Prima di procedere
Un team di ricercatori della Cornell University ha sviluppato una tecnologia all'avanguardia che permette la stampa 3D di strutture in cemento direttamente sul fondo del mare. Questo progetto ambizioso, finanziato dall'agenzia DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), promette di rivoluzionare il modo in cui vengono costruite e riparate le infrastrutture oceaniche, rendendo il processo più rapido, economico e, soprattutto, più sicuro per l'ambiente marino.
I metodi tradizionali di costruzione subacquea sono notoriamente costosi, richiedono tempi lunghi e spesso causano danni significativi agli ecosistemi marini. La necessità di alternative più sostenibili è diventata sempre più urgente, e il progetto di Cornell rappresenta un passo avanti significativo in questa direzione. Il finanziamento di 1,4 milioni di dollari da parte di DARPA sottolinea l'importanza strategica di questa ricerca e il suo potenziale impatto sul futuro delle costruzioni sottomarine.
Uno degli aspetti più innovativi del progetto è l'utilizzo di sedimenti marini come ingrediente base per la miscela di cemento utilizzata nella stampa 3D. Questo approccio, fortemente voluto da DARPA, riduce drasticamente l'impatto ambientale del processo, eliminando la necessità di trasportare grandi quantità di materiali da costruzione sulla superficie. Invece, le strutture possono essere costruite direttamente sul posto, utilizzando risorse locali e minimizzando i costi logistici.
La sfida principale che il team di Cornell ha dovuto affrontare è stata quella di prevenire il dilavamento del materiale durante il processo di stampa. In sostanza, la miscela di cemento tende a disperdersi nell'acqua prima di poter indurire. Per risolvere questo problema, i ricercatori hanno ottimizzato la composizione del cemento, trovando il giusto equilibrio tra viscosità e pompabilità. Questo ha permesso di creare un materiale che può essere stampato con precisione sott'acqua senza disperdersi.
Un altro ostacolo significativo è stato rappresentato dalla scarsa visibilità nelle acque marine. I sistemi di imaging tradizionali faticano a operare in ambienti torbidi, rendendo difficile il controllo del processo di stampa. Per superare questa limitazione, il team ha sviluppato nuovi sensori che consentono di monitorare e controllare accuratamente la stampa anche in condizioni di visibilità estremamente ridotta.
Il prototipo utilizzato è una versione adattata di una stampante 3D industriale pesante circa 2700 kg, precedentemente impiegata per la produzione di strutture terrestri. I test iniziali sono stati condotti in grandi vasche d'acqua, dove i ricercatori sono riusciti a dimostrare la fattibilità della stampa 3D sottomarina con un impatto minimo sull'ambiente circostante.
Il team di Cornell è uno dei sei partecipanti a una competizione indetta da DARPA. Nel mese di marzo, ogni team dovrà dimostrare la propria tecnologia stampando un arco sottomarino secondo specifiche precise. Il successo in questa competizione rappresenterà una validazione importante del potenziale della stampa 3D sottomarina per applicazioni reali.
Questa tecnologia potrebbe trasformare radicalmente il modo in cui vengono create e mantenute le strutture sottomarine. Si pensi, ad esempio, alle fondamenta per parchi eolici offshore, alle infrastrutture per data center sottomarini o ad altre installazioni necessarie per l'esplorazione e lo sfruttamento delle risorse oceaniche. La possibilità di costruire e riparare queste strutture in modo più efficiente ed ecologico potrebbe aprire nuove frontiere per lo sviluppo sostenibile degli oceani.
La ricerca di Cornell si inserisce in un contesto più ampio di innovazione nel campo della stampa 3D applicata all'edilizia. Negli ultimi anni, abbiamo assistito a progressi significativi nella stampa di case, ponti e altre strutture terrestri. L'adattamento di questa tecnologia all'ambiente sottomarino rappresenta una sfida complessa, ma i risultati finora ottenuti sono estremamente promettenti e suggeriscono un futuro in cui la stampa 3D giocherà un ruolo sempre più importante nella costruzione e nella manutenzione delle infrastrutture globali.
