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Natura e tecnologia: muri che possono far crescere le piante

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Il rapporto tra architettura e natura è complesso. Se, da un lato, ci piace inquadrare la natura come arte nelle nostre case; dall’altro cerchiamo a tutti i costi di evitare la presenza di natura ostruttiva “reale” nelle nostre pareti e strutture, che possono essere danneggiate da radici e foglie. Allo stesso tempo, utilizziamo tetti verdi, giardini verticali e fioriere per avvicinare le città alla natura e migliorare il benessere delle persone; ma costruiamo anche edifici con materiali completamente dissociati da fauna e flora. Sebbene il progresso dei biomateriali e delle nuove tecnologie stia gradualmente modificando questo aspetto, dovremmo tuttavia chiederci se le strutture e gli edifici che occupiamo debbano essere separati dalla natura che li circonda. Questa è stata la domanda che ha portato i ricercatori dell’Università della Virginia (UVA) a sviluppare strutture del suolo stampate in 3D geometricamente complesse su cui le piante potessero crescere liberamente.

Il team ha sviluppato un metodo per la stampa 3D con materiali a base biologica, incorporando la circolarità nel processo. Al posto dei tradizionali materiali in cemento o plastica, la materia prima utilizzata è il terriccio stesso e le piante locali mescolate all’acqua e inserite nella stampante per formare pareti e strutture. Combinando la velocità, l’efficienza dei costi e la bassa richiesta di energia con materiali a base biologica di provenienza locale, il processo di produzione additiva può evolversi e creare strutture stampate in 3D che sono completamente biodegradabili, tornando sulla terra alla fine della sua vita utile .

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Il team era composto da Ji Ma, assistente professore di scienze e ingegneria dei materiali presso la School of Engineering and Applied Science dell’UVA; David Carr, Professore di ricerca presso il Dipartimento di Scienze Ambientali dell’UVA; e Ehsan Baharlou, Assistant Professor presso la UVA School of Architecture, nonché Spencer Barnes, uno studente dell’Università. Barnes ha condotto esperimenti sulle miscele più favorevoli per la stampa, attraverso due approcci: stampare terreno e semi in strati sequenziali o mescolare semi con il terreno prima della stampa. Entrambi gli approcci hanno funzionato bene.

Come sottolinea Ji Ma in questo articolo pubblicato dall’Università, “il terreno stampato in 3D tende a perdere acqua più rapidamente e mantiene una presa più forte sull’acqua che ha”, ha detto Ma. “Poiché la stampa 3D rende l’ambiente intorno alla pianta più secco, dobbiamo incorporare piante che amano i climi più secchi. Il motivo per cui pensiamo che sia così è perché il terreno viene compattato. Quando il terreno viene spremuto attraverso l’ugello, le bolle d’aria vengono espulse. Quando il terreno perde bolle d’aria, trattiene l’acqua più saldamente”.

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David Carr, a sua volta, è stato responsabile di trovare la composizione ideale del terreno per la stampa e le specie vegetali più favorevoli. Questi risultati assicurerebbero che le piante possano prosperare all’interno della struttura e che il suolo possa accumulare materia organica e raccogliere i nutrienti necessari. Ha proposto piante che crescono naturalmente in aree che sembrano essere ai limiti esterni della vita – piante autoctone che crescono praticamente su rocce nude. La specie scelta è stata Sedum (Stonecrop), comunemente usata nei tetti verdi. La fisiologia di questa specie è simile al cactus e può sopravvivere con pochissima acqua, e può anche seccarsi in una certa misura per riprendersi.

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Il team ha pubblicato i primi risultati all’inizio di quest’anno nel documento intitolato Stampa 3D di strutture del suolo ecologicamente attive. La ricerca sulla tecnologia è continuata e le fasi successive includono formulazioni di “inchiostro” del suolo per strutture più grandi con almeno un piano, cercando di anticipare problemi come la rottura del suolo in tensioni maggiori. Inoltre, i ricercatori hanno anche sperimentato vari strati all’interno di un pannello murale per isolare la parete interna e mantenere l’umidità della parete esterna. Sebbene sia solo l’inizio, può essere un passo per mantenere la natura più vicina alla produzione umana.

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