L'impatto ambientale del settore edile è una preoccupazione crescente.Alcuni
I ricercatori si sono rivolti alla produzione additiva, ovvero alla costruzione di strutture strato per strato, che viene spesso eseguita con una stampante 3D.Questo progresso ha iniziato a trasformare il settore delle costruzioni in termini di riduzione dei rifiuti, ma anche i materiali utilizzati nel processo devono essere sostenibili.Sarbajit Banerjee, Ph.D., Principal Investigator del progetto
Ad esempio, i progetti di costruzione che utilizzanoil calcestruzzo ha dimostrato il potenziale per la produzione additiva di strutture edilizie in modo rapido ed economico. Tuttavia, secondo l'Agenzia internazionale per l'energia, la produzione di calcestruzzo è responsabile di circa il 7% delle emissioni di anidride carbonica.
Storicamente, le persone costruivano con materiali locali,come adobe, ma il passaggio al cemento ha causato molti problemi ambientali. Il pensiero principale degli scienziati era di tornare indietro nel tempo e trovare un modo per adattare i materiali "dai nostri cantieri" come potenziale sostituto del cemento, spiegano i ricercatori.
Il vantaggio di utilizzare il suolo locale incostruzione è che i materiali non devono essere prodotti e trasportati al cantiere, il che riduce sia i costi che i danni ambientali. Si dice anche che la produzione additiva basata sul suolo potrebbe un giorno essere utilizzata al di fuori della Terra per creare insediamenti sulla Luna o persino su Marte.
Il suolo è generalmente classificato per stratimateriali che include, dallo strato organico superiore, dove crescono le piante, alla base dura della crosta terrestre. Sotto lo strato organico originale c'è l'argilla, che conferisce al suolo il carattere plastico che i ricercatori hanno utilizzato nel loro progetto.
I ricercatori hanno iniziato raccogliendo campioni di suolo dacortile del suo collega e l'elaborazione del materiale con un nuovo additivo ecologico in modo che si leghi e sia facilmente estruso attraverso una stampante 3D. Poiché i suoli variano notevolmente in base alla posizione, il loro obiettivo era quello di avere una "cassetta degli attrezzi" chimica in grado di trasformare qualsiasi tipo di terreno in un materiale da costruzione stampabile.
Gli scienziati hanno sviluppato un metodo per la stampa 3D delle strutture dal suolo locale
Il passo successivo è stato quello di assicurarsi che la miscelaresiste allo stress, il che significa che sosterrà il peso degli strati, così come altri materiali utilizzati nella costruzione come rinforzo e isolamento. Per aiutare in questo, i ricercatori hanno rafforzato la miscela di argilla comprimendo strati microscopici sulla sua superficie per prevenire l'assorbimento e l'espansione dell'acqua, che potrebbe compromettere la struttura stampata. Utilizzando questo metodo, i ricercatori hanno dimostrato che il materiale può contenere il doppio del peso della miscela di argilla non modificata.
Quindi il team di scienziati prevede di migliorare il vettorela capacità del terreno di espandere le proprie strutture di prova e avvicinarsi il più possibile alla sostituzione del calcestruzzo. Inoltre, stanno raccogliendo dati per capire se questi progetti stampati in 3D sono rispettosi dell'ambiente come pensano di essere, soprattutto in termini di impronta di carbonio e potenziale di riciclabilità. Una volta che avranno una migliore comprensione della chimica, della funzionalità e delle possibilità di costruzione utilizzando i terreni locali, intendono continuare a esplorare l'uso di questa tecnologia al di fuori del nostro pianeta.
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