva e di progetti innovativi che contribuiscono tramite l’uso delle tecnologie 3D a tutelare l’ambiente. Questo tramite la stampa 3D con materiali plastici provenienti dai rifiuti e dunque dal riciclo, di nuove gamme di materiali utilizzabili nelle costruzioni, come l’argilla o materiali di origine biologica, fino a più recenti iniziative come il progetto europeo ConstructAdd, che studia i benefici dell’adozione del metallo come materiale di stampa 3D nei settori edile e automotive.

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Crediti foto copertina: COBOD