Padiglione bionico in legno compensato

Nel 2011 l’istituto dell’Università di Stoccarda di Progettazione delle strutture portanti e delle costruzioni ha realizzato una costruzione sperimentale temporanea in legno ispirata ai principi della Bionica.

La struttura è stata ideata, progettata e realizzata attraverso un processo condiviso tra ricerca e insegnamento. Il progetto si è avvalso di procedure innovative di simulazione e progettazione computerizzata oltre che di metodologie di esecuzione assistite dal calcolatore per la trasposizione costruttiva di principi strutturali esistenti in natura. In particolare, l’esperimento si è concentrato sull’analisi e la traduzione delle strutture ossee a placca di un particolare tipo di riccio di mare.

La particolarità innovativa dell’esperimento consiste nella possibilità di applicare, mediante calcolatore, i principi bionici desunti da una struttura naturale su modelli geometrici di varia tipologia ottenendo contemporaneamente un’altissima efficienza strutturale. In questo caso l’obbiettivo è stato puntualmente raggiunto rendendo possibile la realizzazione dell’intero padiglione, in tutta la sua complessa morfologia, attraverso l’esclusivo utilizzo di pannelli di legno compensato di spessore estremamente ridotto (6,5 mm) impostati sullo sviluppo di un sistema modulare che permette un elevato grado di adattabilità e di prestazioni.

Il padiglione è organizzato come struttura a due livelli gerarchici. Al primo, le articolazioni dei fogli di compensato sono incollati insieme per formare una cella; nel secondo livello, un collegamento a vite semplice unisce insieme le cellule, consentendo il montaggio e lo smontaggio del padiglione. Il sistema modulare di piastre poligonali è collegato insieme in corrispondenza dei bordi. Tre bordi si incontrano in un punto solo, un principio che consente la trasmissione delle forze normali e tangenziali, ma non momenti flettenti tra le articolazioni, risultando così un cuscinetto a curvatura, con struttura deformabile. A differenza delle tradizionali costruzioni leggere, dotate di forme ottimizzate, questo nuovo principio di disegno può essere applicato ad un’ampia gamma di geometria personalizzata. Necessario l’ancoraggio al suolo per resistere a carichi del vento.

Le piastre e le articolazioni di ciascuna cella sono state prodotte con il sistema robotico di fabbricazione dell’università. Ciò ha permesso la produzione economica di oltre 850 componenti geometricamente diverse, così come oltre 100.000 giunzioni. Dopo la produzione robotica, i pannelli di compensato sono stati uniti insieme per formare le celle. Il montaggio dei moduli prefabbricati è stato effettuato presso il campus della città dell’Università di Stoccarda. Tutto il lavoro di progettazione, ricerca, fabbricazione e costruzione sono stati eseguiti congiuntamente da studenti e ricercatori.

(Fabiana Cambiaso – Università La Sapienza)

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