Programmare l'ombra perfetta

L'Istituto Svizzero di Roma ha recentemente dimostrato di cosa sono capaci le tecnologie digitali in architettura. Da giugno, uno straordinario padiglione in legno si erge sulla terrazza di una dependance dell'istituto culturale svizzero. Ciò che colpisce della costruzione, alta fino a quattro metri, sono i corti elementi in legno collegati solo da tasselli.

Il sistema di elementi in legno si espande e si compatta, creando nuove zone d'ombra a seconda della posizione del sole. "Se si osserva da vicino la struttura della pergola, si scopre una serie di regole nella disposizione che indicano l'origine digitale della costruzione. Ogni elemento in legno fa parte di un sistema più ampio, il che spiega le sottili transizioni che hanno dato il nome al padiglione: Gradual Assemblies", dice Hannes Mayer, direttore del programma MAS e assistente in capo alla cattedra di Architettura e fabbricazione digitale.

Nel corso di studio del Master of Advanced Studies (MAS) "Architettura e fabbricazione digitale", le competenze in materia di progettazione e fabbricazione digitale vengono trasmesse a una giovane generazione. Nell'ambito del programma, vengono utilizzati progetti di costruzione per comprendere l'intero processo di pianificazione e costruzione digitale, nonché la costruzione fisica e le sue condizioni quadro nella realtà, dalla concezione al completamento. Allo stesso tempo, la produzione robotica è al centro del programma di insegnamento.

Terrazza come cantiere

L'Istituto Svizzero ha invitato gli studenti a costruire il padiglione. Agli studenti è stata data come cantiere la terrazza di travertino a forma di L, di 250 metri quadrati, situata in una dependance dell'Istituto Svizzero. Questa terrazza è esposta tutto il giorno al sole cocente di Roma e, nonostante la sua splendida posizione, non può essere utilizzata.

Questo progetto ha rappresentato una sfida particolare per gli studenti: "Un tempo Roma era una città innovativa nell'architettura, che riuniva arte e tecnologia. Oggi la percepiamo soprattutto come un luogo storico", dice Mayer. "Quindi abbiamo avuto l'opportunità di riportare a Roma un pezzo di forza innovativa".

I 17 studenti hanno ottenuto questo risultato in un tempo estremamente breve. Hanno progettato, sviluppato e costruito il padiglione in sole dieci settimane. Di queste, poco meno di tre settimane sono state dedicate alla produzione degli elementi a Zurigo, mentre una settimana è stata impiegata per montare la struttura sulla terrazza. La costruzione è stata completata e inaugurata ufficialmente all'inizio di giugno.

Catena di processo puramente digitale

Lo sviluppo e la fabbricazione della pergola hanno seguito una catena di processi puramente digitali. Gli studenti hanno riunito in un modello digitale il progetto, i risultati di una simulazione della posizione del sole per il posizionamento degli elementi in legno, le condizioni strutturali e i dati di fabbricazione.

"Utilizzando metodi convenzionali, sarebbe impossibile definire la posizione dei 700 elementi in legno e dei 2.700 tasselli in faggio per creare un'immagine complessiva tanto dinamica quanto armoniosa. Ciò richiede regole che, tradotte in algoritmi, uniscono i molti elementi individuali in un'opera potente e bella", afferma Mayer, sottolineando i vantaggi dello sviluppo digitale.

L'interazione di tasselli e doghe di legno in questa costruzione ha il vantaggio di consentire la realizzazione di una struttura aperta. In questo modo è possibile che il padiglione segua una linea curva e che i componenti a forma di trave si assottiglino o si aprano a ventaglio. A Roma, gli studenti hanno assemblato undici sponsor da 22 elementi singoli e li hanno uniti per formare una struttura complessiva apparentemente senza soluzione di continuità.

Niente colla, niente chiodi, niente viti

Tutti gli elementi della pergola sono stati prodotti nel Laboratorio di fabbricazione robotica dell'ETH di Zurigo. Il modello digitale è stato utilizzato per controllare due bracci robotici installati su un ponte mobile dal soffitto dell'Istituto di Tecnologia dell'Architettura nel 中国足球彩票 H?nggerberg dell'ETH. Un braccio ha posizionato le doghe di legno con precisione millimetrica, mentre l'altro ha praticato i fori per i tasselli di legno con angoli diversi e opposti, migliorando l'effetto di rinforzo dei tasselli. "Il robot è uno strumento perfetto per questo lavoro, perché è in grado di posizionare con estrema precisione i singoli elementi nella stanza. Grazie ad esso, progetti digitali complessi e sofisticati possono essere trasferiti nel mondo fisico", sottolinea Mayer.

Ma non si poteva fare a meno delle persone. Gli studenti hanno dovuto martellare a mano tutti i tasselli di legno. Questi sono stati preventivamente essiccati in un forno. Questo ha fatto sì che il legno si restringesse in modo che i tasselli potessero essere martellati in fori più piccoli. Una volta posizionati, sono stati nuovamente inumiditi in modo che si gonfiassero e si legassero saldamente agli elementi in legno corrispondenti. A parte il collegamento dei pannelli metallici del pavimento agli sponsor, il padiglione non ha quindi bisogno di colla, viti o chiodi.

"Il legno e l'umidità interagiscono qui con strumenti di progettazione e fabbricazione digitale per sviluppare ulteriormente la tecnologia delle connessioni legno-legno", spiega Mayer. La tecnica delle connessioni legno-legno fiorì per la prima volta nel Medioevo e fu poi soppiantata dall'edilizia industriale". "All'ETH di Zurigo, ora sta emergendo di nuovo dall'ombra per gettare una nuova meravigliosa ombra a Roma".