Alle menti visionarie di architetti lungimiranti, quali Frei Otto e Mutsuro Sasaki, dobbiamo la creazione di strutture incredibili, sia per proprietà che per qualità. Queste strutture chiamate Grid-Shell dall’unione delle due parole Grid (griglia) e Shell (guscio) sono un trionfo dell’ingegneria edile e un incredibile ritrovato ecosostenibile dovuto all’impiego di un materiale 100% naturale quale il legno.
In pratica, le grid-shell, non sono altro che elementi in legno che vengono utilizzati per le grandi proprietà elastiche di questo materiale. L’insieme dei pezzi viene assemblato in piano, poi secondo una precisa idea progettuale, già definita in fase di prototipazione, vengono curvati fino ad assumere la forma definitiva per poi fissarla definitivamente con altri elementi quali cavi in acciaio o altri assi in legno al fine di conferire all’insieme rigidezza strutturale e forma finale. I risultati sono strepitosi come nell’opera oramai ritenuta monumento storico e culturale dal 1998, la Multihalle di Mannheim del 1975 dell’architetto Frei Otto.
Multihalle di Mannheim di Otto Frei, 1975
Le grid-shell, presentano diversi vantaggi come ad esempio quello di essere realizzate con materiali eco-compatibili, riciclabili e leggeri. Inoltre, combinano le morbide curve della strutture a conchiglia con la rigida geometria dei reticoli strutturali.
L’opera di Otto Frei, 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 realizzazione. 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.
Savill gridshell di Buro Happold e Glen Howells Architects a Windsor, anno 2006
L’opera strutturale di Otto Frei, ha aperto la strada a sperimentazioni diverse, con la realizzazione di griglie sempre più complesse e articolate e con la sperimentazione di altri materiali di maggiore resistenza come gli acciai.
Heasley Nine Bridges Golf Club House di Shigeru Ban a Seoul, anno 2010
Anche l’assemblaggio e la costruzione sono facili e poco costosi; infatti, i pezzi in origine sono semplici, facili da produrre, 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, ossia la loro forma legata alla rigidità complessiva e all’ancoraggio in determinati punti fa si che si possano realizzare luci molto ampie e design spaziali molto fluidi e di grande impatto visivo.
Le tecniche necessarie per la realizzazione delle grid-shell in legno necessitano essenzialmente di 2 passaggi fondamentali:
il primo passaggio, 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 passaggio, 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 legandoli tra di loro con assi diagonali, cavi di acciaio o altri elementi necessari a conferire all’insieme la rigidità strutturale richiesta. La forma, come si può ben comprendere, è dettata dalla deformazione del materiale, e non può in fase progettuale essere definita dettagliatamente. Ecco perché una corretta e attenta progettazione può portare ad un risultato il più possibile vicino all’idea del progettista.
Padiglione del Giappone per l’expo di Hannover di Shigeru Ban, 2000
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 ad uno di tipo seriale-industriale. Questo tipo di elemento si colloca perfettamente tra questi due mondi frutto di ere e di tecnologie diverse.
La produzione degli elementi richiede macchinari piccoli, poco ingombranti e economici, una fase iniziale tipica di un processo industriale, ma le fasi successive che non prevedono giunzioni ne l’uso di collanti, ma solo bullonature, un carattere tipico della produzione artigianale.
Smontaggio e sostituzione dei pezzi sono semplicissimi, rendendo economica anche la parte manutentiva dell’impianto oltre che totalmente riciclabile.
Weald & Downland Museum di Edward Cullinan, Sussex, 2002
L’architetto Edward Cullinan vince, proprio per questo, il primo premio “Wood Awards” nel 2003 con la sua grid-shell realizzata per il Weald & Downland Museum del 2002 nel Sussex.
Woodhome a Fratte Rosa, Gridshell.it, 2013
Le grid-shell con le loro forme, la tecnologia costruttiva artigianale e industriale, lo schema rigido del graticcio e quello morbido e irregolare del guscio, l’aspetto a metà tra tradizionale per l’impiego di materiali antichi e moderno per le sinuose curve, trovano il loro naturale habitat nel contesto urbano dialogando perfettamente con lo spazio antropizzato e quello naturalistico.
La loro leggerezza e la loro immagine si legano perfettamente a contesti diversi, sia rurali che urbani, creando dialogo tra gli elementi, legandoli in forme e composizioni mai uguali. 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.
La tecnica prende spunto da antichi mestieri, da forme sviluppate negli antichi filatoi dove trama e ordito in differenti combinazioni realizzavano preziosissimi tessuti, o dalle tecniche ancestrali di tribù australiane che sapientemente intrecciavano il flessuoso e resistentissimo bamboo.
Un sistema strutturale perfetto, che consente di scaricare tutti i pesi, in verticale, sui sostegni laterali e le spinte ortogonali del vento o della neve vengono trasmessi e riassorbiti dal sistema di cavi che corre diagonale rispetto alla griglia.
In Italia solo un gruppo di ricerca guidato dall’arch. Sergio Pone dell’Università degli Studi Federico II di Napoli si sta occupando di questo tipo di struttura sin dal 2006.
Grid-shell in accoya d’Australia
Lo stesso arch. Pone, in collaborazione con gli arch. Sofia Colabella e Alberto Pugnale, docente presso la Melbourne School of Design, hanno progettato nel 2014 la prima grid-shell post-formata in accoya d’Australia (un tipo di legno molto durabile e con grande stabilità dimensionale) capace di resiste alle condizioni più estreme, ad elevate prestazioni meccaniche e atossico.
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