Quando il designer Daan Roosegaarde uscì dalla doccia della sua stanza d’albergo a Pechino, in un lunedì d’autunno, vide dalla sua finestra l’iconica sede della China Central Television. Il giorno seguente e quello dopo ancora gli edifici della CCTV erano completamente oscurati dal pesante smog della città. Da questa esperienza nacque l’idea di incorporare quel pesante inquinamento atmosferico in un’altra delle sue sperimentazioni: Roosegaarde è infatti noto in tutto il mondo per le sue opere interattive  e i suoi progetti sociali che creano relazioni futuristiche nel rapporto umano-tecnologia-natura. Così dopo Dune, Waterlicht e Smart Highway, lo Studio Roosegaarde ed il suo team di esperti hanno creato la Smog Free Tower, “il più grande aspirapolvere del mondo” – così come lo stesso designer ha voluto definirla.

IL MATTONE IN CALCESTRUZZO POROSO CHE FILTRA L’ARIA

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La Smog Free Tower di Roosegaarde

La torre usa una tecnologia brevettata agli ioni per migliorare la qualità dell’aria nelle sue vicinanze e per produrre delle “bolle” di spazio pubblico prive di smog, permettendo alle persone di testare l’esperienza sensoriale del respirare aria pulita.

L’obiettivo del progetto non è ovviamente limitato al contesto locale ma ha orizzonti ben più ampi: l’esperienza sensoriale dell’aria fino al 75% più pura vuole essere di sensibilizzazione per le persone che la sperimentano, stimolandole ad immaginare un futuro pulito in cui essi possano diventare parte della soluzione invece che del problema, con la collaborazione ed il lavoro sinergico dei governi, delle organizzazioni non governative, del settore delle industrie clean-tech.

La prima torre Smog Free, alta circa 7 metri, è stata aperta al pubblico da Settembre, in seguito ad una campagna di fundraising, in Vierhavensstraat 52, a Rotterdam e prossimamente farà il giro del mondo, visitando anche città come Los Angeles, Città del Messico e la stessa Pechino.

Il funzionamento della torre smog free

Dopo aver studiato, fin dai primi anni del 2000, i processi di ionizzazione e il meccanismo naturale di pulizia dell’aria dell’olivello spinoso – una pianta della famiglia delle Hippophae, capace di rimuovere dall’aria le particelle di sabbia, sale e particolato – Bob Ursem, ricercatore dell’Università di Tecnologia di Delft, ne immaginò una versione artificiale: dalla collaborazione con il team dello studio Roosegaarde e con European Nano Solution è poi nata la Smog Free Tower.

L’aria viene aspirata all’interno della torre da un sistema di aspirazione radiale posto nella parte alta ed entra in un comparto interno nel quale le particelle più piccole di 15 micrometri vengono ionizzate – gli atomi o le molecole rimangono carichi positivamente. Come trucioli di ferro attirati da una calamita le particelle cariche vengono attratte da un elettrodo posto nella parte bassa dello stesso comparto. Dopo essere stata privata di polveri sottili e particolato all’interno l’aria pulita viene pompata all’esterno da aperture situate nella parte bassa della torre. Il funzionamento della torre è garantito da un impianto microeolico ed essa, utilizzando grossomodo la stessa quantità di energia elettrica di uno scaldabagno, è in grado di pulire circa 30000 metri cubi d’aria l’ora senza produrre ozono.

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I gioielli Smog Free

Per concretizzare il lavoro della macchina e rendere il problema dello smog più tangibile, lo studio Roosegaarde ha poi ideato qualcosa di estremamente rappresentativo: con il particolato ottenuto come sottoprodotto della pulizia dell’aria da parte del macchinario, vengono creati dei gioielli Smog Free, un anello o dei gemelli rispettivamente per donne e per uomini. Le particelle di carbonio vengono compresse e sigillate in un cubetto di resina che racchiude 1000 metri cubi di aria pulita: un gioiello che ci si augura sia davvero “per sempre!”.

Le gridshell (gusci strutturali a graticcio) sono strutture che incrociano il comportamento strutturale del guscio (shell) con quello del graticcio (grid), due famiglie molto distanti tra loro, una dalle curve morbide e l’altra caratterizzata da geometria e rigore cartesiano.

Le strutture in legno leggere sono state spesso oggetto di studio e sperimentazione. Dalle prime balloon frame alle visionarie sperimentazioni di Frei Otto ed Edmund Happold, fino ad arrivare alle strutture più dinamiche di Ville Hara e Mutsuro Sasaki, si assiste ad un graduale passaggio da una concezione bidimensionale ad una tridimensionale, dove gli elementi del graticcio strutturale piano si piegano in configurazioni spaziali resistenti.

SHIGERU BAN E LA STRUTTURA IN LEGNO PER IL GOLF CLUB

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La nascita e gli sviluppi delle gridshell

Il primo a sperimentare questa tecnica è Frei Otto con la Multihalle di Mannheim del 1975, che risulta essere la più grande gridshell autoportante in legno nel mondo, classificata come monumento storico-culturale nel 1998, per la sua forma insolita, l’ampia luce, per l’uso innovativo del legno impiegato per creare un reticolo complesso e flessibile che non aveva precedenti eguali nella storia della carpenteria.

Molte altre gridshell, anche di materiali differenti, sono state create dopo il progetto del Mannheim Pavilion, come il Padiglione del Giappone in tubi di cartone (Hannover, 2000, Shigeru Ban e Frei Otto), il Weald e Downland gridshell in rovere (Singleton, 2002, Buro Happold e Edward Cullinan) e il Savill gridshell in larice (Windsor, 2006, Buro Happold e Glen Howells Architects).

Equilibrio, leggerezza e semplicità sono gli aggettivi che meglio identificano questi gusci strutturali a graticcio. Ma anche resistenza, rigidezza, razionalità e consapevolezza delle tecniche costruttive e delle proprietà del materiale. Forme sinuose capaci di coprire spazi considerevoli e garantire grande flessibilità spaziale.

Tutte le parti costituenti la maglia strutturale hanno una dimensione ridotta e sono semplici da produrre. Le bacchette sono facilmente sostituibili poiché non sono né incastrate né incollate. E’ una struttura che dura nel tempo, grazie al suo stesso sistema costruttivo. Basti pensare al Multihalle di Mannheim che dopo 40 anni ancora è in piedi, nonostante i limiti tecnologici del tempo in cui è stato pensato e realizzato.

Strutture resistenti per forma

Se la materia è flessibile, configurata in una maniera specifica e vincolata a estremità fisse, è in grado di autosostenersi, di sopportare un certo carico e coprire determinate luci. Le gridshell sono considerate pertanto strutture resistenti per forma.

Le gridshell in legno si realizzano seguendo le seguenti fasi:

• Tessitura e cucitura: gli elementi lineari si assemblano in una trama regolare e si fissano secondo la forma desiderata; questa operazione avviene in piano. La tessitura ha le caratteristiche della produzione industriale e razionale a ricordare il concetto del graticcio, la manifattura quella dell’azione artigianale, organica, più vicina al tema del guscio.
• Deformazione: le parti si forzano ad assumere la forma finale, attraverso la flessione degli elementi e la deformazione delle maglie, che da quadrate diventano romboidali. Ciò è possibile grazie alla grande elasticità del legno e quindi sulla sua disponibilità a essere deformato anche in maniera sensibile senza spezzarsi, ma flettendosi dolcemente e cambiando la geometria delle maglie. Una volta formate, quest’ultime si fissano al suolo e si procede alla posa degli irrigidimenti diagonali, cavi metallici o altri elementi lignei, che gli attribuiscono la necessaria rigidezza. Come accade per il fasciame delle barche, la messa in coazione delle bacchette produce la doppia curvatura finale. Tuttavia, è una forma che più che essere imposta al materiale, va calcolata già in fase di progetto.

Attraverso appositi programmi di calcolo strutturale bisogna valutare dove e in che misura applicare le pressioni per attribuire alla struttura la forma che si vuole realizzare.

La sostenibilità delle gridshell

I gusci strutturali a graticcio post-formati sono sostenibili in quanto composti da un materiale ecologico per eccellenza, il legno, secondo una produzione in parte industrializzata e in parte hand-made. La fase di cantiere prevede l’utilizzo di macchinari dal ridotto consumo e la leggerezza delle parti consente di muovere tutto a mano. Le giunzioni non prevedono l’uso di collanti chimici né di trattamenti superficiali con prodotti di sintesi; le bacchette, infatti, sono bullonate, così da essere facilmente sostituibili e reversibili. Ciò comporta principalmente la garanzia, alla fine del ciclo di vita, di poter smaltire ecologicamente il legno di cui la struttura si compone.

Le gridshell in Italia

In Italia l’unico gruppo di ricerca sul tema gridshell è guidato dall’Arch. Prof. Sergio Pone, del Dipartimento di Architettura dell’Università degli studi di Napoli “Federico II”, che dal 2006 sperimenta forme e sistemi di costruzione diversi, in collaborazione con gli architetti Sofia Colabella e Bianca Parenti. Nel 2014, un gruppo tutto italiano formato da Sofia Colabella, Alberto Pugnale (docente presso la Melbourne School of Design) e Sergio Pone (docente presso UniNa), ha progettato e realizzato con gli studenti australiani, la prima gridshell post-formata in accoya d’Australia. L’accoya è una varietà di legname di eccezionale durabilità e stabilità dimensionale, dalle elevate prestazioni, atossico e resistente agli ambienti esterni più ostili.

Tra le gridshell realizzate in Italia si citano: la copertura della corte di una casa rurale a Ostuni nel 2007; la Woodome, gazebo nella corte della Masseria Ospitale di Lecce nel 2009; la copertura della terrazza sempre presso la Masseria Ospitale Lecce nel 2010; il gazebo nella sede della Holzbau sud Calitri nel 2010; la gridshell all’interno del Parco archeologico di Selinunte nel 2012; Toledo 2, un padiglione nel cortile della Scuola di Architettura di Napoli nel 2014.

Tra tradizione e modernità

Il sistema costruttivo delle gridshell si rifà a tecniche costruttive molto antiche. Si ispira, infatti, sia ad una tecnica millenaria, tipica di alcune popolazioni asiatiche e australiane, di lavorare il bambù, sia alla sapiente tradizione costruttiva degli scafi in legno.

Questi gusci strutturali a graticcio, si adattano all’ambiente urbano e naturale, dialogando con il costruito ma anche con la natura. Data la flessibilità delle geometrie strutturali è possibile intervenire, con leggerezza, sia negli edifici del paesaggio rurale che nei contesti aperti più complessi delle città. La possibilità di personalizzazione offre poi infinite possibilità di configurazioni spaziali, attraverso software molto complessi, basati su algoritmi generativi e sulla progettazione parametrica (come Kangaroo e Karamba, all’interno del programma Grasshopper). Progettazione parametrica, innovazione, approccio ecologico, creatività e collaborazione pratica sono gli elementi base per una continua “ricerca della leggerezza” in architettura.

Grande libertà compositiva che ben si adatta alla molteplicità e complessità della società contemporanea, sempre più mutevole e dinamica.