Gridshell e le nuvole di legno

Dalle visioni degli architetti Frei Otto e Mutsuro Sasaki, nascono incredibili quanto visionarie strutture chiamate Grid-Shell nome che deriva dalle parole Grid (griglia) e Shell (guscio) e rappresentano un trionfo dell’ingegneria edile. 

In pratica, le grid-shell, non sono altro che semplici elementi in legno (assi) che vengono utilizzati sfruttando le grandi proprietà elastiche di questo materiale. I pezzi vengono assemblati in piano, poi, secondo una precisa idea progettuale, precedentemente definita al computer, vengono curvati fino ad assumere la forma definitiva che poi viene fissata utilizzando cavi in acciaio o altri assi in legno per conferire all’insieme rigidezza strutturale. I risultati sono strepitosi tant’è che alcune opere sono ritenute monumenti storici e culturali come la Multihalle di Mannheim del 1975 dell’architetto Frei Otto.

L’opera non aveva precedenti nell’architettura contemporanea; apriva nuove strade e nuovi orizzonti nella progettazione. Resistenza, ordine, spaziosità, rigidezza le parole associabili a questo tipo di opera. Ma anche durabilità; la semplicità costruttiva e i materiali impiegati non richiedono grandi opere di manutenzione, le parti sono sostituibili con facilità perché non incastrate ne incollate. Oggi ancora dopo quaranta anni l’opera è li a testimoniare questa bontà costruttiva.

Quest’opera strutturale, ha aperto la strada a sperimentazioni diverse, come la realizzazione di griglie sempre più complesse e l’uso di materiali diversi dal legno, come gli acciai.

Anche l’assemblaggio e la costruzione sono facili e poco costosi; infatti i pezzi in origine sono semplici assi, facili da produrre e hanno dimensioni ridotte.

Le grid-shell, dall’esempio costruttivo di Frei Otto, hanno acquisito un loro ben precisa identità nel campo dell’ingegneria edile; sono strutture che risultano resistenti per forma, ciò significa che forma, rigidità complessiva e ancoraggio al terreno fa si che si possano realizzare luci molto ampie e design spaziali fluidi e di grande impatto visivo.

Realizzare una grid-shell in legno necessita essenzialmente di 2 passaggi:

• il primo, richiede l’assemblaggio delle bacchette dritte per formare una griglia piana più o meno complessa, disegnando la forma richiesta su di una superficie, quindi un graticcio di forma ortogonale;
• il secondo, richiede la deformazione per flessione degli elementi del graticcio orizzontale. Viene sfruttata l’estrema elasticità del legno, che consente alla maglia di piegarsi e conformarsi nella forma tridimensionale richiesta. Il legno, flettendosi, modifica la geometria delle maglie che passano da rettangolari a romboidali.

Piegati questi elementi, si passa al loro fissaggio al terreno e all’irrigidimento della struttura legandoli tra di loro con assi diagonali, cavi di acciaio o altri elementi. La forma, come si può ben comprendere, è dettata dalla deformazione del materiale, e non può in fase progettuale essere definita con assoluta precisione.

Le grid-shell, quindi, nella loro complessità e formale bellezza sono frutto di un’idea semplice, economica, eco-sostenibile. Nascono in un’era di passaggio tra un processo manuale-manifatturiero ed uno seriale-industriale. Questo tipo di elemento si colloca ad arte tra due ere e due tecnologie diverse.

La produzione degli elementi richiede macchinari piccoli, poco ingombranti e economici, tipici di un processo industriale, ma le fasi successive, non prevedendo giunzioni e collanti, ma solo bullonature è tipico dei processi artigianali.

La manutenzione è semplicissima e poco costosa. Lo smontaggio e la sostituzione dei pezzi è semplicissima e l’impianto è totalmente riciclabile.

Complessi software di progettazione parametrica, basasti su algoritmi generativi, consentono di immaginare queste strutture in fase di progettazione e di stabilire con relativa precisione forme e rinforzi per una resa strutturale perfetta. Ciò che viene fuori è una complessa intelaiatura capace di generare forme che rispecchiano la complessità della società contemporanea.

Le forme, la tecnologia costruttiva a metà tra artigianale e industriale, lo schema ortogonale del graticcio e quello irregolare del guscio, trovano la loro naturale collocazione in contesti urbani armonizzandosi perfettamente con spazi antropizzati e naturali.

La tecnica prende spunto dagli antichi filatoi dove trama e ordito in differenti combinazioni realizzavano preziosissimi tessuti, o dalle manualità di tribù australiane che sapientemente intrecciavano il flessuoso e resistentissimo bamboo.
Un sistema strutturale perfetto, che scarica tutti i pesi, in verticale, sui sostegni laterali e le spinte ortogonali del vento e della neve riassorbiti dal sistema di cavi che corre diagonale rispetto alla griglia.

In Italia solo un gruppo di ricerca guidato dall’architetto Sergio Pone dell’Università degli Studi Federico II di Napoli si sta occupando di questo tipo di struttura sin dal 2006.

L’architetto Pone, in collaborazione con gli architetti Sofia Colabella e Alberto Pugnale, hanno progettato nel 2014 la prima grid-shell post-formata in accoya d’Australia, un tipo di legno capace di resiste alle condizioni più estreme, ad elevate prestazioni meccaniche e atossico.

Immagini da www.ecowebtown.it