هل تحقق المنازل المبنية بالطباعة ثلاثية الأبعاد شرط الاستدامة؟

تروج شركات عديدة لبناء المنازل بالطباعة ثلاثية الأبعاد لاستخدامها تقنيات مستدامة، ما يقلل النفايات فهي تطبع ما تحتاج إلى بنائه فقط.

وترى أنها تخفض من انبعاثات الكربون باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد بدلا من آليات البناء الثقيلة وشاحنات نقل مواد البناء إلى موقع العمل.

ودرست الباحثة جين مارش المتخصصة بالطباعة ثلاثية الأبعاد، هذين الادعاءين عن كثب، في مقال نشره موقع "ثري دي برينت".

تقليل النفايات

وقالت مارش إن "استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد في أجزاء من المباني يقدم فائدة كبيرة في تقليل النفايات، وتحديدا عندما توظف الشركات المشرفة على المشاريع وقتا وجهدا كافيين لضمان جودة العمل".

وركزت مارش على تجربة نفذها باحثون شيدوا مسكنا صديقا للبيئة بالطباعة ثلاثية الأبعاد في إيطاليا، باستخدام طين من البيئة المحلية فقط.

وأشار الفريق إلى إمكانية تعديل الطريقة لتتناسب مع مواد أولية أخرى من البيئات المحلية في مختلف المناطق.

وإلى جانب تقليل النفايات من خلال استخدام المواد المتوفرة والجاهزة، تفيد هذه الطريقة في قابلية إعادة التدوير، وتساعد المحتاجين لمنازل مقاومة لظروف الطقس.

انبعاثات الغازات الدفيئة

أشارت مارش إلى أن "شركات البناء التقليدية تستخدم عادة غازات صناعية خاصة لتحسين جودة المواد ومظهرها".

وأضافت: "لزيادة صلابة المعادن مثلا، تستخدم الشركات خلائط الهيدروجين والنيتروجين، ويدخل الكريبتون والآرغون كذلك، في صناعة النوافذ الزجاجية المقاومة للحرارة".

وتابعت: "فضلا عن ذلك، تسبب أعمال المواقع أيضا انبعاثات غازية؛ مثل أعمال اللحام، ولكن الناس قلقون أكثر بشأن الانبعاثات الناجمة عن الخرسانة".

وقالت مارش إن "الإحصائيات تفيد بتسبب الخرسانة بحوالي 8% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، ما يدفع الشركات إلى البحث عن وسائل بديلة عنها في البناء".

وتتجه بعض الشركات أيضا، لاستخدام السيللوز، عوضا عن المواد العازلة الحالية، بسبب ارتباطها الكبير بانبعاثات الغازات الدفيئة.

وأضافت: "قد يفترض بعض الناس أن المواد المستخدمة في الطباعة ثلاثية الأبعاد أفضل بالنظر إلى الانبعاثات، ولكن ذلك ليس صحيحا".

وأوضحت مارش "تستخدم طباعة المنازل الخرسانة في البناء؛ وعلى سبيل المثال تدمج شركة (هايبريون روبوتيكس) الفنلندية الطباعة الذاتية مع الخرسانة منخفضة الكربون في عملية البناء".

ويفيد ذلك في تقليل نسبة الخرسانة المستخدمة إلى 75% مقارنة بالطريقة التقليدية، وينتج عنها تقليل في انبعاثات الكربون بالترافق مع تقيل المواد المستخدمة.

وقالت مارش: "يمكننا أن نحدد مدى استدامة الطباعة ثلاثية الأبعاد من خلال التحقق من المواد المستخدمة من قبل شركة البناء، والانبعاثات الناجمة عن نقل المواد والبناء".

آفاق جديدة

تتجه شركات الأعمال والباحثون باستمرار إلى اكتشاف آفاق جديدة في دمج الطباعة ثلاثية الأبعاد مع البناء من خلال أساليب مبتكرة لجعلها أكثر استدامة.

ومثالا عل ذلك، ابتكر باحثون من جامعة "تكساس إي آند إم" الأمريكية، مادة جديدة خالية من الكربون، تمتاز بمقاومة عالية للنيران، وعزل جيد للحرارة.

وفي سنغافورة، استخدم باحثون الزجاج المعاد تدويره بديلا للرمال في البناء، واختبروا طريقتهم ببناء مقعد بالطباعة ثلاثية الأبعاد.

واستخدمت شركة "آزور برينتد هومز" الأمريكية، البلاستيك المدور لتشكيل 60% من المنازل المبنية بالطباعة ثلاثية الأبعاد.

وتعددت المواد والتقنيات الحديثة للاستفادة من مخلفات الزراعة والصناعة في جعل الطباعة ثلاثية الأبعاد أقل تسببا في انبعاثات الكربون وأكثر استدامة.

ونوهت مارش إلى أن وصف الطباعة ثلاثية الأبعاد بكونها مستدامة هو تعميم غير صحيح، إذ إنها تقلل من النفايات والمخلفات عند مراقبة أساليب البناء، ولكن استخدامها للخرسانة يُيرِز الحاجة إلى تطوير القطاع لتوظيف بدائل أكثر استدامة وديمومة في عملية البناء.

مستقبل الإسكان

ويشهد قطاع تشييد المنازل بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد اهتماما متناميا حول العالم، وأصبح محط دراسة وبحث كبريات شركات العالم، بهدف تسريع إدخالها إلى الأسواق العالمية.

ودخلت الطباعة ثلاثية الأبعاد بقوة إلى المنطقة العربية، ولإمارة دبي مثلا، تجربة في هذا المجال، إذ تهدف إستراتيجيتها التي أعلنتها عام 2016، إلى طباعة 25% من المباني بتقنية الطباعة الثلاثية الأبعاد بحلول العام 2030.

وتعتزم المملكة العربية السعودية بناء 1.5 مليون منزل بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في عقدنا الحالي؛ وفقا لتوقعات مجلة "كونستركشن ويك".

وأدخلت المملكة أكبر طابعة ثلاثية الأبعاد في العالم لبناء المنازل، قادرة على تشييد مبانٍ مكونة من 3 طوابق تبلغ مساحتها 300 متر مربع لكل طابق.

ويُتوقَّع أن تبلغ قيمة قطاع سوق تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد على مستوى العالم، حوالي 300 مليار دولار بحلول العام 2025، بفضل الزيادة في أنشطة الأبحاث وتطوير المنتجات، وازدياد الحاجة إلى مزيد من الإبداع في عملية التصميم.

وفضلا عن سهولة الإنتاج والتصنيع في مختلف القطاعات بفضل استخدام هذه التقنية المتقدمة القادرة على صنع أي جسم صلب من نموذج رقمي مُصمَّم على أجهزة الحاسوب وإحداث نقلة نوعية في عالم الصناعة.

وتشير تقارير إلى دور تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد في توفير تكلفة البناء بنسبة تتراوح بين 50% إلى 70%، وتكلفة العمالة بنسبة تتراوح بين 50% إلى 80%، بجانب تقليل نسبة النفايات الناجمة عن عمليات الإنشاء بنسبة تصل إلى 60%.