Το ανακυκλώσιμο «ξύλινο» σπίτι που εκτυπώνεται τρισδιάστατα μέσα σε 48 ώρες

Ως διευθυντής ανάπτυξης στη μη κερδοσκοπική MaineHousing, ο Wiesendanger βοηθά στη χρηματοδότηση οικονομικά προσιτών κατοικιών στη βορειοανατολική πολιτεία των ΗΠΑ, Μέιν.

Λέει στη Deutsche Welle ότι το Μέιν βρισκόταν εν μέσω μιας οξείας έλλειψης κατοικιών, με την πολιτεία να χρειάζεται περίπου 20.000 ενοικιαζόμενα διαμερίσματα για νοικοκυριά χαμηλού εισοδήματος – εν μέρει λόγω της επιβράδυνσης της οικοδομικής δραστηριότητας μετά τη Μεγάλη Ύφεση στα τέλη της δεκαετίας του 2000.

Έτσι, ο Wiesendanger αποφάσισε να επικοινωνήσει με τον άνθρωπο πίσω από τα «εκτυπωμένα» σκάφη, τον Habib Dagher, σχετικά με τις δυνατότητες δημιουργίας βιώσιμων κατοικιών χαμηλού κόστους με έναν 3D εκτυπωτή.

Ο Dagher, εκτελεστικός διευθυντής του Κέντρου Προηγμένων Δομών και Σύνθετων Υλικών στο Πανεπιστήμιο του Μέιν, έκρινε ότι κάτι τέτοιο θα απαιτούσε μια νέα προσέγγιση.

Εκτυπώνοντας ένα σπίτι από πριονίδι

Χρειάστηκαν μερικά χρόνια για να βρεθεί ποια θα ήταν αυτή η προσέγγιση. Και η έμπνευση ήρθε στον Dagher όταν συνειδητοποίησε ότι επτά εργοστάσια παραγωγής χαρτοπολτού και χαρτιού στο Μέιν είχαν κλείσει και υπήρχαν άφθονα απόβλητα ξύλου που περίμεναν να χρησιμοποιηθούν.

Ο ίδιος και η ομάδα του μετέτρεψαν τα απόβλητα σε ένα τρισδιάστατα εκτυπώσιμο δομικό υλικό, προσθέτοντας στο πριονίδι ένα βιοπλαστικό συνδετικό υλικό από καλαμπόκι που θα το συγκρατούσε ενωμένο.

Η επόμενη πρόκληση ήταν το γεγονός ότι η κλίμακα του έργου απαιτούσε την κατασκευή του μεγαλύτερου τρισδιάστατου εκτυπωτή πολυμερών στον κόσμο. Έχει μήκος 18,3 μέτρα, πλάτος 6,7 μέτρα και ύψος λίγο πάνω από 3 μέτρα.

Τον Νοέμβριο του 2022 ήταν έτοιμο το πρώτο πρωτότυπο ενός μικρού τρισδιάστατα εκτυπωμένου σπιτιού με σαλόνι, υπνοδωμάτιο, κουζίνα και μπάνιο. Το BioHome χρειάστηκε περίπου τρεις εβδομάδες για να ολοκληρωθεί. Εκτυπώθηκε σε τέσσερα κομμάτια και επανασυναρμολογήθηκε επί τόπου μέσα σε περίπου μισή ημέρα. Οι επιφάνειές του έδιναν την εντύπωση συμπαγούς ξύλου, σε αντίθεση με τα υπάρχοντα εκτυπωμένα σπίτια από σκυρόδεμα, τα οποία τείνουν να είναι κιβωτιόσχημα και γκρίζα.

Το πρωτότυπο επέζησε ένα χρόνο με ακραίες καιρικές συνθήκες στο βορρά των ΗΠΑ που περιλάμβαναν κρύο -42,7 βαθμών Κελσίου, άφθονο χιόνι, ανεμοθύελλες και έντονες βροχοπτώσεις.

Ένα σπίτι κάθε 48 ώρες

Εν τω μεταξύ, η συνεχιζόμενη πανδημία COVID επιδείνωσε την κρίση στέγασης που το τρισδιάστατα εκτυπωμένο σπίτι σχεδιάστηκε για να αντιμετωπίσει. Τα 20.000 επιπλέον ενοικιαζόμενα διαμερίσματα που ο Wiesendanger είχε προβλέψει ως αναγκαία, δεν επαρκούσαν πλέον, καθώς οι κάτοικοι από μεγάλες πόλεις όπως η Νέα Υόρκη άρχισαν να μεταναστεύουν σε φθηνότερες και πιο αγροτικές περιοχές όπως το Μέιν.

Ο πληθυσμός της πολιτείας, που ανερχόταν σε περίπου 1,3 εκατομμύρια, αυξήθηκε κατά πάνω από 25.000 μέσα σε δύο χρόνια, ασκώντας περαιτέρω πίεση στο ανεπαρκές απόθεμα κατοικιών. Οι τιμές των ακινήτων αυξήθηκαν κατά τουλάχιστον 30% σε πολλές περιοχές.

Ο Wiesendanger σύντομα αναθεώρησε τις ανάγκες στέγασης της πολιτείας, υπολογίζοντας ότι μέχρι το τέλος της δεκαετίας θα χρειάζονταν περίπου 84.000 κατοικίες για όλα τα εισοδηματικά επίπεδα.

Η ομάδα της BioHome έπρεπε να αυξήσει την παραγωγή. Ενώ το πρωτότυπο χρειάστηκε περίπου τρεις εβδομάδες για να εκτυπωθεί με ρυθμό 9 κιλών υλικού ανά ώρα, μέχρι το φθινόπωρο του 2023, ο αριθμός αυτός έφτασε τα 227 κιλά ανά ώρα.

Με αυτόν τον ρυθμό, και με δύο κεφαλές εκτυπωτών να λειτουργούν ταυτόχρονα, το Κέντρο Σύνθετων Υλικών θα μπορούσε θεωρητικά να εκτυπώσει ένα σπίτι μέσα σε περίπου 48 ώρες.

Πόσο κοστίζει

Το προβλεπόμενο εμπορικό κόστος για την εκτυπωμένη κατοικία είναι περίπου 37.000 ευρώ, δεδομένου ότι το πριονίδι και το βιοπλαστικό είναι σχετικά φθηνά, ενώ η διαδικασία της τρισδιάστατης εκτύπωσης περικόπτει μεγάλο μέρος του εργατικού κόστους – ένα πλεονέκτημα εν μέσω έλλειψης εργαζομένων στον κατασκευαστικό τομέα. Τέλος, το αποτύπωμα άνθρακα της κατασκευής του BioHome είναι επίσης περίπου 30% χαμηλότερο από ένα παραδοσιακά κατασκευασμένο σπίτι, δήλωσε ο Dagher.

Βέβαια, πριν περάσει στη μαζική παραγωγή, θα πρέπει να ξεπεράσει ακόμη κάποια εμπόδια όπως η δοκιμή του τρόπου με τον οποίο τα υλικά ανταποκρίνονται σε διαφορετικά κλίματα.