Da li ćemo u budućnosti živeti u 3D štampanim kućama?

Fotografija: YouTube Jarret Gross (snimak ekrana)

Ukoliko biste se upustili u izgradnju kuće na nekoj idiličnoj lokaciji o kakvoj ste oduvek maštali najverovatnije bi vam bili neophodni meseci napornog rada, gomila materijala i veliki broj radnika. Međutim, u bliskoj budućnosti biste čitav proces mogli da realizujete uz mnogo manje muke i za svega nekoliko dana, tako što biste čitavu kuću jednostvano ištampali. 

Izgradnja objekata za stanovanje 3D štampanjem ne samo da već odavno postoji u praksi, nego i naspram uobičajenih načina gradnje smanjuje utrošenu energiju, materijale i emisiju ugljen-dioksida.

Kako se razvijala tehnologija 3D štampanja

Prvi 3D štampač je nastao osamdesetih godina, a u međuvremenu njegova upotreba je doživela vrtoglavi razvoj. Ova, nekad futuristička tehnologija, danas se sve češće pojavljuje u svakodnevnom životu, i 3D štamapači su postali uobičajeni u svim granama industrije. Dosta dostignuća je postignuto u medicini, automobilskoj i vazduhoplovnoj industriji, a poslednjih godina i u građevini. 

Sam proces je sličan onome kao kod klasičnog štampača, a umesto mastila koje dodaje tačkice na papir da bi formirao sliku, 3D štampač, uz pomoć računara, dodaje sloj po sloj polimernih materijala tamo gde je potrebno. Na taj način mogu se praviti delovi najrazličitijih oblika, i veličina, praktično sve od igle do lokomotive.

Primeri objekata napravljenih 3D štampanjem, od Francuske i Kalifornije, do Srbije

Prvi stanovnik kuće koja je potpuno napravljena ovom revolucionarnom metodom postala je jedna porodica iz Francuske 2018. godine. Za izgradnju njihovog doma bilo je neophodno 55 sati, a inženjeri sa Univerziteta u Nantu, koji stoje iza projekta, tvrdili su da se kompletan posao može obaviti i za upola manje vremena.

U to da može brže nedavno su nas uverila i dva momka iz Srbije, Nikola Rakić i Miloš Jovanović, koji su u Naučno-tehnološkom parku u Čačku za manje od 24 sata napravili prvu 3D štampanu kuću na ovom području.  Nazvali su je Proto dom, a za svoj startap predviđaju uspešnu budućnost. Oni nisu jedini koji polažu nade u ovu novu tehnologiju gradnje. 

Kompanija Mighty Buildings, u Kaliforniji pravi prvo naselje 3D štampanih kuća čija će izgradnja imati neto-nula emisija. U njihovoj fabrici nekoliko programera upravlja mašinom koja potpuno u automatizovanom procesu, za manje od dan, napravi kuću modernog izgleda. Za izgradnju i dopremanje svih 15 domova, koliko je planirano za potrebe projekta, neophodno je svega nekoliko radnika, jer mašina za štampanje odradi veći deo posla izgradnje. Izvođači tvrde da njihov visokotehnološki metod proizvodi 10 puta manje otpada od tradicionalnih načina gradnje, i da se sva potrebna energija obezbeđuje iz solarnih panela.

Osim što u kratkom roku može da proizvede veliki broj stambenih jedinica, uz smanjenu emisiju gasova sa efektom staklene bašte, ova impresivna tehnologija omogućuje i jeftiniju gradnju. Troškovi izrade su smanjeni jer je za štampanje 3D kuća potrebno manje materijala nego za njegovu izgradnju na uobičajen način, ali i manje radnika. Veća ekonomičnost omogućuje lakšu izgradnju na mestima gde su preko potrebni objekti za različite namene. Primeri takve prakse su školska zgrada u Africi, ili stambeni objekti za socijalno ugrožene u Meksiku.

Da bi kuće koje su izrađne tehnikom štampanja bile u potpunosti u skladu sa idejama održivog razvoja i zaštite životne sredine neophodan je pažljiv odabir sirovina. Jedna studija, objavljena u naučnom časopisu Journal of Cleaner Production, pokazala je da odabir metoda štampanja koje se baziraju na zemljanim materijalima imaju mnogo manji uticaj na životnu sredinu od metdoa koje koriste cement, i da je njihov ukupni uticaj manji od konvencionalne gradnje.

U potrazi za najboljim rešenjem za prirodu, korak dalje otišla je kompanija WASP  iz Italije, čiji štampač može da pretvori kamenje i glinu u građevinski materijal, ali i da reciklira ostatke ruševina za stvaranje novih kuća. Njihov dizajn, netipičnog oblika, predstvalja omaž gradnji u davnoj prošlosti kada su se kuće gradile isključivo od sirovina dostupnih u lokalnom okruženju, što je ujedno inspiracija ovoj kompaniji.

Ovakav tip gradnje mogao bi da pomogne da se smanje emisije iz građevinske industrije

Građevinska industrija je odgovorna za 30 do 40 odsto emisija ugljen-dioksida koje dolaze iz energetskog sektora, prema izveštaju Programa za zaštitu životne sredine Ujedinjenih Nacija. Pored toga, procenjuje se da proizvodnja cementa globalno doprinosi sa oko 8% globalnih antropogenih emisija ugljen-dioksida.

Za dostizanje neto-nultih emisija, Međunarodna agencija za energetiku (IEA) je procenila da emisije ugljen-dioksida koje dolaze od gradnje treba da padnu za 50% do 2030. odnosno 6 odsto svake godiine.  

U tom pogledu 3D štampa se nazire kao moguće rešenje problema, bar kada je izgradnja u malim razmerama u pitanju. Glavne prednosti ove metode u odnosu na tradicionalne tehnike gradnje su mogućnost stvaranja složenih oblika, manji utrošak energije i materijala, značajno smanjenje vremena i troškova izgradnje, kao i jednostavnija replikacija.

Inovativne tehnike i težnja za održivim materijalima u 3D štampanim objektima takođe mogu da naprave pomak u umanjivanju negativnog uticaja na životnu sredinu tako što zamenjuju druge štetnije materijale. Tipičan zid može imati drvo, gipsane ploče, zavrtnje, lepljivu traku, staklenu vunu, izolaciju i pregradne ploče, dok  3D štampani zidovi imaju jednu formulu. Ovo pojednostavljenje ne samo da ima koristi od održivosti, već i smanjuje lanac snabdevanja, vreme, resurse i troškove za izgradnju domova.

Ograničenja i dalji razvoj

Verovatno još dugo nećemo videti štampane solitere i druga gigantska zdanja, jer polimerni materijali koji se trenutno koriste imaju slabija svojstva od betona i čelika po pitanju izdržljivosti. Ograničen je i broj materijala koji je dostupan inženjerima, mada u tom polju postoji značajan pomak iz godine u godinu. 

Mnoge važne osobine štampanih objekata, poput dugovečnosti, bezbednosti i otpornosti na različite vremenske prilike nisu u dovoljnoj meri proučeni, iako proizvođači nude izvesne garancije u tom pogledu. Zato je potrebno određeno vreme i dodatno istraživanje kako bismo sa sigurnošću mogli da se uzdamo u masovniju primenu ove tehnologije.

U cilju traganja za inovativnim rešenjima i produbljivanju znanja u oblasti, u nekoliko navrata, organizovana je i međunarodna konferencija o 3D štampanju u građevinarstvu. Cilj skupa je da se okupe najjača imena u ovoj industriji kako bi razgovarali o potencijalima i izazovima koji postoje. 

Ako se pokaže uspešna, izgradnja 3D štampanjem će se verovatno proširiti i izvan stambenog sektora. Mogućnosti postoje u skladištima, kancelarijama i drugim poslovnim zgradama. A pored objekata na Zemlji, NASA istražuje upotrebu 3D štampanja za izgradnju platformi za sletanje, smeštaja i puteva na Marsu i Mesecu.

Čak i ako se navedene ambicije ne realizuju vrlo je izvesno da će ova tehnologija, u određenoj meri, postati naša svakodnevnica. Ona ima potencijal da napravi revoluciju u građevinskoj industriji. Osim toga, drži ključ za, naizgled, nerešivo pitanje održivosti tradicionalne izgradnje i njenog doprinosa emisiji ugljen-dioksida. Rastući broj startap kompanija u ovom biznisu mogao bi da znači da smo na dobrom putu.