L’edilizia del futuro: I robot costruttori

Nei secoli necessità di varia natura hanno spinto l’uomo a costruire; da organismi semplici come i dolmen dell’epoca preistorica o le capanne, dove ripararsi dal freddo e dagli animali selvatici, per poi immaginare e realizzare strutture sempre più complesse, imponenti e magnifiche, come le Piramidi ed i Templi, o di alta funzionalità, come gli acquedotti romani.

La continua ricerca e l’adozione di nuovi materiali, sempre più resistenti, e, in alcuni casi, anche più duttili, hanno permesso inoltre la realizzazione di strutture multiforme, verticalizzate e orizzontalizzate all’estremo, ma anche confortevoli, fatte “a misura d’uomo”. Certo, l’urbanizzazione degli albori non ha seguito un processo ed un progetto organizzato, permettendo spesso lo scempio della natura a dispetto di uno spasmodico desiderio di “abitare lo spazio”, anche se oggi i concetti di salvaguardia ambientale e soprattutto di biocompatibilità dei materiali sono sempre più sentiti nell’ambito costruttivo. Accanto alla costruzione di opere edilizie che siano a basso impatto ambientale, c’è sempre una maggiore necessità di ridurre i tempi di consegna dei manufatti, con un occhio particolare a quelli di pubblica utilità.
A tal proposito ci viene in aiuto la robotica, che fonde le sue capacità di intervento e realizzazione con la stampa 3D. Questo connubio è stato realizzato dalla startup olandese MX3D che ha realizzato una sorta di robot-operaio specializzato a cui è stata integrata una stampante 3D che gli permette di realizzare elementi di forme complesse e di qualsiasi misura, adoperando anche materiali che rispettino l’ambiente.
La progettazione del manufatto edile avverrà tramite un software realizzato dalla famosissima azienda Autodesk in collaborazione con la società di costruzioni Heijmans ed altri grandi partner.
Il robot- costruttore è dotato di 6 assi ed il suo primo compito è stato quello di realizzare una struttura in acciaio inossidabile a mezz’aria grazie ad un braccio capace di “stampare acciaio”, e non solo, con la tecnica “Printing outside the box”, senza quindi avere necessità di una scatola per la stampa, come comunemente accade. La stampa dell’acciaio avviene grazie ad un meccanismo presente all’interno del braccio robotico che fonde il materiale a 1500 °C, permettendo così alla stampante integrata di tessere e modellare la struttura in real-time.
Prima di raggiungere il via libera per l’attuazione di un progetto, gli ingeneri hanno dovuto superare non poche difficoltà, tra cui l’intasamento dell’erogatore del materiale della stampante 3D e qualche esplosione. Alla fine però il primo test definitivo ha portato ad un grande successo, la prima struttura reticolare in acciaio, simile ad un ponte, che riesce a sorreggere una persona.

 

 

Dopo il test di validazione finalmente il primo vero progetto, costruire un ponte ad Amsterdam che servirà a pedoni e ciclisti per attraversare uno degli innumerevoli canali che caratterizzano la città vecchia, la cui forma, innovativa sia dal punto di vista estetico che al tatto (la stampa va a stratificare l’acciaio conferendogli un aspetto ruvido e tramato, simile ad un tessuto) è stata ideata dal designer, compatriota del robot costruttore, Joris Laarman. Per la sua realizzazione ci sono voluti 4 bracci robotici e circa sei mesi.

 

Il ponte dovrà poi essere collocato nella posizione prestabilita e si dovranno prevedere delle passerelle per accedervi; inoltre nel progetto sono inclusi dei sensori per la continua verifica di sicurezza e dei pannelli per consentire l’attraversamento.
Per ora è evidente che i tempi di realizzazione sono dilatati, e legati all’esecuzione in fabbrica per verificare, non solo il processo di costituzione dell’opera, ma anche l’andamento del robot-operaio; inoltre non è ancora chiaro quale sarà il comportamento del materiale nel tempo, dopo essere stato nuovamente fuso e rimodellato. Certamente l’obiettivo ultimo è quello di una costruzione in opera, pensando soprattutto a luoghi impervi e difficilmente raggiungibili da personale e materiali, ma anche quello di ottenere strutture che, a parità di resistenza ed affidabilità, si compenetrino con l’ambiente anche grazie alle particolari forme che possono assumere e ai materiali che potranno essere adoperati.

 

A cura di Ilaria Marrazzo.

 

 

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L' autore

I contenuti sono a cura di Davide Emanuele Betto, architetto e docente di tecnologia presso la S. S. I “Dante Alighieri” di Catania. Il professor Betto è formatore ed esaminatore EIPASS, e webmaster del sito didattico di Tecnologia educazionetecnica.dantect.it. Ha collaborato alla stesura delle ultime edizioni dei libri di tecnologia.

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