La nuova ferrovia ad alta velocità HS2 del Regno Unito guarda alla stampa 3D per ridurre la CO2

Nel Regno Unito, HS2, la nuova rete ferroviaria ad alta velocità britannica, implementerà la stampa 3D di cemento armato in loco per offrire vantaggi ambientali, economici e per la comunità. Il progetto HS2 utilizzerà un nuovo materiale in calcestruzzo rinforzato con grafene sviluppato dallo studio britannico di innovazione per la stampa 3D in calcestruzzo ChangeMaker 3D.

La tecnologia all’avanguardia, denominata ‘Printfrastructure’, sarà implementata dall’appaltatore di tunnel londinesi di HS2 Ltd SCS JV (Skanska Costain STRABAG Joint Venture), in una mossa che rappresenta un importante passo avanti nella tecnologia delle costruzioni.

“Il progetto a cui stanno collaborando SCS JV e ChangeMaker 3D è una fantastica dimostrazione del tipo di innovazioni di vasta portata abilitate da HS2”, ha affermato Rob Cairns, responsabile dell’innovazione di HS2. “Con un programma di costruzione in tutto il paese, il progetto sta creando un ambiente ideale per sviluppare tecnologie con il potenziale per trasformare il modo in cui vengono costruite le principali infrastrutture”.

La ferrovia ad alta velocità HS2 collegherà Londra, le Midlands, il Nord e la Scozia servendo oltre 25 stazioni, tra cui otto delle 10 più grandi città britanniche e collegando circa 30 milioni di persone. La costruzione della nuova ferrovia è suddivisa in tre fasi: la prima fase che collega Londra e le Midlands occidentali; la seconda fase che collega le Midlands Occidentali e il Nord via Crewe; e la fase 2b che completa la ferrovia per Manchester e Leeds.

Infrastruttura di stampa in loco

La stampa del calcestruzzo con robot computerizzati consentirà a SCS JV di realizzare strutture in loco, invece di trasportarle come lastre prefabbricate su strada prima di essere assemblate e abbassate in posizione da grandi gru. In quanto tecnologia mobile flessibile, la stampa 3D del calcestruzzo consente di implementare la tecnica in aree fisicamente limitate, evitando la necessità di sviluppare piani logistici complicati e potenzialmente costosi.

“L’automazione consentita dalla stampa 3D in cemento armato di Printfrastructure crea un ambiente simile a una fabbrica che offre un prodotto di alta qualità che aumenta l’uso efficiente dei materiali e riduce la nostra impronta di carbonio”, ha affermato Andrew Duck, Temporary Works Manager di SCS JV. “È importante dare a tecnologie come Printfrastructure l’opportunità di prosperare grazie alle possibilità che offre all’industria di fare un cambiamento radicale nel modo in cui i progetti vengono consegnati”.

E dove sta avvenendo la costruzione di HS2, oltre a una ferrovia attiva, offre l’opportunità di consegnare lavori senza disturbare il pubblico in viaggio. Questo perché un robot stamperà il cemento armato, consentendo la continuazione della costruzione e il funzionamento dei treni allo stesso tempo. In precedenza il lavoro si sarebbe svolto durante la notte dopo che i treni si erano fermati, potenzialmente disturbando la comunità locale, o avrebbe richiesto la sospensione dei servizi per garantire un lavoro sicuro.

L’utilizzo di un robot controllato da computer consente di stampare le strutture in cemento armato con una struttura reticolare interna unica e rinforzante, che non solo riduce significativamente la quantità di calcestruzzo necessaria, ma riduce anche gli sprechi.

Calcestruzzo potenziato con grafene

Ma la svolta è sottolineata dalla tecnologia sviluppata dal partner di SCS JV con sede nel Worcestershire, ChangeMaker 3D. Lavorando con lo specialista di materiali avanzati del Regno Unito, Versarien, con i test di ricerca e sviluppo intrapresi dal fornitore di tecnologia CyBe Construction, l’innovazione della PMI high-tech prende il processo di stampa del calcestruzzo 3D e lo combina con il materiale più resistente mai testato: il grafene.

Il calcestruzzo con microscopici filamenti di grafene dello spessore di pochi atomi che lo attraversano come strisce in un bastoncino di roccia sostituisce l’acciaio tradizionale per contribuire a migliorare la sicurezza del sito, una maggiore flessibilità di costruzione, tempi di costruzione più brevi e una minore impronta di carbonio.

SCS JV stima che il processo che sta sviluppando con l’azienda Midlands potrebbe ridurre il calcestruzzo utilizzato e contribuire alla riduzione del carbonio fino al 50%. Rimuovendo l’acciaio e semplificando il processo di costruzione, che non richiederà più gru e un numero significativamente inferiore di camion per le consegne, la riduzione del carbonio potrebbe essere ancora maggiore.

“ChangeMaker 3D è sinonimo di sostenibilità nell’ambiente costruito. Attraverso il nostro progetto di innovazione Printfrastructure con SCS JV – una novità nel Regno Unito per questa tecnologia – e insieme a brillanti partner di progetto, siamo orgogliosi di supportare il settore ferroviario per sbloccare la costruzione a basse emissioni di carbonio”, ha concluso il direttore di ChangeMaker 3D Natalie Wadley.