Calcestruzzo Heidelberg Materials per il primo edificio antisismico realizzato in Italia con stampa 3D

A Montalto di Castro il primo edificio antisismico stampato in 3D

Heidelberg Materials ha fornito un materiale cementizio innovativo per la costruzione di un piccolo edificio industriale e del sistema di fondazione di alcune attrezzature elettriche.

Infatti, questa realizzazione è parte di una sottostazione nell’impianto BESS (Battery Energy Storage System) all'interno della centrale elettrica "Alessandro Volta" a Montalto di Castro (VT).

I prototipi stampati in 3D rappresentano un'importante svolta tecnologica nel settore, poiché la produzione additiva consente di ridurre significativamente i tempi di costruzione e di migliorare la sostenibilità delle opere.

Oltre a una riduzione delle tempistiche di costruzione e a una riduzione nel consumo di materiale a beneficio della sostenibilità ambientale, questa tecnologia costruttiva si distingue per la sua notevole adattabilità alle esigenze progettuali specifiche.

Lo conferma l'ing. Martina Palomba, ricercatrice presso i laboratori di Ricerca e Sviluppo di Heidelberg Materials, sul blog di Heidelberg Materials: «Grazie all’alto grado di digitalizzazione la stampa 3D consente di aumentare la sicurezza in cantiere e di costruire strutture con forme complesse e dettagli personalizzati che sarebbero difficili o impossibili da realizzare con metodi tradizionali».

Inoltre, essendo il processo di stampa 3D quasi completamente automatizzato, è richiesto alla squadra di tecnici solo la verifica della qualità del materiale miscelato e pompato e il controllo dei parametri di stampa, come la velocità di estrusione del filamento o la geometria di ogni singolo blocco.

Elementi realizzati offsite e poi assemblati in loco

Sul blog di Heidelberg Materials si apprende che gli elementi stampati in 3D per la centrale elettrica di Montalto di Castro sono stati prodotti nell'area industriale di Volla (NA), grazie alla collaborazione con l'Università degli Studi di Napoli Federico II e con Etesias, spin-off della stessa Università. Successivamente, questi elementi sono stati trasportati a Montalto e assemblati in loco da una squadra di operai specializzati.

Un braccio robotico ha realizzato i due plinti di fondazione, le pareti e altri componenti depositando un filamento continuo di materiale stampabile in 3D.

Il tutto è stato eseguito seguendo un modello digitale e un percorso predefinito, sviluppato con l'ausilio di software specializzati.

Per approfondire su questo progetto
Innovazione e Sostenibilità a Montalto di Castro: il Futuro delle Costruzioni attraverso la stampa 3D del calcestruzzo
Attraverso una proficua collaborazione, Enel Green Power e l'Università di Napoli Federico II hanno realizzato la prima struttura industriale in Italia stampata in 3D (in calcestruzzo) a ottenere l'autorizzazione sismica, dimostrando la fattibilità di questa tecnologia innovativa anche in contesti sismici. >>> Leggi l'articolo

Cosa sappiamo sul calcestruzzo per la stampa 3D sviluppato da Heidelberg Materials

Il materiale cementizio utilizzato per la stampa 3D degli elementi è l'i.tech 3D, prodotto da Heidelberg Materials. Si tratta di un materiale innovativo, sviluppato appositamente per la stampa 3D del calcestruzzo, e riciclabile al 100%. Completamente minerale, i.tech 3D contiene un legante con un'impronta di carbonio ridotta di circa il 55% rispetto al tradizionale cemento Portland, rendendolo una soluzione più sostenibile.

Questo materiale all'avanguardia è stato già impiegato nel 2020 per la realizzazione dei primi edifici residenziali stampati in 3D in Germania. >>> Scopri di più

I vantaggi della stampa 3D in edilizia

Sebbene il calcestruzzo stampabile sia attualmente più costoso rispetto a quello tradizionale, il processo di costruzione risulta decisamente più veloce e conveniente, con un risparmio di tempo di almeno il 50%. Uno dei principali vantaggi è l'eliminazione dell'uso della cassaforma, una struttura temporanea necessaria nelle tecniche tradizionali per contenere il calcestruzzo fino alla sua maturazione. Inoltre, il materiale cementizio utilizzato nella stampa 3D ha un tempo di indurimento inferiore rispetto al calcestruzzo tradizionale.

Se la stampa degli elementi avviene direttamente in cantiere, si ottiene anche un risparmio sui costi di trasporto, migliorando la sostenibilità e l'efficienza complessiva del progetto.

Questo sistema richiede anche una minore quantità di materiale (fino a circa il 50% in meno), perché la stampa 3D ottimizza la distribuzione del calcestruzzo rispetto alle tecnologie tradizionali e riduce i rifiuti. Diminuendo le quantità di materiale, si ha anche un minore impatto ambientale in termini di CO₂ prodotta.

La storia del 3D Printing

Dal 2015, Heidelberg Materials ha iniziato a studiare la tecnologia di stampa 3D nel settore del cemento nei propri laboratori di ricerca e innovazione, ottenendo risultati significativi. La formulazione cementizia sviluppata si adatta a tutte le principali tipologie di stampanti disponibili sul mercato. Una volta miscelato con acqua, il materiale è sufficientemente fluido per essere pompato e trasportato dalla macchina miscelatrice fino all'ugello, ma, una volta estruso, riesce a sostenere il proprio peso e quello dei successivi strati senza deformarsi.

Negli anni, Heidelberg Materials ha perfezionato le sue competenze tecniche per migliorare continuamente il prodotto e aumentarne la sostenibilità. I laboratori di Ricerca e Sviluppo sono dotati di stampanti 3D per testare e validare il materiale durante tutte le fasi di stampa. Il progetto di ricerca ha coinvolto un team multidisciplinare di circa 15 persone, tra ingegneri, chimici dei materiali, architetti e tecnici, totalizzando oltre 15.000 ore di ricerca.