8 innovazioni che nel 2017 hanno rivoluzionato la tecnologia costruttiva

Il 17 novembre l’Ordine degli Ingegneri Strutturisti inglese ha annunciato i vincitori dello Structural Award 2017: i progetti, provenienti da tutto il mondo, includevano la copertura ondulata dello stadio di calcio a Bilbao in Spagna, una struttura del palco adattabile e facilmente trasportabile per il tour di “25” di Adele e un elegante e antisismico tempio Bahá’í in Cile. Per quanto diversi, i progetti hanno in comune un’impostazione artistica e creativa, che amplia i confini della tecnologia costruttiva per realizzare visioni finora irrealizzabili.

Le innovazioni tecnologiche si stanno espandendo a macchia d’olio in tutti i settori. Per chi si guadagna da vivere nel settore dell’architettura, dell’ingegneria o delle costruzioni, ci sono buone opportunità che arrivi presto sul mercato qualcosa che migliorerà la qualità, l‘estetica e la redditività dei suoi progetti, come vediamo in queste otto soluzioni di punta che hanno avuto un forte impatto nel 2017.

1. Asfalto più ecologico

A partire dagli anni ’60 del secolo scorso, l’industria delle costruzioni ha iniziato a usare con successo gomma riciclata, proveniente per lo più da pneumatici di automobili usati, come mescola per l’asfalto in grado di migliorare la qualità, abbassare i costi del materiale e ridurre i rifiuti in discarica. Recentemente quella prassi si è estesa, utilizzando nell‘asfalto bottiglie riciclate e altri prodotti monouso in plastica.

A questo proposito, la città olandese di Rotterdam ha addirittura proposto di costruire un nuovo percorso ciclabile realizzato interamente con blocchi di plastica riciclata che si collegano tra loro come mattoncini LEGO. Ma plastica e gomma non sono gli unici materiali riciclati ad essere miscelati nell’asfalto: i ricercatori della università australiana RMIT di Melbourne hanno dimostrato che addizionare mozziconi di sigaretta può migliorare la qualità del manto stradale trattenendo in modo sicuro i metalli pesanti; e a Sidney, il toner delle stampanti riciclato è incorporato in una mescola di asfalto ecologica.

2. Ponti in calcestruzzo stampati in 3D

Le stampanti per la produzione additiva in calcestruzzo non sono esattamente una novità (Redshift ha citato la tecnologia per la prima volta nel 2014), ma il 2017 ha rappresentato una pietra miliare, poiché non uno ma due ponti sono stati costruiti in loco usando stampanti 3D commerciali.

Il primo, un ponte pedonale a Madrid ispirato a Gaudì, è stato progettato dall’Institute of Advanced Architecture of Catalonia. Il secondo, un ponte ciclabile nei Paesi Bassi, è stato progettato e costruito dagli ingegneri dell’Università tecnologica di Eindhoven e dall’impresa di costruzioni BAM Infra.

In casi come questi la stampa 3D offre molti vantaggi: le strutture richiedono solo la quantità di cemento che sarà effettivamente utilizzata (abbassando le emissioni di anidride carbonica), non richiedono casseforme (diminuendo gli scarti) e possono assumere forme precedentemente possibili solo grazie alle acrobazie della computer grafica.

3. Robot di cantiere

Le idee alla base delle apparecchiature controllate dalle macchine – livellatrici, pale caricatrici, escavatori, e così via – si sono diffuse nel 2017 focalizzandosi sul controllo autonomo e la tecnologia robotica.

I cantieri hanno già visto l’impiego di svariate nuove applicazioni: il SAM (Muratore semi-automatico), il muratore robot che lavora a fianco dei muratori in carne ed ossa per aumentare la produttività e ridurre lo stress fisico nei lavoratori; e la pala caricatrice autonoma di Built Robotics, che usa LIDAR, GPS e file digitali per autoguidarsi nei cantieri, tagliando e riempiendo dove necessario.

Altri robot da cantiere in uso includono autocarri, camion ribaltabili e una “mega-macchina” da 320 tonnellate a guida autonoma. Una flotta di questi colossi è attualmente impiegata dall’impresa australiana Rio Tinto per le sue operazioni minerarie, e il suo controllo parte dal quartier generale di Perth, mille chilometri lontano dal sito.

4. Realtà virtuale (VR) nella pre-costruzione

Fino a poco tempo fa, gli ambienti virtuali erano confinati ai videogiochi e alle simulazioni di addestramento; ma la VR e il design immersivo stanno cominciando a fare tendenza nel settore delle costruzioni. Per esempio, nel 2017, Layton Construction ha creato 20 modelli virtuali per condurre test sugli utenti nei teatri operativi e in altre strutture mediche critiche per un centro medico da 45mila metri quadrati e 280 posti letto a Florence, in Alabama.

Sostituendo i modelli fisici, i proprietari dell’ospedale hanno evitato costi per 250.000 dollari, migliorando nel contempo l’efficienza delle stanze costruite. Layton ha da allora usato la stessa tecnologia a scala più ampia, migliorando il realismo con segnali sonori, feedback tattili e realtà aumentata.

5. Realtà aumentata (AR)

Come la realtà virtuale, le applicazioni AR per le costruzioni sono state per anni più teoriche che pratiche, ma la situazione sta cambiando: c’è persino una app iOS chiamata AirMeasure, lo “strumento definitivo per la misura a realtà aumentata,” che offre 15 modalità per acquisire misurazioni accurate in loco, usando solo uno smartphone.

E parlando di AR, vi ricordate i Google Glass? Il sistema montato su occhiali non ha mai preso piede come prodotto di consumo, ma poco per volta si è dimostrato indispensabile nelle applicazioni produttive: è probabile che in futuro trovi un posto anche nelle applicazioni per le costruzioni. L‘elmetto intelligente DAQRI è un altro prodotto indossabile promettente che porta sul luogo di lavoro un modello BIM 3D immersivo.

6. Modelli di business circolare

Più una filosofia che una tecnologia, i modelli di business circolare, che prendono in considerazione l’intero ciclo di vita di un progetto, hanno iniziato a fare presa nel 2017. Circl, costruito come progetto pilota dal gruppo di costruzioni europeo Royal BAM, è un grande padiglione destinato alla decostruzione fin dall‘inizio. L’idea è che tecniche di costruzione modulari e una tracciatura accurata delle risorse possano permettere, in teoria, di riutilizzare tutto il Circl in altri edifici.

“Alcuni dei materiali usati dovrebbero effettivamente aumentare il valore,” ha detto il Direttore della sostenibilità del gruppo BAM, Nitesh Magdani. “Infatti, stiamo cercando di creare il modo di affittare i materiali, così da assicurarci questo valore futuro.” A questo scopo, BAM sta sviluppando un mercato online per consentire un riutilizzo del cento percento, come anche nuovi metodi contrattuali che tengano più conto del riutilizzo.

7. Self-Healing Concrete

Nelle infrastrutture, tutto si riduce concretamente al calcestruzzo: si tratta, d’altra parte, del materiale da costruzione più comunemente usato al mondo. Cosa succederebbe se tutto questo calcestruzzo potesse auto-aggiustarsi non appena si forma una crepa? Può suonare strano, ma i Romani usavano cemento auto-rigenerante più di due millenni fa, e gli scienziati moderni stanno cercando il modo per fare lo stesso. Uno degli approcci si basa su batteri che producono calcare, mentre gli scienziati dei materiali della Rutgers University stanno usando un fungo chiamato Trichoderma reesei: produce calcare e può essere addizionato al calcestruzzo in modo da riparare le fessure sottili man mano che si formano.

8. Solar Roadways and Smart Highways

Nel 2014, Solar Roadways (allo stesso tempo un prodotto e un‘azienda) ha rilasciato un video che reclamizzava un sistema di generazione di energia composto di pannelli solari modulari inglobati in una superficie stradale. Con un battage pubblicitario del video, chiamato “Solar FREAKIN’ Roadways”, l’azienda ha totalizzato 22 milioni di visualizzazioni su YouTube e ha ottenuto in crowdsourcing oltre 2 milioni di dollari per finanziare il suo progetto pilota a Sandpoint, nell‘Idaho.

Ma le ripercussioni sono state intense. Citando i dubbi degli ingegneri e i risultati dei test pilota, i critici hanno etichettato la rischiosa operazione un‘idea folle e un “fallimento pazzesco”. Nel 2017, però, il Dipartimento dei trasporti del Missouri ha adottato un progetto pilota di carreggiata solare, e la Federal Highway Administration ha concesso a Solar Roadways 750.000 dollari per lo sviluppo e il collaudo.

Anche l’azienda olandese SolaRoad, che ha testato una pista ciclabile solare ad Amsterdam, è fiduciosa. Secondo il suo punto di vista, con il miglioramento delle tecnologie i costi diminuiranno e le strade solari ammortizzeranno da sole i loro costi in 15 anni.

L’azienda francese Colas sta collaborando con il National Institute of Solar Energy per costruire la Wattway, una strada solare da oltre 950 km in Normandia, da cui ci si attende la generazione di energia sufficiente ad illuminare una città da 5.000 abitanti entro i prossimi cinque anni. Il sistema Wattway è in fase pilota anche negli Stati Uniti, nella rurale Georgia occidentale, come parte di un progetto finanziato per l‘esplorazione delle tecnologie rinnovabili.

Ci sono ancora altri modi per rendere intelligenti le strade del mondo, e stanno prendendo piede: sono in fase di collaudo carreggiate che brillano al buio e riducono il consumo di energia, oltre a corsie preferenziali con campi magnetici inglobati in grado di caricare le auto elettriche in movimento. Le strade del futuro, anche se non sempre agevoli, sono diventate davvero brillanti.