Perché la stampa 3D delle case sarà una rivoluzione per tutti in pochi anni

Oggi, la stampa 3D di edifici è una delle nuove tecnologie costruttive con i margini di crescita più ampi e si stima che nei prossimi anni si espanderà nel settore con un tasso di crescita annuo del 3 per cento. La maggior parte degli esperti concorda sul fatto che il 3D printing sarà oggetto di importanti sviluppi in un futuro non troppo lontano. È un settore che offrirà grandi opportunità di carriera. L’industria delle costruzioni non ha subìto cambiamenti drastici per lungo tempo, ma ora è di fronte a una tecnologia che rivoluzionerà il modo in cui si concepisce uno spazio abitativo e non solo. Per capire l’importanza che avrà in futuro la stampa di edifici in 3D basta fare riferimento alle caratteristiche del processo di costruzione: veloce e a basso costo, flessibile e sostenibile perché riduce sprechi, stoccaggi, trasporti e ha un’alta efficienza energetica. Ne parliamo con Alessandro Tassinari, computational designer e fondatore di KEEEN, start-up che progetta e sviluppa tecnologie innovative per l’industria delle costruzioni con una lunga esperienza nel 3D printing di edifici.

Quello del 3D printing è un mercato molto florido. Qual è stato il punto di partenza?

La tecnologia della stampa 3D ha subito una fortissima accelerazione negli ultimi 10 anni. Il motivo di questa accelerazione è stata la democratizzazione della tecnologia stessa. A livello industriale, i processi di additive manufacturing sono stati utilizzati in modo intensivo a partire dagli anni 80. In quegli anni si trattava di tecnologie complesse, accessibili esclusivamente da parte di grandi aziende. Col passare del tempo, però, alcune di queste tecnologie sono state in un certo senso semplificate arrivando al punto da essere accessibili a chiunque, privati compresi: siamo nel 2010 e si parla di stampa 3D anche in televisione. Ecco il momento che ha fatto davvero la differenza. Numerose aziende innovative e startup hanno avuto modo di strutturarsi in un mercato che prima era difficile da raggiungere, alcuni hanno preso dimestichezza coi processi additivi, iniziando a immaginare utilizzi che andassero oltre alla realizzazione di prototipi o di piccoli elementi funzionali. Ed è qui che si introduce la stampa 3D per l’edilizia. Sia chiaro, alcuni progetti già erano stati prototipati anni addietro ma, con la democratizzazione della stampa 3D, l’applicazione di questa tecnologia per la costruzione di edifici ha subito una fortissima accelerazione ed è oggi una delle innovazioni più interessanti se si immagina il mondo del costruito nel prossimo futuro.

La stampa di edifici 3D è una di quelle innovazioni che possono realmente rivoluzionare un settore, quello delle costruzioni, che dal punto di vista del processo produttivo o realizzativo non ha avuto grandi innovazioni. La forza lavoro è ancora un elemento fondamentale e un limite. Qual è secondo te il punto di arrivo del futuro prossimo di questa tecnologia?

Credo che nessuno possa conoscere l’esatta traiettoria che traccerà la tecnologia nei prossimi anni. Quello che posso fare, però, è elaborare qualche ipotesi partendo da considerazioni che riguardano il nostro presente: il mondo delle costruzioni presenta problematiche molto rilevanti che necessitano di risposte concrete. Digitalizzare la fabbricazione di costruzioni o di componenti di edifici è fondamentale per automatizzare la produzione, renderla efficiente e tenerla sotto controllo. Questo discorso presenta anche una visione a lungo termine, dove si prevede che le costruzioni diventino dei sistemi meno artigianali: immaginiamo robot che stampano in 3D delle strutture architettoniche, magari utilizzando materiali a Km 0 raccolti on-site. La tecnologia di stampa 3D, se portata a questo livello di automazione, può essere uno strumento privilegiato nella realizzazione di strutture in luoghi dislocati su tutto il pianeta, anche remoti.

Nuove tecnologie e tendenze del mondo contemporaneo sembrano agire in direzioni opposte: le prime ambiscono a un affinamento sempre più peculiare dell’intelletto e della manodopera, le seconde pretendono azioni sempre più sostenibili dal punto di vista dei “diritti della Terra”. Come si può rendere sostenibile la stampa 3D di edifici?

La mia visione a tal riguardo è tutt’altro che distopica, sono convinto che la tecnologia possa avere un impatto  positivo sulle nostre vite e sull’ambiente. Quello che possiamo fare è lavorare attorno a questo concetto e sforzarci di limitare tutti quegli aspetti negativi che possono derivare dal processo di costruzione. Una tendenza è chiara: standardizzare i processi e automatizzarli. Questo implica l’uso di energia e la necessità di macchine, di spazi dedicati alla fabbricazione e di persone formate, che conoscono i processi e sono in grado di gestirli. Non è più l’essere umano a costruire con le mani: le attività faticose e pericolose sono delegate ai robot, i quali hanno il compito di realizzare in modo efficiente ciò che l’essere umano ha ideato. Le persone possono quindi fare quello che gli riesce meglio: generare idee e affinare progetti. Sul piano ambientale, è inevitabile che ci siano numerosi passi avanti da fare, soprattutto dal punto di vista energetico e dell’uso delle risorse. Detto questo, la stampa 3D porta con sé una serie di benefici. Conoscendo il processo di fabbricazione, è possibile ottimizzare le componenti da realizzare per far sì che abbiamo forme performanti dal punto di vista meccanico, riducendo la quantità di materiale necessaria per realizzarle e lasciando libertà nelle forme realizzabili. I benefici, poi, non arrivano solo dalla fase di produzione, ma anche da quella di progettazione. Saper progettare per realizzare componenti tramite stampa 3D è una competenza fondamentale.

Quello delle emissioni legate alle attività produttive è un tema che sta molto a cuore alle giovani generazioni che subiscono e subiranno di più le conseguenze dei cambiamenti climatici. Dove la stampa di edifici 3D è più efficiente nel ridurre le emissioni rispetto all’attuale processo di costruzione?

Oggi per costruire si spostano quantità enormi di materiali, strumenti, macchinari, persone, che viaggiano in giro per il mondo per arrivare al cantiere. La stampa 3D, utilizzata come processo on-site o off-site, si pone in un certo senso in contrapposizione a queste dinamiche. I processi sono automatizzati e ragionati a monte e prevedono l’uso di materie disponibili in loco o il trasporto di macchinari minimi necessari alla fabbricazione. Ad oggi, le emissioni prodotte dal settore dell’edilizia sono tutt’altro che trascurabili, per non parlare della quantità di scarti e rifiuti che provengono dalla produzione di materiali edili e dai cantieri stessi. Con la stampa 3D cambiano drasticamente le modalità operative e, di conseguenza, scarti ed emissioni possono essere ridotti al minimo, in quanto il materiale usato in fase di produzione corrisponde esattamente a quello necessario per realizzare le componenti progettate.

Quali credi siano le sfide che un campo tanto contemporaneo dovrà affrontare per installarsi nelle pratiche mainstream?

Questa è senza dubbio la grande sfida di oggi: fare in modo che la tecnologia diventi interessante nella produzione su larga scala. Se mi metto nei panni delle aziende di costruzioni, sicuramente c’è da fare molto lavoro lato efficienza. Le tecnologie oggi disponibili hanno bisogno di ancora un po’ di tempo per diventare performanti come richiesto da un mercato frenetico come quello AEC - Architecture Engineering Construction. A seguito devono agire immediatamente le regolamentazioni, evitando di fare da ostacolo allo sviluppo tecnologico su cui stiamo lavorando e che immaginiamo per il futuro. Invece, se mi metto nei panni del progettista, tanto lavoro deve essere fatto sotto il punto di vista delle competenze: la maggior parte degli architetti e degli ingegneri ancora fatica a fare proprie certe modalità progettuali come il Computational Design e il Generative Design. Bisogna fare tanta formazione e avvicinare in qualche modo i professionisti alla tecnologia. Più teste avremo al lavoro su queste dinamiche, più la tecnologia e i processi miglioreranno.

È un tipo di tecnologia che rivoluzionando il processo produttivo può anche risolvere il problema abitativo e democratizzare l’accesso alla casa, sia nelle grandi metropoli, negli slums, sia in aree povere e degradate. Quanto siamo lontani a livello tecnologico, burocratico-normativo, politico ma anche di forma-mentis dal raggiungere un obiettivo così grande?

Personalmente non credo che la stampa 3D possa essere la soluzione univoca a questioni di questa entità. Gli edifici sono oggetti complessi, si compongono di elementi molto diversi tra loro e ognuno di questi assolve perfettamente ad una specifica funzione. Ad esempio, i pilastri o i muri portanti hanno funzione di sostenere i solai e la copertura dell’edificio, e sono realizzati con materiali o tecniche costruttive diverse. Possiamo trovare costruzioni che vedono accoppiati legno, metallo e calcestruzzo, ogni materiale assolve una funzione specifica in base alle sue proprietà. Per questi motivi, non credo che la stampa 3D potrà mai rimpiazzare del tutto le numerose tecnologie già utilizzate nell’ambito edile. Piuttosto sarà una tecnologia costruttiva che andrà a integrarsi alle altre modalità di costruire. Alcune applicazioni interessanti già le vediamo e la tecnologia della stampa 3D non è mai l’unica utilizzata per la realizzazione dell’edificio. D’altro lato non possiamo negare che, con un importante abbattimento degli attuali costi, si possa arrivare a realizzare buona parte di piccole strutture in situazioni come quelle da te descritte. Alcune delle caratteristiche: usare materiali reperibili on-site, usare processi standardizzati, ridurre il più possibile i tempi di fabbricazione. In casi di emergenza come quelli descritti, vendo parecchie criticità.

C’è chi ha paura di questo cambiamento? Che effetti potrà avere su un settore che non solo in Italia richiede ancora il lavoro di tanta manodopera?

L’automazione è spesso incolpata di essere una delle cause per cui verranno eliminate figure lavorative. È chiaro che, nell’ottica delle attività commerciali, l’uso di macchine e robot può risultare appetibile per tutta una serie di motivi, ma questo non implica che non ci debbano essere sistemi di upskilling dei lavoratori. È inevitabile che la tecnologia vada a occupare spazi nei lavori più rischiosi e ripetitivi: i soggetti umani che ora svolgono quelle mansioni dovranno essere supportati in un processo di upskilling per renderli, ad esempio, in grado di gestire le macchine o di lavorarci a fianco. Ci troveremo in un momento in cui il lavoro sarà in qualche modo ibrido, e sarà giusto così. Un concetto però deve essere molto chiaro: le fasi di inserimento della tecnologia, di affiancamento e di sostituzione degli operatori umani devono essere pensate a priori, così da garantire una continuità produttiva e lavorativa. Questo è un punto imprescindibile dell’intero processo.

“We starts from planet Earth, heading towards to Mars”, c’è scritto sul sito della tua start-up, KEEEN. Come intendi favorire questo proposito?

Il nostro progetto parte dal pianeta Terra e punta diretto a Marte: un’affermazione provocatoria, che racchiude perfettamente la nostra visione. In questa fase di sviluppo, KEEEN ha l’obiettivo di affermarsi sul mercato come una delle realtà più efficienti e affidabili per la realizzazione di componenti prefabbricate tramite tecnologie di additive manufacturing a grandi dimensioni. Il nostro core è il software che ci permette di gestire i processi di fabbricazione: si tratta di un sistema immediato, che ci lascia completo controllo nel passaggio da progettazione a fabbricazione. La tecnologia hardware viene di conseguenza, ed è per questo motivo che sentiamo nostra questa forte visione: siamo convinti che, una volta ottimizzata la gestione di processo, costruire sul pianeta Terra o sul pianeta Marte non sarà poi così differente. Nei nostri processi utilizziamo robot industriali per realizzare i progetti che ci vengono commissionati: il nostro focus è nel rendere efficiente il processo, semplificando i rapporti nella supply chain tramite modelli che, fino a poco fa, erano estranei al settore delle costruzioni.

Sei docente del corso “3D Printing of Building” alla School of Disruption. Credi che insegnare questo argomento in un corso online possa amplificare esponenzialmente la conoscenza e diffusione del tema e facilitare la formazione di nuovi player sul mercato oppure no?

Assolutamente sì. Fare formazione su questi ambiti è necessario e, personalmente, lo vivo anche con un dovere professionale. Realtà come KEEEN avranno sempre più bisogno di accogliere nei propri team persone che conoscono le tecnologie, i processi e i vantaggi e le complicazioni che vi orbitano attorno; abbiamo quindi voluto condensare, in un corso strutturato, tutti quei concetti di base che serviranno a chi intende lanciarsi in questo ambito professionale. Perseguire questo obiettivo utilizzando come strumento un corso online può essere un modo efficace per raggiungere più persone possibili in tutto il mondo, con età e background diversi. School of Disruption è una realtà estremamente innovativa attorno alla quale si è creata una community internazionale che davvero potrà fare la differenza per trasformare questo mondo in un posto migliore.