Φανταστείτε έναν κόσμο όπου τα δομικά υλικά μπορούν να συναρμολογηθούν και να αποσυναρμολογηθούν τόσο εύκολα όσο τα τουβλάκια LEGO. Σε αυτό το σενάριο, τα υλικά μιας παλιάς κατασκευής θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ξανά για τη δημιουργία νέων κτιρίων, εξασφαλίζοντας ένα βιώσιμο κύκλο που επεκτείνει τη διάρκεια ζωής των ίδιων υλικών για γενιές.
Η κυκλική κατασκευή
Αυτή η ιδέα ονομάζεται κυκλική κατασκευή και στοχεύει στη μέγιστη επαναχρησιμοποίηση των υλικών ενός κτιρίου, μειώνοντας την ανάγκη για νέα υλικά και τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα από την κατασκευή και την κατεδάφιση. Μηχανικοί του MIT, εμπνευσμένοι από τις δυνατότητες αυτής της προσέγγισης, ανέπτυξαν ένα νέο είδος τοιχοποιίας, κατασκευασμένο από ανακυκλωμένο γυαλί μέσω τρισδιάστατης εκτύπωσης.
Τα γυάλινα τούβλα του μέλλοντος
Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης της εταιρείας Evenline, η ομάδα του MIT κατασκεύασε πολυστρωματικά, ανθεκτικά γυάλινα τούβλα. Κάθε τούβλο έχει σχεδιαστεί με τρόπο που επιτρέπει τη σύνδεση τους, παρόμοια με τα τουβλάκια LEGO. Σε δοκιμές, τα τούβλα αυτά άντεξαν σε πιέσεις συγκρίσιμες με αυτές των τσιμεντόλιθων, καθιστώντας τα ιδανικά για χρήση σε προσόψεις κτιρίων και εσωτερικούς τοίχους.
Πλεονεκτήματα και δυνατότητες του γυαλιού
«Το γυαλί είναι ένα εξαιρετικά ανακυκλώσιμο υλικό», αναφέρει η καθηγήτρια Kaitlyn Becker. «Μετά το τέλος της ζωής μιας κατασκευής, τα τούβλα μπορούν να αποσυναρμολογηθούν και να επαναχρησιμοποιηθούν για μια νέα κατασκευή ή να λιώσουν και να μετατραπούν σε κάτι εντελώς διαφορετικό.» Η ομάδα οραματίζεται ότι η τρισδιάστατη εκτυπώσιμη γυάλινη τοιχοποιία μπορεί να χρησιμοποιηθεί ξανά και ξανά, προσφέροντας μια νέα προσέγγιση στα δομικά υλικά.
Η ομάδα εκτύπωσε υαλότουβλα και δοκίμασε τη μηχανική τους αντοχή σε μια βιομηχανική υδραυλική πρέσα που έσφιγγε τα τούβλα μέχρι να αρχίσουν να σπάνε. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα ισχυρότερα τούβλα ήταν σε θέση να αντέξουν σε πιέσεις που είναι συγκρίσιμες με αυτές που μπορούν να αντέξουν οι τσιμεντόλιθοι. Αυτά τα ισχυρότερα τούβλα κατασκευάζονταν κυρίως από τυπωμένο γυαλί, με ένα ξεχωριστά κατασκευασμένο χαρακτηριστικό σύμπλεξης που προσαρμόστηκε στο κάτω μέρος του τούβλου.
Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι το μεγαλύτερο μέρος ενός τούβλου τοιχοποιίας θα μπορούσε να κατασκευαστεί από τυπωμένο γυαλί, με ένα χαρακτηριστικό σύμπλεγμα που θα μπορούσε να τυπωθεί, να χυθεί ή να κατασκευαστεί ξεχωριστά από διαφορετικό υλικό.
«Το γυαλί είναι ένα πολύπλοκο υλικό για να δουλέψεις», λέει η Kaitlyn Becker, επίκουρη καθηγήτρια μηχανολογίας στο MIT. “Τα αλληλοσυνδεόμενα στοιχεία, κατασκευασμένα από διαφορετικό υλικό, έδειξαν τα περισσότερα υποσχόμενα αποτελέσματα, τουλάχιστον σε αυτό το στάδιο.”
Η ομάδα εξετάζει αν θα μπορούσε να κατασκευαστεί περισσότερα από τα χαρακτηριστικά αλληλασφάλισης ενός τούβλου από τυπωμένο γυαλί, αλλά δεν θεωρεί ότι αυτό αποτελεί αποτρεπτικό παράγοντα για να προχωρήσουμε στην κλιμάκωση του σχεδίου. Για να δείξουν τις δυνατότητες της γυάλινης τοιχοποιίας, κατασκεύασαν έναν καμπύλο τοίχο από συμπλεκόμενα υαλότουβλα. Στη συνέχεια, στοχεύουν να κατασκευάσουν σταδιακά μεγαλύτερες, αυτοφερόμενες γυάλινες κατασκευές.
«Έχουμε περισσότερη κατανόηση για το ποια είναι τα όρια του υλικού και πώς να κλιμακωθεί», λέει ο Michael Stern, πρώην μεταπτυχιακός φοιτητής του MIT και ερευνητής τόσο στο Media Lab του MIT όσο και στο Lincoln Laboratory. “Σκεφτόμαστε να κάνουμε σκαλοπατάκια σε κτίρια και θέλουμε να ξεκινήσουμε με κάτι σαν ένα περίπτερο — μια προσωρινή δομή με την οποία μπορούν να αλληλεπιδράσουν οι άνθρωποι και την οποία θα μπορούσατε στη συνέχεια να επαναδιαμορφώσετε σε ένα δεύτερο σχέδιο. Και θα
Εφαρμογές και επόμενα βήματα
Η ομάδα παρουσίασε τα αποτελέσματά της σε μια μελέτη στο περιοδικό Glass Structures & Engineering. Οι ερευνητές κατασκεύασαν έναν τοίχο από γυάλινα τούβλα, αποδεικνύοντας την αντοχή και τη βιωσιμότητά τους. Στόχος τους είναι να κατασκευάσουν μεγαλύτερες, αυτοφερόμενες γυάλινες κατασκευές, όπως περίπτερα, που θα μπορούσαν να αναδιαμορφωθούν ή να μετατραπούν ανάλογα με τις ανάγκες.
Συμπέρασμα
Η τρισδιάστατη εκτύπωση γυαλιού ανοίγει νέους ορίζοντες στην κατασκευαστική βιομηχανία, προσφέροντας μια βιώσιμη και ευέλικτη λύση για το μέλλον. Τα γυάλινα τούβλα του MIT μπορούν να αποτελέσουν ένα σημαντικό βήμα προς μια κυκλική οικονομία, όπου τα δομικά υλικά δεν θα χάνονται, αλλά θα ανακυκλώνονται και θα επαναχρησιμοποιούνται συνεχώς.
