Sperimentazione Sismica di Strutture in Calcestruzzo Stampato 3D
L’Università di Bristol ha realizzato uno dei primi test sismici su scala reale nel Regno Unito per valutare il comportamento di un’abitazione in calcestruzzo ottenuta tramite stampa 3D robotizzata. Impiegando il tavolo vibrante più capiente del Paese, in grado di sostenere masse fino a 50 tonnellate, il team ha simulato sollecitazioni corrispondenti a scosse di intensità crescente. Lo scopo è mappare la risposta dinamica delle pareti stampate strato dopo strato, confrontandola con le performance di analoghe costruzioni tradizionali.
Allestimento del Prototipo e Strumentazione
Per la prova è stata impiegata una stampante a portale dotata di braccio robotico, capace di deposizione controllata di miscele cementizie ad alto scorrimento. Il modulo prefabbricato riproduceva le dimensioni reali di una piccola abitazione unifamiliare, completo di setti portanti e tramezzi interni. Sensori di accelerazione, trasduttori di spostamento e telecamere stereoscopiche sono stati posizionati sui punti critici per registrare fessurazioni, deformazioni e movimenti relativi tra gli elementi.
Protocollo di Test e Fasi di Carico
Le prove si sono articolate in una sequenza progressiva di scosse: inizialmente a bassa frequenza per individuare soglie di insorgenza di microcrepe, quindi con ampiezze e velocità di picco maggiori, fino a replicare movimenti tipici di terremoti di magnitudo moderata. Ogni “evento sismico” è stato monitorato in tempo reale: i dati acquisiti permetteranno di ricostruire curve forza-spostamento e modelli di danneggiamento, fondamentali per valutare resilienza e duttilità di queste strutture innovative.
Confronto con Costruzioni Convenzionali
Parallelamente, gli stessi test sono stati eseguiti su un doppione realizzato in calcestruzzo armato tradizionale, con casseforme prefabbricate e reinforzo in acciaio. Il confronto diretto offrirà indicazioni su aspetti quali l’adesione tra gli strati di calcestruzzo estruso, il comportamento dei giunti orizzontali e il modo in cui vengono distribuite le tensioni durante le oscillazioni orizzontali.
Progress Group e il Sistema SPI
Nell’ambito delle tecnologie di stampa 3D per il calcestruzzo, l’azienda altoatesina Progress Group ha introdotto il processo Selective Paste Intrusion (SPI). Installato nello stabilimento di Bressanone, SPI utilizza paste ad elevata fluidità depositate con risoluzione di 3 mm: il materiale viene collocato solo nei punti di necessità strutturale, riducendo sprechi e ottimizzando il peso complessivo degli elementi stampati.
Sviluppi negli Stati Uniti: UNM e Cemento Auto-rinforzato
Alla University of New Mexico, il gruppo guidato dalla professoressa Maryam Hojati ha realizzato un calcestruzzo ultra-duttilè autoprotetto grazie all’integrazione di fibre polimeriche nella miscela. Questo innovativo materiale supera la fragilità tipica del calcestruzzo stampato, sopportando forze di trazione e flessione senza impiego di barre metalliche, e rappresenta un passo avanti verso componenti 3D senza la necessità di inserire armature in acciaio.
Prospettive Normative e Applicazioni Future
I risultati emersi dai test di Bristol si riveleranno fondamentali per aggiornare le norme tecniche sulle costruzioni in zona sismica e per definire linee guida specifiche per l’additive manufacturing in edilizia. Applicazioni pratiche includono alloggi temporanei post-emergenza, moduli abitativi prefabbricati e infrastrutture leggere, dove la velocità di realizzazione unita alla sicurezza strutturale rappresenta un vantaggio competitivo.
