في قلب وادي تراسلاسيرّا، بمقاطعة قرطبة في الأرجنتين، أحدث رائدا أعمال ثورة في مجال البناء التقليدي. فقد طوّر أغوستين غور وغوستافو موتيو طابعة ثلاثية الأبعاد ضخمة قادرة على بناء منازل باستخدام الطين والرمل والألياف النباتية وغيرها من المواد الطبيعية. انبثق مشروع " باروبوت " من فكرة الجمع بين تقنيات البناء الحيوي التقليدية والطباعة ثلاثية الأبعاد والأتمتة الرقمية، وسرعان ما أصبح من أبرز التطورات في هذا القطاع.
المثير للاهتمام هو أنه على عكس مبادرات الطباعة ثلاثية الأبعاد المعمارية الأخرى التي تستخدم عادةً الخرسانة أو المواد الصناعية، يعتمد هذا المقترح على مزيج من الطين والرمل والقش، وحتى روث الخيل. والهدف هو تقليل الأثر البيئي واستغلال الموارد المحلية المتاحة ، مما يخفض التكاليف ويسهل الحصول على سكن لائق. ووفقًا لمبتكريه، يُعد هذا المشروع من المشاريع القليلة عالميًا التي تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد بمواد طبيعية، والأول من نوعه في أمريكا الجنوبية الذي يركز تحديدًا على بناء المنازل.
كيف يعمل جهاز باروبوت؟
يُعدّ جهاز باروبوت في الأساس طابعة ثلاثية الأبعاد تقليدية، ولكنها مُكيّفة لتناسب الحجم المعماري. يصل ارتفاع الهيكل المعدني إلى حوالي أربعة أمتار، ويعمل بتقنية التحكم الرقمي الحاسوبي (CNC) والمحركات المؤازرة، مما يسمح بالتحكم الدقيق في الحركة على طول المحاور المكانية الثلاثة (س، ص، ع). قبل بدء عملية البناء، يقوم برنامج معماري بتحميل التصميم الرقمي للمنزل، ثم تقوم الآلة بوضع خليط الطين طبقة تلو الأخرى حتى يتم بناء الجدران.
من أهم مزايا هذا النظام سهولة نقله . إذ يمكن تجميع الطابعة وتفكيكها في غضون يوم واحد تقريبًا، مما يسهل استخدامها في المناطق الريفية أو النائية. علاوة على ذلك، تسمح طاقتها الحالية ببناء منازل تصل مساحتها إلى 80 مترًا مربعًا، وهي مساحة مماثلة لمساحة منزل عائلي عادي. وليس هذا فحسب، بل يمكن أيضًا إنشاء أشكال هندسية معقدة، بدءًا من الهياكل التقليدية وصولًا إلى التصاميم الأكثر جرأة.
تصميم مستوحى من الطبيعة لتوفير المواد
لا يكمن أحد أبرز جوانب ابتكار باروبوت في الجهاز نفسه، بل في طريقة تصميم الجدران. يستخدم البرنامج مبادئ التصميم المستوحى من الطبيعة، أي أنه يستلهم من الهياكل الموجودة فيها. فبدلاً من إنشاء جدران صلبة، يُولّد أنماطًا داخلية تُشبه خلايا النحل. وهذا يُتيح تقليل كمية المواد المستخدمة بنسبة تصل إلى 40% ، ويُحسّن في الوقت نفسه العزل الحراري للمنزل.
تعمل الحجرات الهوائية داخل الجدران كمنظمات طبيعية لدرجة الحرارة: فهي تقلل انتقال الحرارة إلى الداخل في الصيف، وتساعد على الاحتفاظ بالحرارة في الشتاء. علاوة على ذلك، يمكن دمج الأنابيب والأسلاك الكهربائية والتقويات الهيكلية أثناء عملية الطباعة، مما يغني عن الحاجة إلى هدم الجدران لاحقًا. وهذا يُعد ميزة حقيقية من حيث الكفاءة والراحة.
المواد الطبيعية: من الطين إلى روث الخيل
تجمع الخلطة التي تستخدمها شركة باروبوت بين مكونات متوفرة بسهولة في أي منطقة. تتكون القاعدة من الطين والرمل كمكونين رئيسيين، تُضاف إليهما ألياف نباتية كالقش لزيادة المتانة، إلى جانب مكونات عضوية أخرى تُحسّن خصائص المادة. لكن ما لفت الانتباه أكثر هو استخدام روث الخيل ، الذي يُحسّن، بحسب مُبتكريه، مرونة الخلطة ويُسهّل التعامل معها أثناء الطباعة. بعد جفافها، تصبح المادة عديمة الرائحة ولا تُشكّل أي مخاطر صحية.
تُعدّ القدرة على تكييف المزيج مع الموارد المتاحة في كل منطقة أحد الجوانب الرئيسية للمشروع. وهذا يُتيح خفض تكاليف النقل واستخدام المواد المحلية، وهو ما يتوافق تمامًا مع فلسفة البناء الحيوي. ومع ذلك، توجد بدائل أخرى، مثل الخرسانة المطبوعة ثلاثية الأبعاد، التي تُوفر خصائص هيكلية مختلفة. أجرى الفريق اختبارات تعريض على مدى عدة أشهر، ولم تُظهر الهياكل التي تعرضت لأمطار غزيرة سوى تآكل سطحي، دون التأثير على سلامة البناء بشكل عام.
النموذج الأولي: قبة مساحتها 28 مترًا مربعًا
تعمل شركة باروبوت حاليًا على نموذج أولي لمنزل: قبة قطرها سبعة أمتار وارتفاعها 3,60 متر، تغطي مساحة 28 مترًا مربعًا. لم يكن اختيار هذا الشكل الهندسي عشوائيًا، إذ تعمل القبة كجدار وسقف في آن واحد، مما يبسط عملية التصنيع ويقلل من كمية المواد المطلوبة. تتم الطباعة بشكل متواصل، ثم تُضاف فتحات الأبواب والنوافذ.
فيما يتعلق بالوقت اللازم، تستغرق طباعة النموذج الأولي للقبة ما بين 100 و110 ساعات عمل فعلية، مع العلم أن هذا يعتمد على الظروف الجوية، وإعداد الخليط، وحجم المسكن. ومع تطور هذه التقنية، يأمل مبتكروها في تقليص هذا الوقت وتطبيق النظام على مشاريع إسكانية أكبر. ولا يتوقف الأمر عند هذا الحد، بل إنهم يدرسون أيضًا إمكانية بيع الطابعات للبلديات والتعاونيات والمطورين العقاريين، بالإضافة إلى تقديم خدمات البناء بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد.
بدأ تطوير روبوت باروبوت بعد جائحة كوفيد-19، عندما شرع مبتكروه في تجربة أتمتة البناء باستخدام مواد طبيعية. صُنعت النماذج الأولية بموارد محدودة ومكونات مُعاد تدويرها، وسمح كل اختبار بتحسين الآلة حتى الوصول إلى النموذج الحالي. وبعيدًا عن التطوير التكنولوجي، يتمثل الهدف الرئيسي في تطبيق الطباعة ثلاثية الأبعاد لحل مشكلة ملموسة: توفير السكن. يسعى هذا المشروع إلى إضفاء الطابع الصناعي على البناء الحيوي، من خلال الجمع بين الأتمتة والتصميم الرقمي والمواد الطبيعية لبناء منازل في وقت أقل وبموارد أقل.
في نهاية المطاف، يُثبت مشروع باروبوت أن الابتكار لا ينبع دائمًا من إضافة التعقيد. أحيانًا، يكمن الحل في إحياء التقنيات القديمة وتطويرها باستخدام التكنولوجيا الحديثة. مع هذه الطابعة الطينية ثلاثية الأبعاد، لم يعد البناء المستدام مجرد حلم، بل أصبح واقعًا ملموسًا، ومن يدري، ربما سنرى هذه الآلات تعمل في أماكن أخرى من العالم قريبًا.
