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Campata ad archi incrociati. Stage di Stereotomia 2014 (G. Fallacara, M. Stigliano)

Durante lo stage “Stereotomie, les pratiques anciennes et nouvelles 2014” si è realizzata in scala una campata dell’edificio che conterrà il nuovo Atelier de taille des pierres nelle Carrieres di Saint Maximin (Oise – Picardie – FR), costituito da quattro archi incrociati su pianta quadrata. Rispetto all’arco diaframma disposto su piani paralleli della sede dell’azienda SNBR¹, di cui rappresenta la naturale evoluzione, la nuova sperimentazione si basa su tre idee fondamentali:

1. Slanciare al massimo l’arco diaframma;
2. Creare una precompressione degli archi tramite un sistema innovativo studiato appositamente per il progetto;
3. Creare una campata autonoma e stabile costituita da quattro archi incrociati alla base e copertura lignea²;

La geometria triangolare che domina l’arco-diaframma, un’ideale trasposizione litica dei comuni tetti lignei della Francia del Nord, permette l’alloggiamento al suo interno di cavi di acciaio rettilinei opportunamente messi in tensione grazie ad un sistema di apposite carrucole installate nel concio in chiave. Questo innovativo sistema devia i cavi stessi verso il basso collegandoli al solaio intermedio, che li mette in trazione grazie alla forza di gravità, precomprimendo di conseguenza i conci di pietra. L’accorgimento studiato, permette di risolvere il problema della perdita di tensione nel tempo dei cavi delle strutture precompresse, che in questo modo si autoregolano nel tempo. Come spiegano gli stessi progettisti, “l’idea è quella di mettere a punto una campata autonoma e stabile composta dai quattro archi portanti e una copertura interna costituita da assi lignee disposte secondo una geometria conica ai quattro spigoli del quadrato di base. Tale campata rappresenta la cellula di base da poter replicare e moltiplicare per eventuali estensioni dell’edificio da un lato, e per nuove composizioni architettoniche dall’altro”.²

Taglio dei Wave Blocks con macchine a controllo numerico

Durante lo Stage i conci sono stati realizzati a mano, secondo le regole proprie dei tailleurs de pierre, ma nulla vieta di poter raggiungere gli stessi obiettivi con i mezzi tecnologici odierni che l’industria lapidea ha a disposizione. Un altro aspetto importante del prototipo è rappresentato dai giunti dei conci, non rettilinei, ma sagomati in modo tale da rendere l’ammorsamento tra di essi molto più performante, offrendo la possibilità di spingere il materiale al limite delle sue possibilità costruttive. Questo tipo di giunti, che ricorda le articolazioni ossee umane, non è nuovo nella storia della stereotomia, avendo parecchi antecedenti nelle costruzioni di edifici armeni o islamici. L’intuizione antica ha ricevuto nuova vita da parte di Giuseppe Fallacara che (con Claudio D’Amato) ha portato all’attenzione del grande pubblico questo tipo di giunti con l’obelisco Alexandros, durante la 10^a Biennale di Architettura di Venezia. Tra i blocchi, sagomati secondo superfici curvilinee, fu interposto uno strato di neoprene, atto a eliminare le inevitabili piccole irregolarità delle facce di contatto. Durante lo smontaggio della struttura si assistette ad un fenomeno inaspettato: il peso dei maxi-blocchi aveva creato un “effetto ventosa” tra un blocco e l’altro, eliminando tutta l’aria presente tra questi e lo strato di neoprene; in definitiva la struttura aveva acquisito una sorta di monoliticità non preventivata, che mise in seria difficoltà la stessa gru che doveva dismetterla. L’osservazione di questo fenomeno ha già avviato delle ricerche da parte dei progettisti per replicare il fenomeno intenzionalmente, controllandolo scientificamente.

Wave Blocks realizzati in pietra leccese (Pi.Mar – Cursi – LE)

La necessità di studiare conci dalle forme aggregative innovative, per superare i limiti dei materiali fragili, è un argomento che ha interessato anche il Prof. Yuri Estrin e i suoi colleghi di Melbourne e Perth (Australia). Con il suo team di scienziati dei materiali, partendo dall’interrogativo posto pocanzi, egli è giunto alla definizione dell’Osteomorphic Block³, un concio-tipo con giunti che ricorda proprio le articolazioni dello scheletro umano, ottimizzato per la realizzazione di strutture modulari. Come si racconta nell’introduzione di questo libro, lo stupore nell’apprendere che l’esito di queste ricerche è molto simile ad altre sperimentazioni passate ed attuali, è stato grande. In realtà però, è proprio il fatto di essere arrivati a soluzioni simili partendo dalla stesso problema, che sancisce la bontà del lavoro svolto. Wave Block, il brevetto di Estrin derivante dalle ricerche sull’osteomorphic design, è stato realizzato in pietra leccese da Fallacara in collaborazione con la Pi.Mar e in pietra ricomposta grazie alla collaborazione con l’azienda Tarricone Prefabbricati. Trasformare, comporre e migliorare le performances di un materiale o di un elemento architettonico sono i principali atti al centro di questa ricerca.

Wave Blocks realizzati in pietra ricomposta (Tarricone Prefabbricati, Corato – BA)

Il tema dell’interazione tra acciaio e pietra può permettere anche alla pietra di farsi talmente leggera da sembrare prossima a spiccare il volo. È il caso della scultura “Parabolithic: Vela”, che nasce da un progetto di collaborazione e ricerca tra Dipartimento DICAR del Politecnico di Bari e due aziende leader del settore: MGI Sicilmarmi e T&D Robotics. La scultura fa parte di una serie di sperimentazioni del tutto innovative che ricercatori e architetti come Brandon Clifford (MIT), Jelle Feringa (Tu Delft) e Giuseppe Fallacara hanno sviluppato parallelamente e che hanno avuto modo di incrociarsi diverse volte date le molte affinità. In particolare, i loro prototipi (lapidei e non) hanno indagato le enormi possibilità fornite dalle macchine robotiche a taglio filo 3D, in grado di trasferire geometrie complesse (doppie curvature – superfici rigate) al blocco lapideo effettuando il taglio direttamente nello spazio tridimensionale. Prima della costruzione di “Vela”, l’antecedente è fornito proprio dalla collaborazione tra Feringa e la T&D Robotics, che hanno indagato la tecnologia descritta in precedenza, effettuando tagli di superfici rigate complesse a doppia curvatura su blocchi di Marmo di Carrara. Lo stand “Stereotomic Design. Evoluzione: dalla mano al robot” presente al Marmomacc 2014, presenta quindi il sunto di queste ricerche ancora in atto. Parabolithic, come dice il nome stesso, è essenzialmente un paraboloide iperbolico litico ed è pensato in due versioni: una più massiva (Raystone) in blocchi litici traforati messi in compressione grazie a cavi di acciaio posti nei punti di contatto tra un blocco e l’altro, e un’altra versione (Vela), formata da triangoli di marmo bianco di Carrara agganciati ad una rete di cavi di acciaio, che discretizzano la superficie del paraboloide stesso.

Parabolithic – RayStone (G. Fallacara)

Il tema del paraboloide iperbolico ha i suoi antecedenti nei numerosi lavori realizzati a partire dagli anni venti del novecento sulle membrane in cls armato come i meravigliosi lavori di Felix Candela, con le sue innumerevoli strutture a guscio spesse pochi centimetri e le resistentissime coperture di Eduardo Catalano, utilizzate per alcune abitazioni, come la sua casa a Raleigh. Queste sperimentazioni cercavano di indagare fino in fondo le potenzialità di un materiale, il calcestruzzo armato, che sin dai primi del ‘900 era stato relegato principalmente nella progettazione di sistemi a telaio. È questa un’analogia affascinante poiché, attualmente, è rarissimo trovare i materiali lapidei utilizzato al di fuori del ristretto campo dei rivestimenti o come semplici murature portanti. In questo senso, la possibilità di superare i limiti storici della pietra (la sua fragilità) derivano dalla capacità di affiancarla con materiali che abbiano caratteristiche radicalmente diverse, come l’acciaio. Questo connubio, già indagato anche da grandi progettisti come Peter Rice, riesce a creare straordinarie sperimentazioni architettoniche e strutturali, in cui la pietra perde la sua pesantezza per librarsi nel cielo con leggerezza, in un perfetto equilibrio tra forze di trazione e forze di compressione.

di Maurizio Barberio

Parabolithic – Vela (G. Fallacara con MGI Sicilmarmi e T&D Robotics)

Note
¹ STIGLIANO M. (2014). Riflessioni su cinque temi fondamentali nella progettazione architettonica. In FALLACARA G., STIGLIANO M. (2014). New Fundamentals of Natural Architecture. Roma: Aracne Editrice, pp. 34-35. ISBN: 978-88-548-7087-1
²: STIGLIANO M. (2014). Riflessioni su cinque temi fondamentali nella progettazione architettonica. In FALLACARA G., STIGLIANO M. (2014). New Fundamentals of Natural Architecture. Roma: Aracne Editrice, pp. 35-36. ISBN: 978-88-548-7087-1