Materiali

Fibra di carbonio, il materiale costruttivo del futuro?

E’ leggero e sottile come un capello ma resistente più dell’acciaio. La fibra di carbonio potrebbe rivoluzionare le costruzioni del futuro, riducendone l’impatto ambientale

L’acciaio è stato, ed è tuttora, il materiale più utilizzato nelle costruzioni. Le ottime proprietà di resistenza meccanica lo hanno negli anni eletto al miglior prodotto per la realizzazione di strutture e telai portanti. Le recenti innovazioni in materiali compositi e tecniche di fabbricazione robotica stanno però aprendo la strada a diverse alternative interessanti, prime fra tutte quella della fibra di carbonio, uno dei materiali compositi più promettenti per il futuro dell’architettura.

Fibra di carbonio: sottile e ultra resistente

Da qualche anno nel laboratorio Autodesk BUILD (Building, Innovation, Learning, and Design) SPACE di Boston, la fibra di carbonio sembra essere al centro dell’interesse dei ricercatori. Ma facciamo un passo indietro. Cos’è la fibra di carbonio? Si tratta di un polimero composto da fili di atomi di carbonio lunghi e sottili legati insieme grazie a una formazione cristallina. La principale caratteristica del materiale è che, a fronte di una struttura estremamente sottile (per intenderci una fibra è ancora più sottile di un capello umano) e quindi leggera, ha una forza e una resistenza quasi imbattibili. Rispetto all’acciaio, la fibra di carbonio è cinque volte più forte e due volte più rigida.

fibra di carbonio

E’ chiaro quindi che davanti a queste peculiarità, il materiale ha delle enormi potenzialità, che sono state sfruttate in molti ambiti e settori ma non ancora in quello edilizio.

Riesce a sopportare carichi enormi

“La fibra di carbonio insieme ad altri materiali compositi è altamente performante, perché ha un peso specifico decisamente ridotto ma al tempo stesso è in grado di sopportare dei carichi enormi- ha dichiarato l’architetto Simon Kim dello studio Ibañez Kim, che ha iniziato di recente a collaborare con l’Autodesk BUILD SPACE.

Snellimento dei lavori in cantiere e prefabbricazione

Queste proprietà del materiale potrebbero renderlo la risposta ideale alle recenti necessità del settore delle costruzioni: riduzione dei materiali, snellimento dei lavori in cantiere, prefabbricazione. Anche se la fibra di carbonio non può essere considerata un prodotto sostenibile in sé potrebbe sicuramente ridurre di molto l’impatto ambientale dell’intero ciclo legato al mondo edile.

Meno impatto ambientale e costi più bassi

“I materiali compositi sono un’opportunità molto interessante sul fronte della prefabbricazione e della personalizzazione del costruito- continua Kim, specificando come siano necessarie poche settimane per costruire l’intelaiatura di una casa monofamiliare, rispetto ai mesi che ci vogliono se si utilizzano materiali convenzionali. Le strutture composite possono essere installate rapidamente, non richiedono manodopera specializzata, i lavori in cantiere sono molto più snelli, la catena di fornitura è più breve, e i costi complessivi sono quindi decisamente più bassi.

In un momento poi in cui la temporaneità delle costruzioni e la possibilità di essere trasportate, montate e smontate in base alle esigenze, come le tiny houses dimostrano, la fibra di carbonio sembra essere una risposta coerente ai nuovi stili di vita.

Nuove tecniche costruttive

Trovato il materiale, ciò che serve è una tecnica costruttiva per lavorarlo. E’ a questo che il team statunitense sta lavorando da quasi un anno a questa parte. L’idea iniziale è stata quella di utilizzare una macchina di grandi dimensioni come quelle che si stanno adoprando per la realizzazione di case stampate in 3D ma che sono eccessivamente ingombranti per poter pensare a una produzione su larga scala. Esistono poi i bracci robotici industriali, che però non hanno tuttora la flessibilità e la capacità di raggiungere tutti gli angoli della struttura necessarie per adempiere al loro dovere alla perfezione.

Le potenzialità dei cable robot

I ricercatori sono attualmente impegnati nello studio di un metodo che possa essere sufficientemente pratico ed efficiente per poter pensare a un’applicazione industriale. Una delle tecniche più promettenti sembra essere quella che prevede l’utilizzo di un cable robot. I robot “a cavo” sono molto flessibili, facili da installare e in grado di muoversi in tre dimensioni e che solitamente comprendono un dispositivo di sollevamento centrale sospeso da cavi e argani.

Al momento il robot è stato testato utilizzando della corda al posto della fibra di carbonio, c’è da vedere se si otterranno gli stessi risultati con il materiale vero.