Pe fondul presiunii tot mai mari asupra resurselor și a cererii globale uriașe de locuințe, cercetătorii de la MIT propun o direcție radicală, și anume utilizarea plasticului reciclat ca material structural pentru construcții. Un proiect recent demonstrează că acest lucru nu doar că este posibil, dar ar putea schimba fundamental modul în care construim locuințe.

De la deșeu la element structural

Echipa de cercetare a reușit să transforme plasticul reciclat, în principal PET provenit din sticle, într-un material compozit, combinat cu fibre de sticlă, care poate fi utilizat în construcții. Cu ajutorul imprimării 3D, au realizat grinzi de planșeu (truss-uri) funcționale, comparabile cu cele din lemn sau metal.

Structura acestor elemente este optimizată printr-un model intern în zig-zag, similar cu soluțiile clasice utilizate în construcții, ceea ce le conferă rezistență și eficiență structurală.

Testele realizate arată că aceste grinzi pot suporta peste 1.800 kg înainte de deformare semnificativă, depășind standardele de construcție din SUA.

Motivația din spatele acestei tehnologii este nevoia globală de locuințe. Estimările arată că până în 2050 vor fi necesare aproximativ un miliard de locuințe noi.

Iar utilizarea lemnului la scară largă ridică probleme majore de sustenabilitate. Potrivit cercetătorilor, construirea acestui volum exclusiv din lemn ar presupune defrișări echivalente cu suprafața pădurii amazoniene de trei ori.

Plasticul PET, deși problematic ca deșeu, devine în acest scenariu un avantaj. Durabilitatea sa extremă, care îl face greu de degradat în natură, îl transformă într-un candidat potrivit pentru utilizări structurale pe termen lung.

Performanță și durabilitate în condiții reale

Unul dintre argumentele cheie ale echipei MIT este comportamentul materialului în timp. Testele realizate în condiții reale, pe parcursul mai multor cicluri de iarnă și vară, indică o rezistență bună atât la sarcini mari, cât și la variații de temperatură.

Spre deosebire de alte tipuri de plastic, PET-ul nu este fragil la temperatura camerei, iar limitările sale în condiții extreme sunt considerate gestionabile, mai ales că cererea de locuințe este concentrată în zone cu climat moderat.

Proiectul face parte din inițiativa MIT HAUS, care își propune să dezvolte locuințe realizate integral din plastic reciclat, folosind imprimare 3D la scară mare.

Pe lângă grinzi de planșeu, cercetătorii au realizat deja fundații și lucrează la dezvoltarea altor elemente structurale, precum grinzi de acoperiș, stâlpi, elemente de scară și structuri pentru pereți.

Spre deosebire de imprimarea 3D cu beton sau argilă, deja utilizată în industrie, soluția bazată pe plastic oferă mai multă flexibilitate și un impact potențial mai redus asupra mediului.

Un aspect esențial al tehnologiei este utilizarea așa-numitului plastic murdar, deșeuri post-consum necurățate, precum sticle sau ambalaje alimentare.

Cercetătorii dezvoltă sisteme capabile să proceseze direct acest tip de material și să îl transforme în componente structurale, fără etape complexe de prelucrare.

Producția ar putea avea loc în micro-fabrici modulare, de dimensiunea unui container, amplasate local. Datorită greutății reduse a componentelor, transportul ar deveni mult mai simplu, inclusiv cu vehicule mici.

Materialul compozit rezultat este reciclabil, ceea ce înseamnă că, la finalul ciclului de viață, elementele pot fi mărunțite și refolosite pentru noi construcții.

Rămân însă întrebări legate de comportamentul în situații extreme, precum incendiile. Deși cercetătorii consideră, pe baza studiilor existente, că materialul este sigur, aceștia intenționează să aprofundeze testele.