Come abbiamo visto, ci sono molte sfaccettature sul tema della sostenibilità nella produzione additiva. Da un lato, la stampa 3D offre opportunità per processi più sostenibili in molti settori attraverso la produzione di componenti leggeri e ottimizzati per il design. Per la sua natura, questa tecnologia tende anche a ridurre al minimo lo spreco di materiale. D’altra parte, è importante considerare come le operazioni di produzione all’interno dell’AM abbiano un impatto ecologico e come possano essere migliorate. Oltre al lato industriale, ci sono anche molti modi in cui la stampa 3D e la sostenibilità sono state collegate, in gran parte grazie all’ingegnosità dei visionari che comprendono la necessità di soluzioni ecologiche in tutte le parti della nostra vita.
Di seguito sono riportati alcuni dei modi più accattivanti in cui la stampa 3D è stata impiegata per affrontare i problemi ambientali che affrontiamo e far progredire un futuro più sostenibile per il nostro pianeta. Queste e molte altre questioni relative alla sostenibilità legate alla AM saranno trattate anche nel nostro prossimo eBook sulla sostenibilità.
Riproporre rifiuti di plastica
L’inquinamento da plastica è un grosso problema in tutto il mondo e praticamente ogni tipo di ecosistema ne è stato influenzato, sebbene forse non più dei nostri oceani. I rifiuti di plastica dei consumatori e i sottoprodotti industriali sono entrati negli ecosistemi acquatici del mondo con effetti devastanti. Evidentemente, un problema di questa portata richiede una soluzione su larga scala, ma oggi ci sono almeno diverse iniziative più piccole volte a rimuovere i rifiuti di plastica dalla natura e trasformarli in beni utilizzabili. Alcuni di questi progetti hanno integrato la stampa 3D nel loro lavoro, trasformando i rifiuti di plastica dall’oceano (o recuperati prima che finiscano nell’oceano) in materiali stampabili 3D.
Un progetto, guidato dallo studio di design con sede a Rotterdam, The New Raw, ha raccolto reti da pesca sintetiche abbandonate in Grecia e le ha trasformate in una serie di conchiglie stampate in 3D e articoli per la casa. Lo stesso gruppo ha anche stampato mobili e installazioni pubblici in 3D a Salonicco utilizzando rifiuti domestici di plastica. Un altro progetto notevole, lanciato da Plastic Bank, mira a trasformare milioni di chilogrammi di rifiuti di plastica che altrimenti finirebbero nell’oceano in valuta per le comunità in via di sviluppo. I rifiuti di plastica possono essere trasformati in prodotti utilizzabili utilizzando la stampa 3D, allungando il ciclo di vita del materiale.
Preservare gli ecosistemi
Le barriere coralline del globo, alcuni degli ecosistemi più ricchi e variegati del pianeta, sono gravemente minacciati dal riscaldamento globale. Quando la temperatura dell’acqua nella barriera corallina aumenta, provoca un fenomeno chiamato sbiancamento, in cui il corallo vivente rifiuta le alghe che vivono all’interno dei suoi tessuti fornendogli energia. Questo processo dannoso interrompe la relazione simbiotica dei due organismi e ha effetti drastici su molte altre specie che si affidano al corallo e alle alghe per il sostentamento e la protezione.
Nel mezzo di questa terribile situazione, le tecnologie di stampa 3D hanno offerto un piccolo barlume di speranza. Diverse iniziative stanno ora esplorando l’uso della stampa 3D per creare strutture ispirate al corallo che possono essere collocate in ambienti acquatici per incoraggiare la crescita del corallo naturale e sostenere le specie sottomarine che dipendono da esso. Un gruppo con sede a Melbourne, in Australia, è stato alla base di una serie di progetti, tra cui la più grande barriera corallina stampata in 3D del mondo, che è stata sommersa nel 2018 nel resort Summer Island Maldives. La barriera corallina artificiale è costituita da centinaia di moduli in ceramica e cemento realizzati con stampi stampati in 3D, progettati per apparire e sembrare veri coralli.
Anche lo studio di design Emerging Objects ha avviato il proprio lavoro in quest’area in collaborazione conBoston Ceramics e SECORE. Insieme, stanno sviluppando una nuova generazione di substrati di insediamento stampati in 3D che soddisfano le esigenze delle larve di corallo e soddisfano i requisiti per un efficace ripristino della barriera corallina. Ancora più di recente, un team di ricerca dell’Università di Cambridge e dell’Università della California di San Diego ha dimostrato la capacità di imprimere in bioprinting strutture simili a coralli in grado di far crescere alghe microscopiche.
Costruzione localizzata
L’industria delle costruzioni è uno dei maggiori colpevoli dell’impatto ambientale dell’uomo sul pianeta. Spesso non solo viola gli ecosistemi naturali, ma i suoi materiali e le sue attrezzature sono anche dannosi per la sostenibilità dell’ambiente. Uno dei materiali da costruzione più presenti, il cemento, si è rivelato in realtà il materiale più distruttivo sulla Terra. Secondo un rapporto di The Guardian, se l’industria del cemento fosse un paese, seguirebbe solo la Cina e gli Stati Uniti per le emissioni di anidride carbonica.
Detto questo, il cemento è un materiale ampiamente utilizzato ed è, letteralmente, il fondamento delle nostre società, quindi è necessario un pensiero veramente innovativo per aiutare a risolvere il problema ambientale che il materiale pone. La stampa 3D per l’edilizia potrebbe avere il potenziale per spostare l’intero settore dell’edilizia in un luogo più sostenibile, anche se siamo ancora molto lontani da una diffusa adozione della tecnologia. Vogliamo evidenziare alcuni progetti all’avanguardia che, almeno, ci mostrano possibili strade da percorrere.
La società di stampa 3D WASP è stata la prima nella costruzione di stampe 3D sostenibili con il suo progetto TECLA, in costruzione appena fuori Bologna. Il progetto consiste nella costruzione di un habitat sostenibile utilizzando la stampante 3D Crane WASP dell’azienda e materiali locali, riutilizzabili e riciclabili. Il materiale è stato sviluppato in collaborazione con la società di materiali da costruzione Mapei ed è stato testato per l’integrità strutturale. Il progetto TECLA, che dovrebbe essere completato quest’anno, mira a dimostrare il potenziale di adattare i materiali da costruzione locali, come l’argilla, ai materiali da costruzione stampabili.
Lo studio di design con sede in California, Emerging Objects, ha intrapreso un progetto che affronta un argomento simile in modo diverso. Il gruppo ha stampato in 3D una serie di capanne realizzate con materiali a base di fango e ispirate alla storia del fiume Rio Grande. Il progetto, chiamato Mud Frontiers, è l’ultima esplorazione del team sull’utilizzo di materiali naturali indigeni per applicazioni di costruzione e progettazione.
Materiali biodegradabili
Un’altra area interessante in cui la stampa 3D e la sostenibilità sono legate è lo sviluppo di materiali eco-compatibili. Mentre sul mercato ci sono molti materiali di stampa 3D a base biologica, come il PLA, evidenziamo in modo specifico i materiali biodegradabili. Questa specifica nicchia di materiali per la stampa 3D si sta ampiamente verificando a livello di ricerca e alcuni dei progetti che sono emersi sono davvero affascinanti.
Il gruppo del MIT è alla base di alcuni dei lavori di ampliamento dei materiali. In particolare, sta sviluppando una tecnologia per la stampa 3D di compositi di biopolimeri a base d’acqua basati su materiali di derivazione naturale e abbondanti, tra cui cellulosa, chitosano, pectina e carbonato di calcio. Questi materiali, derivati da alberi, insetti, mele e ossa, sono combinati con alte risoluzioni spaziali per creare compositi altamente sintonizzabili e biodegradabili. I materiali, che si degradano quando esposti all’acqua, sono stati usati per produrre installazioni effimere, tra cui Aguahoja I e II . Neri Oxman, direttore fondatore del MIT Mediated Matter Group, ha recentemente affrontato il tema dell’ecologia dei materiali in una sessione di domande e risposte con MOMA.
D’altro canto, un ricercatore dell’Università di Toronto ha fatto notizia all’inizio di quest’anno per trasformare con successo l’olio da cucina usato di McDonald’s in una resina per stampa 3D biodegradabile ad alta risoluzione. Il materiale mette in mostra il potenziale dell’utilizzo di materiali di scarto come l’olio da cucina usato per produrre materiali di stampa 3D che non sono solo più ecologici delle alternative sintetiche ma anche più economici da produrre.
Vorremmo anche sottolineare il fatto che diverse aziende di materiali per la stampa 3D si stanno concentrando sulla creazione di prodotti più sostenibili che sono fatti da sottoprodotti industriali o sono riciclabili. Molti materiali AM in polvere possono essere effettivamente riciclati e riutilizzati nella stampante 3D, mentre in molti casi il filamento di plastica può anche essere rielaborato e riutilizzato. In definitiva, la visione è quella di avere il più possibile un’economia circolare per i materiali di stampa 3D.
Sostenibilità: una causa stimolante
Ovviamente, questa è solo la punta dell’iceberg quando si guarda ai modi creativi che la stampa 3D sta contribuendo a un’ulteriore sostenibilità. Designer, ingegneri e studenti in tutto il mondo hanno trovato piccoli e grandi modi per ridurre le impronte di carbonio con l’aiuto della stampa 3D. Nel mio tempo dedicato alle tecnologie di produzione additiva, questi tipi di progetti sono stati ispiratori e continuano a mostrarmi come uno spirito innovativo e una tecnologia versatile possano davvero fare molto.
