La gestione dei rifiuti derivanti dall’estrazione nelle cave di pietra rappresenta una sfida significativa, con la polvere di roccia che può costituire fino al 40% della produzione totale nelle cave di Ticino, Svizzera. Per affrontare questo problema, i ricercatori del Politecnico federale di Zurigo (ETH) e della Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana (SUPSI) hanno sviluppato una innovativa stampante 3D che trasforma questi scarti di pietra in elementi architettonici.
La tecnologia utilizzata è nota come binder jetting (BJT), un processo di stampa 3D che solidifica specifiche aree di materiale granulare strato per strato mediante l’uso di un legante. Tuttavia, i ricercatori dell’ETH di Zurigo hanno sviluppato un metodo che supera i limiti comuni del BJT, proponendo un legante alternativo a base di geopolimero, una sostanza che migliora notevolmente la resistenza delle parti stampate.
Il team ha utilizzato il getto di legante geopolimerico per consentire un’ampia gamma di materiali e ottenere velocità di costruzione più elevate. Durante i test, è stato dimostrato che le parti stampate con questo processo hanno una resistenza simile a quella del calcestruzzo, ma con un’impronta di carbonio inferiore. Nonostante queste innovazioni, le parti stampate con il metodo BJT attuale rimangono fragili, con leganti organici che continuano a rilasciare composti organici volatili per diverse settimane dopo la produzione e che presentano scarsa resistenza al fuoco e agli agenti atmosferici.
Come caso di studio, i ricercatori hanno utilizzato il processo di stampa 3D per creare un sistema di pavimentazione ottimizzato, realizzato con materiale di scarto proveniente da una cava di marmo in Ticino. Questo esempio dimostra come la stampa 3D di forme strutturalmente complesse può ridurre il consumo di materiale e promuovere l’uso di risorse locali riciclate.
I risultati di questa ricerca, tra cui un modello di sistema di pavimentazione, saranno esposti alla Biennale di Architettura di Venezia 2023. Si spera che questa innovazione nel campo della stampa 3D contribuirà a risolvere il problema della gestione dei rifiuti nelle cave di pietra, trasformando materiali di scarto in elementi di costruzione utili e riducendo l’impatto ambientale dell’industria delle costruzioni.
