giovedì 7 giugno 2018

La cupola geodetica


La CUPOLA GEODETICA

La geometria nell'architettura

“l’Onnisciente ha creato il mondo delle grandezze il cui essere unitario è racchiuso nella differenza fra la linea retta e la linea curva.”  Keplero (1571-1630)

Una cupola geodetica è una struttura emisferica composta da una rete di travi giacenti su cerchi massimi (geodetiche). Le geodetiche si intersecano formando elementi triangolari che giacciono approssimativamente sulla superficie di una sfera; i triangoli sono tutti molto simili tra loro ed essendo rigidi garantiscono la robustezza locale, mentre le geodetiche formate dai loro lati distribuiscono gli sforzi locali sull'intera struttura. La cupola geodetica è l'unica struttura costruita dall'uomo che diventa proporzionalmente più resistente all'aumentare delle dimensioni. Quando la struttura forma una sfera completa, viene detta sfera geodetica.
Etimologicamente il termine "geodetica" deriva da "geo-desia" ovvero "divisione della terra" in figure geometriche piane ed in particolari triangoli, pentagoni ed esagoni che assemblati insieme formano appunto le cupola geodetiche.
Il progetto tradizionale, con carta e matita, di una cupola geodetica è molto complesso, in parte perché non esistono progetti standard di cupole geodetiche pronti, da scalare dimensionalmente secondo le necessità, ma ogni cupola deve essere progettata da zero in base alle dimensioni, alla forma e ai materiali. Esistono dei criteri di progettazione basati sull'adattamento di solidi platonici, come l'icosaedro: essenzialmente consistono nel proiettare le facce del solido sulla superficie della sfera che lo circoscrive. Non c'è un modo perfetto di eseguire una simile operazione, perché non è possibile conservare contemporaneamente i lati e gli angoli originali, e il risultato è una soluzione di compromesso basata su triangoli e geodetiche solo approssimativamente regolari.
Il progetto di geodetiche si può estendere a superfici di forma qualsiasi, purché curva e convessa; in questi casi però si rende necessario calcolare separatamente ogni trave della struttura, facendo lievitare i costi. A causa delle difficoltà di progetto delle cupole geodetiche i costruttori tendono a standardizzarle e a costruire solo pochi modelli di dimensioni prefissate.
Il calcolo computerizzato di strutture complesse (come la struttura geodetica) ha reso molto più veloce e semplice il corretto dimensionamento strutturale, e la previsione del comportamento della struttura ad eventi concomitanti, come il sisma, la neve ed il vento. Naturalmente previa costituzione di un corretto modello di calcolo, fatto che non è necessariamente banale.

La cupola geodetica è acclamata come una delle più grandi soluzioni architettoniche degli Anni 50. Progettata dal celebre architetto Richard Buckminster Fuller, denominato il Leonardo da Vinci dei nostri tempi, la prima cupola geodetica della storia venne costruita nel 1948 e brevettata nel 1954. Fuller prende in prestito le forme naturali dei cristalli per realizzare una struttura in cui gli sforzi di compressione vengono scaricati su elementi in tensione e la assembla come un complesso di tetraedri regolari, ribaltando così il concetto fondamentale dell'architettura e dimostrando che la cupola geodetica è l’unica struttura costruita dall’uomo che diventa proporzionalmente più resistente all’aumentare delle sue dimensioni.

Uno dei vantaggi della cupola geodetica, oltre la grande robustezza locale, è la capacità di carico in confronto all’ingombro e al peso dei materiali, strutturalmente è molto più forte di quanto sembrerebbe guardando le travi che la costituisce. Questo le dona una particolare leggerezza e la  possibilità di costruire grandi spazi coperti senza dover ricorrere a colonne o altri tipi di massicci supporti interni. La cupola geodetica, infatti, è praticamente in grado di reggersi da sola e viene definita una struttura autoportante. La cupola è anche aerodinamica, e può reggere forti carichi eolici, come quelli creati dagli uragani



”Quando Fuller crea una cupola geodetica suddivide uno dei 20 triangoli di un icosaedro in tanti triangoli equilateri, seguendo un pattern. Ripete poi il pattern su ogni faccia e lo trasferisce poi sulla sfera circoscritta con una proiezione centrale....“(Coxeter, ”Virus, macromolecules and geodesic domes”).

Fuller ebbe nel 1968 un'idea molto ambiziosa chiamata Dome City: voleva progettare una cupola geodetica di 2 miglia di diametro e di 1 miglio più alta di New York City.
Secondo lui questa cupola sarebbe stata in grado di alterare il clima su tutta la città, infatti all'interno avrebbe fatto più caldo che all'esterno e non avrebbe mai piovuto o nevicato.
Egli fu il primo a coniare la frase "Spaceschip Eart". Credeva che le abilità creative degli uomini fossero illimitate e che l'uso e lo sviluppo della tecnologia e della progettazione di soluzioni avrebbe portato a creare un futuro positivo


In occasione dell’Expo 67, Fuller realizzò la cupola geodetica. Questa è stata inglobata all’interno della Biosfera, un museo situato nell’ Isola di Sainte-Hélène a Montreal.

L'edificio originariamente formava una struttura chiusa di celle in acciaio e acrilico, con un diametro di 76 metri (249 piedi) e un'altezza di 62 metri (203 piedi). La cupola è un Icosaedro di Classe 1, frequenza 16 . Per controllare la temperatura interna è stato utilizzato un complesso sistema di ombre. Il sistema di ombreggiamento del sole era un tentativo dell'architetto di riflettere gli stessi processi biologici su cui il corpo umano fa affidamento per mantenere la sua temperatura interna. L'idea originale di Fuller per la cupola geodetica consisteva nell'incorporare i "pori" nel sistema chiuso, paragonandolo ulteriormente alla sensibilità della pelle umana, ma il sistema di ombreggiatura non funzionava correttamente e alla fine fu disabilitato.  


Bibliografia:


Pubblicato da alle

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