Un sistema costruttivo modulare, circolare e a basso impatto. Gli eco-voxel promettono di trasformare il settore delle costruzioni, affrontando insieme emergenza abitativa e crisi climatica
La strada verso la decarbonizzazione di acciaio, cemento e calcestruzzo nell’industria delle costruzioni è ancora in salita. Tuttavia sono sempre di più gli studi che si concentrano nella ricerca di materiali edili ecocompatibili alternativi ai più tradizionali.
Un nuovo studio della Facoltà di Ingegneria della Georgia Tech ha sviluppato un nuovo modello costruttivo modulare adatto sia alle costruzioni sulla Terra che ad ambienti “extraterrestri”.
Carbon Footprint ridotta del 40%
Chiamati Eco-voxel, queste unità modulari, riconfigurabili e sostenibili provano ad aprire la strada a materiali edili ecocompatibili in grado di ridurre l’impronta di carbonio fino al 40%.
Queste unità mantengono inoltre le prestazioni strutturali necessarie per applicazioni che spaziano dalle pareti portanti alle ali degli aerei.
“Abbiamo creato strutture sostenibili utilizzando questi elementi costitutivi ecocompatibili, combinando le nostre conoscenze di meccanica strutturale e progettazione meccanica con pratiche di produzione rilevanti per il settore e valutazioni ambientali”, ha affermato Christos Athanasiou, professore associato presso la Daniel Guggenheim School of Aerospace Engineering.
Una risposta modulare alla crisi dell’accessibilità
Il progetto dei ricercatori del Georgia Tech si inserisce in un contesto globale segnato da una crescente emergenza abitativa, dove il tema dell’accessibilità economica si intreccia con quello della sostenibilità. L’aggravarsi dei disastri climatici, dagli uragani agli incendi, fino alle inondazioni, ha reso sempre più vulnerabile il patrimonio edilizio esistente, facendo lievitare i costi assicurativi.
In Italia, il dibattito sulle polizze catastrofali obbligatorie per le abitazioni, è più che mai acceso, lo stesso MIMIT ha evidenziato la necessità di meccanismi strutturali per la gestione del rischio climatico.
Parallelamente, l’impennata del valore dei terreni e le normative urbanistiche vincolanti ostacolano nuovi sviluppi. In questo scenario complesso, la proposta di un’edilizia modulare, riconfigurabile e fondata su principi di circolarità si configura come una leva strategica per contenere i costi, ridurre l’impatto ambientale e rispondere con flessibilità alla domanda crescente di alloggi. Una soluzione che, oltre a garantire prestazioni strutturali elevate, apre nuove prospettive per una pianificazione urbana più resiliente e accessibile.
Eco-Voxel, battono legno CLT e stampa 3D
Gli eco-voxel, abbreviazione di voxel ecocompatibili, potrebbero essere paragonati all’equivalente 3D dei Pixel. Questi blocchi modulari sono realizzati in politrimetilentereftalato (PTT), un polimero parzialmente di origine biologica derivato dallo zucchero di mais e rinforzato con fibre di carbonio riciclate provenienti da scarti aerospaziali (materiale di scarto perso durante la produzione di componenti aerospaziali).
Grazie alla loro struttura, gli eco-voxel possono essere facilmente assemblati in grandi strutture portanti e successivamente riconfigurati, il tutto senza generare rifiuti. Inoltre offrono una resistenza pari a quella dei materiali tradizionali, offrendo un’alternativa fattibili per diverse esigenze edilizie.
Confrontando gli eco-voxel con altri materiali edili ecocompatibili emergenti, come il calcestruzzo stampato in 3D o il legno lamellare incrociato CLT, i ricercatori hanno evidenziato un maggior vantaggio ambientale. Mentre i materiali costruttivi tradizionali e alternativi sono spesso pesanti e ad alta intensità di carbonio, la parete in eco-voxel ha ottenuto un traguardo ambientale notevole, riducendo del 30% la sua impronta di carbonio rispetto al calcestruzzo e del 20% rispetto al CLT.
Costruzioni “spaziali”
Oltre a offrire una risposta concreta alle sfide terrestri, gli eco-voxel si candidano come soluzione d’avanguardia per la costruzione in ambienti extraterrestri, dove le tecnologie tradizionali risultano inapplicabili. La loro leggerezza, la possibilità di assemblaggio in meno di un’ora e l’impiego di materiali sostenibili, anche di provenienza locale, li rendono particolarmente adatti a missioni spaziali di lungo termine, come l’insediamento umano su Marte o sulla Luna.
“La capacità di erigere strutture in tempi rapidi rappresenta un vantaggio strategico nell’ambito dell’edilizia spaziale,” ha dichiarato il professor Christos Athanasiou. “In ambienti ostili come lo spazio, è fondamentale utilizzare materiali leggeri e reperibili in loco.”
La visione che guida la ricerca è quella di un ambiente costruito capace non solo di ridurre l’impronta ecologica, ma di contribuire attivamente alla rigenerazione del pianeta. Una prospettiva ambiziosa, che segna un cambio di paradigma a favore di materiali edili ecocompatibili.
Lo studio è frutto di una collaborazione internazionale che ha coinvolto, oltre al Georgia Institute of Technology, anche il Massachusetts Institute of Technology (MIT), l’Università di Guelph (Canada) e la National University of Singapore.La ricerca è stata pubblicata su Matter.
