Cube, primo edificio al mondo in cemento rinforzato con fibre di carbonio

Henn, uno studio di architettura con sede in Germania, ha recentemente presentato il concept design per il primo edificio al mondo realizzato in cemento rinforzato con carbonio. In stretta collaborazione con i ricercatori dell’Università tecnica di Dresda (TUD). Cube, così si chiama, fungerà principalmente da spazio espositivo e struttura di ricerca per gli studenti dell’università. E ospiterà anche un’aula scolastica e una piccola cucina. Formato dalla fitta rete di carbonio e dal getto di cemento, il Cube comprenderà due componenti principali. Una scatola prefabbricata che costituirà il pavimento e le pareti, e un tetto a doppia curvatura, avvolto dal cemento rinforzato con carbonio flessibile.

Il progetto

Oltre alle realizzazioni tecniche, il design è di fondamentale importanza. Il design reinterpreta la natura tessile delle fibre di carbonio attraverso la fusione fluida di soffitto e pareti in un’unica forma. Dunque, suggerendo un’architettura futura in cui il design attento all’ambiente si unisce alla libertà formale e al ripensamento radicale degli elementi architettonici più elementari. Parete e soffitto non sono più elementi separati, ma funzionalmente si fondono l’uno nell’altro come un continuum organico. Il tetto è aperto da un lucernario, che sottolinea ulteriormente la forma organica. Attraverso il design dell’edificio, il cemento al carbonio mostra le sue possibilità progettuali in modo impressionante. L’edificio diventa una scultura.

L’edificio di prova per calcestruzzo al carbonio è una vetrina del progetto di ricerca sui materiali da costruzione innovativi “C³ – Carbon Concrete Composite“, finanziato dal Ministero federale tedesco dell’istruzione e della ricerca. Il Carbon Concrete Composite si sviluppa attraverso un processo di decomposizione termica chiamato pirolisi, che lega insieme le fibre di carbonio per produrre un filato di fibra di carbonio, che crea una fitta rete che unisce e rinforza il calcestruzzo. La rimozione dell’armatura in acciaio rende il calcestruzzo rinforzato con carbonio quattro volte più leggero del tradizionale materiale da costruzione in calcestruzzo. Inoltre, questo nuovo tipo di calcestruzzo dura anche più a lungo, poiché la rete di carbonio è antiruggine e la sua composizione tecnica evita intrinsecamente la minaccia dell’ossidazione.

Cube, un’idea sperimentale

Il Cube di 220 metri quadri fungerà da hub centrale per gli studenti universitari, dove possono riunirsi per la ricerca e l’apprendimento. I ricercatori di TUD stanno studiando la funzionalità del calcestruzzo rinforzato con carbonio dal 1998. Ora, in collaborazione con Henn Architekten, il materiale da costruzione in calcestruzzo di nuova concezione può essere messo alla prova. Il calcestruzzo rinforzato con carbonio sostituisce essenzialmente il tondo per cemento armato in acciaio con fibre di carbonio. Questo per mantenere la forza industriale del calcestruzzo, riducendone la quantità utilizzata per la costruzione.

In questo progetto, il calcestruzzo al carbonio viene studiato e sviluppato come una nuova combinazione ad alte prestazioni. Con questo nuovo materiale da costruzione, le fibre di carbonio leggere ma robuste consentono una costruzione flessibile e che fa risparmiare risorse. La conversione a questo materiale innovativo può ridurre le emissioni di anidride carbonica da costruzione fino al 50%, afferma lo studio di architettura. Con Cube, di fatto, Henn fornisce un contributo significativo allo sviluppo e all’implementazione di questa tecnologia di costruzione, tutta orientata al futuro.

Tuttavia, l’impronta di carbonio della fibra di carbonio è “di solito molto negativa”. I ricercatori, infatti, stanno attualmente esplorando modi per creare fibre di carbonio dalla lignina, una comune sostanza a base vegetale, sottoprodotto dell’industria della carta. Prevedono che le fibre di carbonio a base biologica non sostituiranno quelle a base di petrolio, poiché non offrono ancora le stesse prestazioni. Tuttavia, si aspettano che la domanda continui ad aumentare.