Deja cred că a auzit toată lumea despre imprimantele 3D. Încercarea de a printa o pizza a stârnit senzație. Foarte interesante sunt și miile de obiecte din plastic dintre care unele au și angrenaje funcționale. Pe Stația Spațială Internațională deja funcționează un printer 3d proiectat și construit special pentru condițiile de microgravitate. Alte direcții de cercetare și inovare duc spre printarea de țesuturi vii și proteze în medicină.
Un print 3d pentru o casă părea însă imposibil cu numai câțiva ani înainte! Dar există deja rezultate și în acest domeniu.
Print 3d cu beton
Există prototipuri de imprimante 3d care folosesc betonul ca material de bază.
Un exemplu este cel al lui Andrey Rudenko, iar cel de-al doilea al companiei chineze WinSun Decoration Design Engineering Co. Compania chineză a realizat deja o serie de construcții printând nu construcții întregi, ci ”subansambluri”. Oricum ai lua-o, este un mare pas înainte.
Aceste tehnologii pot furniza, ce-i drept, doar piese din beton.
În România, ele cu greu prezintă vreun interes imediat deoarece condițiile seismice impun folosirea betonului armat. La nivelul actual ar putea fi luate în considerare cel mult pentru realizarea unor elemente nestructurale, prefabricate. De altfel, compania chineză așa le și pune în operă, ca elemente prefabricate.
Print 3d cu metal
Rezultate remarcabile au și alte companii, cum este Arup.
Aceasta a realizat piese metalice a căror geometrie sofisticată pornește de la eforturile pe care fiecare reper în parte le va suporta. Aceasta va duce la consumuri optime de material și greutate scăzută.
Aparent, prin soluțiile ce vizează betonul și metalul, s-a acoperit tot ce este necesar pentru structura de rezistență, dar numai aparent.
De la proiecte de case obișnuite, la case printate 3D
Construcțiile în viitor anunță o revoluție. Un nivel ridicat de automatizare/robotizare va acționa exact asupra componentei care, cel puțin în România, va deveni tot mi costisitoare: manopera.
Fostul nostru coleg, Adrian Costoiu, este inginer structurist în Australia. Principiul după care se aleg tehnologiile de construcții acolo vizează economia de manoperă. În România un muncitor în construcții este plătit cu 300-700 Euro/lună. Închipuiți-vă costurile atunci când un salariu va fi de 1000-2000 Euro/lună, sau chiar mai mult.
Dacă o astfel de tehnologie va reuși să economisească fie și numai 10-20% din prețul manoperei, impactul va fi cu adevărat major.
Altfel de structuri de rezistență
Probabil că în România și în celelalte țări în care activitatea seismică este un factor determinant în proiectarea construcțiilor, vor trebui găsite soluții care să asigure nu numai automatizarea lucrărilor de construcții, dar și rezistența necesară.
La o primă vedere, par deja să existe mai multe soluții:
- Realizarea prin tehnologie 3d a unor elemente nestructurale similare cu cele printate de compania chineză care să fie, la rândul lor, cofraje în care să poată fi turnate elemente armate din beton.
- Realizarea unor noi tipuri de betoane armate nu cu bare din oțel, ci, de exemplu, cu fibră din carbon, o microarmare. Un astfel de material ar avea un comportament similar pe toate direcțiile la tipuri similare de efort.
- Realizarea unor construcții cu izolarea bazei, astfel încât acestea să nu mai fie supuse și forțelor seismice.
Odată ce soluțiile vor fi găsite, vom avea nevoie de normative de proiectare care să permită inginerilor structuriști proiectarea unor astfel de structuri. În cazul dezvoltării unui beton bazat pe ceea ce mai sus am numit microarmare (cu fibre de carbon amestecate în toată masa betonului), care ar putea să asigure teoretic un comportament bun și la întindere, ar trebui dezvoltate și standarde pentru acesta, în paralel cu normativele de proiectare.
Principalul obstacol în calea implementării acestor inovații cred că va fi în primul rând inerția factorilor decidenți. Acest tip de materiale și tehnologii vor trebui rafinate, detaliate și verificate în institute de cercetare în construcții, cum este INCERC în România, împreună cu facultățile de construcții.
Altfel de proiecte de case
Printul 3d va impune cu siguranță și un mod aparte de a realiza proiecte de casă. Ele vor trebui să folosească forme și structuri adecvate tehnologiilor care vor evolua din ceea ce aceste tatonări ne oferă.
Dar odată ce sistemele vor fi corect definite, testele și agrementările obținute, aplicabilitatea acestora nu va fi limitată la construcțiile mici, cum sunt proiectele de case. Vom vedea în viitor ca semn distinctiv al șantierelor, nu numai macaralele cu care ne-am obișnuit în ultima sută de ani, ci și eșafodajele unor imense imprimante 3d.
Interesant este că inovațiile par să mute centrul de greutate dinspre munca fizică, grea, spre creație și proiectare, spre cercetare. Probabil că societatea viitorului va avea mult mai mulți arhitecți și ingineri decât zidari.
Citește și ”Viitorul (apropiat) în construcții”.
