Scopri come la stampa 3D con terra cruda permette di costruire abitazioni a km 0, sostenibili e riciclabili, combinando tecnologia avanzata e materiali naturali.
L’edilizia sta vivendo una trasformazione radicale grazie alla combinazione tra tecnologie avanzate e materiali naturali. La stampante 3D per case fa parte di questa rivoluzione, consente infatti di costruire abitazioni strato dopo strato, utilizzando bracci robotici di grandi dimensioni che depositano con precisione il materiale scelto. Ma la vera innovazione non è solo tecnologica: si tratta di costruire con terra cruda, mescolata con scarti agricoli come paglia o lolla, per dare vita a strutture resilienti, a basso impatto ambientale e perfettamente integrate nel contesto locale.
Questo approccio rappresenta un passo concreto verso l’edilizia circolare, eliminando l’uso del cemento che è responsabile dell’8% delle emissioni globali di CO₂, e riducendo drasticamente i trasporti, perché la casa nasce dalla stessa terra su cui poggia. Un esempio di eccellenza mondiale in questo campo arriva dall’Italia ed è l’azienda WASP di Massa Lombarda che ha sviluppato TECLA, il primo modulo abitativo stampato interamente in terra cruda, progettato insieme alla School of Sustainability per un’abitazione sostenibile, economica e totalmente riciclabile a fine vita.
Oltre ai benefici ambientali, le case stampate in 3D con materiali naturali offrono vantaggi concreti: costi molto contenuti, isolamento termico naturale, possibilità di forme organiche personalizzate e totale compatibilità con i principi dell’economia circolare. La combinazione di tecnologia e materiali locali promette di ridefinire il modo in cui pensiamo alle costruzioni, trasformando la terra stessa in una risorsa abitativa sostenibile. Vediamo insieme in che modo.
Come funziona la “gru che stampa”
La costruzione di case ecosostenibili economiche sta vivendo una vera rivoluzione grazie alla cosiddetta “gru che stampa”. Questo metodo riduce sprechi, elimina il cemento e permette di costruire direttamente sul terreno locale, rendendo l’intero processo più sostenibile ed efficiente.
La tecnologia di estrusione
Uno degli aspetti più affascinanti della stampa 3D in edilizia è la possibilità di creare forme architettoniche impossibili con i metodi tradizionali. La “gru di stampa” è un enorme braccio robotico che deposita strato dopo strato una miscela di terra cruda e scarti agricoli, che si solidifica rapidamente trasformandosi in muri resistenti e abitabili.
La libertà delle forme
La tecnologia di estrusione consente di realizzare muri curvi, cupole e strutture a nido d’ape, aprendo nuove prospettive per il design degli edifici. Grazie alla precisione del braccio robotico, ogni curva e ogni dettaglio seguono esattamente il progetto digitale, permettendo di ottimizzare la stabilità e l’isolamento termico senza rinunciare all’estetica. Questo approccio offre agli architetti la libertà di sperimentare geometrie complesse, massimizzando la funzionalità degli spazi e sfruttando al meglio le caratteristiche naturali dei materiali utilizzati.
Il risultato sono edifici unici, armoniosi con l’ambiente circostante e costruiti interamente con risorse locali, in questo modo si riduce l’impatto ambientale e si apre la strada a un nuovo concetto di abitare sostenibile.
Il materiale: tornare alla terra per salvare il futuro
La bioedilizia con terra cruda rappresenta un ritorno a materiali naturali, locali e sostenibili, fondamentali per ridurre l’impatto ambientale delle costruzioni moderne. La terra non è solo un materiale tradizionale: grazie alla stampa 3D può diventare la base per abitazioni moderne, efficienti e confortevoli, con un approccio che minimizza sprechi e trasporti. Nei paragrafi seguenti vedremo come applicare questo principio in pratica e quali vantaggi offre.
Edilizia a Km 0
L’edilizia a Km 0 si basa sull’utilizzo della terra dello scavo di fondazione per costruire i muri, eliminando completamente la necessità di trasportare mattoni o cemento da lontano. Questo riduce costi, emissioni e consumo di energia legato al trasporto, rendendo la costruzione più sostenibile e integrata con il territorio.
I vantaggi della terra cruda
La terra cruda offre proprietà naturali che la rendono particolarmente adatta alle costruzioni sostenibili. La sua massa termica contribuisce a stabilizzare la temperatura interna, riducendo il fabbisogno energetico per riscaldamento e raffrescamento. La sua capacità di regolazione dell’umidità favorisce ambienti interni più salubri, senza ricorrere a sistemi artificiali di controllo climatico. Essendo un materiale naturale e non soggetto a processi industriali energivori, l’uso della terra cruda riduce significativamente le emissioni legate alla produzione di materiali da costruzione tradizionali.
Il caso italiano: TECLA e il progetto WASP
L’Italia è all’avanguardia nella stampa 3D in edilizia grazie al progetto WASP housing, che ha portato alla realizzazione della casa 3D TECLA. Il progetto unisce innovazione tecnologica e bioedilizia, con un approccio che valorizza risorse locali e riduce l’impatto ambientale della costruzione.
Il prototipo di Massa Lombarda
TECLA è un prototipo di habitat completamente stampato in 3D a base di terra cruda, progettato da WASP in collaborazione con Mario Cucinella Architects e sviluppato grazie alle ricerche della School of Sustainability. La casa 3D è costituita da due cupole interconnesse che svolgono contemporaneamente funzione di struttura, copertura e rivestimento esterno. La sua realizzazione è avvenuta utilizzando più stampanti Crane WASP operanti simultaneamente, un sistema modulare e multilivello progettato per edifici di grandi dimensioni. Il prototipo è stato completato in circa 200 ore di stampa e sintetizzato in numeri tecnici molto significativi: 350 strati da 12 mm, 150 km di estrusione e 60 m³ di materiali naturali estratti localmente, con un consumo medio di energia inferiore a 6 kW durante il processo.
La forma a doppia cupola è stata scelta per massimizzare le prestazioni strutturali e adattarsi a diversi contesti climatici, sfruttando le proprietà intrinseche della terra cruda come materiale biodegradabile e riciclabile a chilometro zero.
Le applicazioni future
La tecnologia messa in campo con TECLA ha potenziali applicazioni oltre il prototipo di Massa Lombarda. Un ambito promettente è quello dell’edilizia di emergenza, dove la capacità di stampare strutture abitative rapidamente e con materiali reperibili sul posto può offrire risposte concrete in contesti colpiti da calamità naturali o crisi umanitarie. Inoltre, questo approccio può essere esteso alla realizzazione di ecovillaggi e insediamenti sostenibili, integrando processi di bioedilizia con modelli di comunità autosufficienti.
Grazie alla possibilità di replicare il processo costruttivo con sistemi modulari e software di controllo avanzati, la tecnologia TECLA può costituire la base per soluzioni abitative resilienti su larga scala, minimizzando l’impiego di risorse e favorendo una nuova economia basata sui principi della circolarità dei materiali.
Tabella: cantiere tradizionale vs. stampa 3D in terra
La tabella confronta i vantaggi della stampa 3D in edilizia con i cantieri tradizionali. Nei cantieri convenzionali i materiali sono prodotti industrialmente e trasportati da lontano, generando alti costi, emissioni di CO₂ e rifiuti difficili da smaltire. Nella stampa 3D in terra cruda, invece, il materiale proviene dal sito stesso, gli scarti sono riutilizzabili o biodegradabili e il ciclo di vita dell’edificio è chiuso, riducendo impatto ambientale e costi.
Inoltre, le costruzioni in terra cruda offrono ottime prestazioni: massa termica e capacità di regolare l’umidità interna migliorano comfort e salubrità, riducendo la necessità di riscaldamento e raffrescamento artificiale. L’uso di risorse locali e scarti agricoli favorisce l’economia circolare e rende la stampa 3D in terra un metodo accessibile, sostenibile e scalabile.
| Parametro di Confronto | Cantiere Tradizionale (Mattoni/Cemento) | Cantiere Innovativo (Stampa 3D in Terra Cruda) | Dettagli e Implicazioni |
| Materiale Principale e Provenienza | Cemento, laterizi, acciaio, isolanti sintetici. Materiali prodotti in stabilimenti centralizzati, che richiedono processi di cottura ad alta temperatura (per laterizi e cemento) e significative estrazioni di materie prime. | Terra locale (terreno di scavo o reperito nelle immediate vicinanze del cantiere) miscelata con scarti agricoli o fibre naturali (es. paglia, lolla di riso) come leganti e stabilizzanti naturali. | La terra è il materiale da costruzione più abbondante e meno elaborato. L’uso di scarti agricoli promuove l’economia circolare e riduce l’impronta di carbonio associata alla produzione e al trasporto di materiali convenzionali. |
| Impatto Logistico e Trasporti | Alto impatto logistico. Necessità di un flusso costante di camion per il trasporto di materie prime (cemento, sabbia, ghiaia) e manufatti finiti (mattoni, blocchi, travi). Contribuisce significativamente alle emissioni di CO2 e all’inquinamento acustico. | Impatto Logistico Nullo/Minimo. L’unico trasporto significativo è quello della stampante 3D e delle attrezzature iniziali. Il materiale da costruzione viene reperito direttamente in loco, eliminando la filiera di distribuzione dei materiali pesanti. | Questo aspetto è cruciale per il concetto di “km 0”, riducendo drasticamente il “carbonio incorporato” (embodied carbon) del progetto. |
| Gestione dei Rifiuti e Scarti | Alta produzione di scarti e imballaggi. Generazione di calcinacci, sfridi di taglio di materiali, e materiali di imballaggio (plastica, legno) durante tutte le fasi della costruzione. Necessità di costoso e complesso smaltimento in discarica. | Zero rifiuti. La terra non utilizzata o l’eccesso di materiale di stampa può essere reintegrato nel ciclo produttivo o semplicemente lasciato decomporsi senza impatti ambientali. Non ci sono imballaggi significativi per i materiali da costruzione. | La stampa 3D in terra promuove un cantiere “pulito” e annulla la necessità di costose operazioni di gestione dei rifiuti edili. |
| Costo del Materiale | Costo elevato. I costi includono l’energia per la produzione (cottura), l’estrazione delle materie prime, e i margini di guadagno della filiera distributiva. | Costo quasi nullo. La risorsa primaria (la terra) è accessibile gratuitamente o a costi minimi (costi di scavo). La spesa è limitata alla preparazione del mix e alla gestione del processo di stampa. | Il drastico abbattimento del costo della materia prima rende le costruzioni in terra 3D potenzialmente più accessibili e scalabili in contesti con risorse economiche limitate. |
| Fine Vita dell’Edificio (Ciclo di Vita) | Macerie e inerti da smaltire. Materiali non biodegradabili (cemento, plastica, metalli) che richiedono processi di riciclo ad alta energia o finiscono in discarica, con un impatto duraturo sul territorio. | La casa torna a essere terra. L’edificio, realizzato con terra cruda non stabilizzata chimicamente, è completamente biodegradabile. Una volta abbattuto, il materiale può essere riutilizzato per nuove costruzioni o re-integrato nel terreno circostante. | Questo rappresenta la perfetta chiusura del ciclo di vita del prodotto, trasformando un rifiuto potenziale in una risorsa o in un elemento neutro per l’ambiente. |
| Efficienza Energetica e Comfort | Dipende fortemente dall’isolamento aggiuntivo e dall’impiantistica. | Ottime proprietà di massa termica e regolazione igrometrica (la terra “respira”). | Le pareti in terra cruda accumulano calore e lo rilasciano lentamente, stabilizzando la temperatura interna e riducendo la necessità di riscaldamento/raffreddamento artificiale. Contribuiscono a un ambiente interno più salubre. |
Lo sapevi? Un progetto sperimentale italiano precedente a TECLA, chiamato Gaia, è stato tra le prime abitazioni stampate in 3D usando terra cruda locale insieme a scarti della lavorazione del riso, come paglia e lolla di riso, per migliorare la lavorabilità del materiale. La casa, di circa 20 m², è stata costruita con una miscela composta per il 25 % da terra locale, 40 % da paglia di riso, 25 % da lolla di riso e 10 % da calce idraulica mescolati fino a ottenere la giusta consistenza. Questo dimostra come materiali agricoli di scarto possano diventare componenti funzionali di una stampa 3D edilizia.
Video: eco-sustainable 3D printed house – Tecla
Come si vede nel video, WASP ha completato la stampa della struttura portante di TECLA, la prima costruzione completamente stampata in 3D con materiali naturali. Rappresenta un modello abitativo circolare, realizzato con materiali locali riutilizzabili e riciclabili, a emissioni zero e adattabile a qualsiasi clima e contesto.
