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Sarebbe stato difficile pensare al XXI secolo come l’era in cui la volta, figura architettonica d’epoca romana, avrebbe impegnato ricercatori provenienti da differenti centri culturali.
Tra gli esempi virtuosi, Ochsendorf DeJong & Block (ODB Engineering) conducono un’attività guidata dalla ricerca e verificata dalla pratica costruttiva. Partendo dalle analisi effettuate su alcuni edifici storici, come le architetture del valenciano Rafael Guastavino y Moreno o la cappella del King’s College di Cambridge, sono arrivati ad affermare che evitando la curvatura e lavorando solo in compressione si sarebbe risparmiato il 70% del materiale impiegato. Armadillo Vault ha portato con sé un tema fondamentale per la 15. Mostra Internazionale di Architettura, quello della riduzione dei costi dell’opera con evidenti vantaggi a livello economico e logistico.

Armadillo Vault nelle Corderie dell’Arsenale della Biennale di Venezia (Ph. Erika Pisa)

La ricerca
Si tratta di una ricerca della verità costruttiva che si delinea attraverso i percorsi di Antoni Gaudi, Frei Otto, Eduardo Torroja, Heinz Isler, Félix Candela, il quale ribadisce in uno dei suoi scritti che la struttura intelaiata appartiene alle costruzioni metalliche e non a materiali come il cemento armato. Questi, per le loro caratteristiche fisiche, non sopportano la flessione nonostante abitualmente la pratica costruttiva abbia imposto queste leggi. Scrive ancora F. Candela in Espacios nel 1953:
“La scarsa resistenza a trazione della pietra – naturale o artificiale – è surrogata nel cemento dall’inclusione di acciaio in barre strategicamente collocate. In questo modo, approssimativamente i due terzi della sezione lapidea diventano un peso morto che non ha nessuna funzione resistente […] Da qui risulta il fatto assurdo che, probabilmente, i tre quarti, o forse più, del materiale utilizzato in una struttura è perfettamente inutile, superfluo e, in definitiva, dannoso per la stabilità, visto che incrementa le forze di inerzia che entrano in gioco nei terremoti, e influisce sfavorevolmente nella deformazione del terreno di fondazione, per non parlare degli altri effetti meno evidenti ma ugualmente deleteri”.

Dettagli dell’entradosso e dell’estradosso (Ph. Erika Pisa)

L’immagine
I presupposti appena chiariti hanno fatto sì che i 399 conci in pietra, chiamati voussoir, si mantenessero mutuamente in una struttura voltata, lavorando a sola compressione, e con uno spessore degli elementi variabile da 5 a 12 cm. Le colonne delle Corderie dell’Arsenale sono state accolte dalla forma della volta, che con due aperture dà ulteriore luce all’interno, lasciando in dialogo le due architetture compresenti. L’aspetto rugoso dell’intradosso dei voussoir, con il suo color crema proveniente dal caldo Texas, ha conferito all’ambiente un tono introverso richiamando la figura archetipica dell’antro recluso nel ventre della terra.

Diagrammi sulle possibili configurazioni morfologiche (Ph. Erika Pisa)

La struttura
L’analisi strutturale ha supportato il disegno secondo i capisaldi del form finding, strategia che si basa sulla ricerca della forma adatta ai vincoli sottoposti (contrariamente a quanto accade nei casi in cui è il disegno a governare ostinatamente il dimensionamento degli elementi strutturali). L’idea che spiegherebbe il metodo di concepimento dei moduli e di assemblaggio è quella di un puzzle tridimensionale, infatti l’analisi strutturale ha rappresentato l’intero sistema come un insieme di elementi separati, con il Metodo degli elementi discreti (DEM – Discrete Element Method), verificando i risultati derivati dalle diverse forme di carico applicate.

Dettaglio dei voussoir lavorati con tecnologie a controllo numerico (Ph. Erika Pisa)

Discretizzazione e lavorazione a controllo numerico
I voussoir, modellati prima tridimensionalmente con il software di modellazione Rhinoceros, sono stati raggruppati in 55 categorie e studiati in modo da avere una delle due facce convesse al fine di raccordare gli elementi sull’intradosso della volta in un’unica superficie continua. Il processo di lavorazione, avvenuto mediante l’utilizzo di tre tipologie di macchine CNC, ha ottimizzato le fasi tenendo conto dei tempi a disposizione. Una delle due facce di ogni elemento è stata fresata con un disco e poi rifinita con una CNC a 5 assi, restituendo la forma studiata dai progettisti; l’altra faccia invece è stata planarizzata individualmente, creando sull’estradosso i gradini, i quali sin da subito lasciano leggere la trama dei conci che costituiscono la struttura. Come è noto, c’è sempre da considerare la somma delle tolleranze durante i processi di lavorazione, per cui l’assemblaggio è avvenuto con il posizionamento di tutti i voussoir a meno dei conci in chiave, dimensionati a seconda dello spazio residuale.

La volta durante l’esposizione della 15. Mostra Internazionale di Architettura a Venezia (Ph. Erika Pisa)

L’esposizione
L’intero processo ha avuto una prima simulazione nei laboratori degli artigiani che hanno partecipato alla costruzione dell’Armadillo Vault. L’esperienza portata alla Biennale di Venezia da Ochsendorf, DeJong e Block ha dimostrato come i contemporanei processi costruttivi siano oramai chiaramente dipendenti dai sistemi digitali, presenti nella fase di progettazione, in quella di calcolo e persino nella fabbricazione.
Tre, dunque, sono i temi attorno ai quali è possibile rileggere il futuro della ricerca sulla progettazione e dell’architettura che appartiene a tutti: il rinascimento artigianale, la durabilità dell’archetipo nel tempo e l’indagine sulla giusta forma in rapporto al materiale e ai vincoli.
La sperimentazione è sempre frutto di una collaborazione multidirezionale delle figure impegnate nella genesi del progetto e nella sua concretizzazione, con un aumento delle occasioni di successo laddove tutte le forze convergano nello stesso verso. Per certi aspetti, è evocata un’immagine storicizzata del cantiere gotico, sempre affollato e ampiamente partecipato; frutto auspicato di ogni costruttore che voglia vedere realizzata ciò che prima era solo una visione.

di Nicola Violano