Dome: sostenibilità ed efficienza nel Mediterraneo

La tecnica del compasso per la costruzione di una cupola in mattoni.

 

Fabrizio Caròla, architetto napoletano formatosi alla Scuola Nazionale Superiore d’Architettura di Bruxelles, fondata da Van de Velde, ha trascorso gran parte della sua vita in Africa ove, assecondando la sua vocazione per la ricerca sperimentale, si è impegnato a sostenere l’efficacia di un modello costruttivo fondato sul recupero di elementi della tradizione mediterranea: archi, volte e cupole. In Africa egli ha incontrato tecniche e materiali originali, come le cupole nubiane realizzate con l’ausilio del “compasso ligneo”.

 

Secondo Fabrizio Caròla: “Il gesto è l’espressione dell’artista, dell’attore, del direttore d’orchestra, dello scultore; la pennellata del pittore… Disegnare una curva è un gesto, disegnare un angolo retto è un’operazione. Un’operazione che si esegue con un mezzo tecnico. Il mezzo tecnico ha i suoi limiti e le sue regole, mentre il gesto non ha regole ed è perciò libero, ma anche più diffi cile da controllare e da gestire. Per un architetto è più facile progettare componendo linee rette ortogonali; tanto più che queste, più che le linee curve, incontreranno il favore degli ingegneri, dei materiali e delle tecnologie in uso. Sono stato sempre rispettoso del rapporto fra materiale, tecnologia, funzione e forma, perché dal corretto rapporto di questi quattro elementi dipende l’economia del progetto e anche la sua riuscita. Nella maggior parte dei casi, nel nostro mondo occidentale questo rapporto conduce a una soluzione a superfi ci piane, obbligandomi a reprimere il mio desiderio di curve.
In Africa ho trovato invece condizioni del tutto diverse che ribaltavano la situazione, per cui l’uso delle forme curve si rivelava una soluzione logica. Nei Paesi del Sahel (la zona dell’Africa compresa fra il deserto e la foresta), dove ho spesso lavorato, la mano d’opera è abbondante, sotto-occupata e a basso costo; per contro i materiali moderni, come il cemento e il ferro, sono importati e perciò costano molto e implicano la fuoriuscita di moneta pregiata, mentre l’uso del legno contribuisce alla desertificazione. Restano quindi soltanto la terra o la pietra (quando questa è disponibile nei paraggi). La terra, materiale abbondante e a costo quasi nullo, sotto forma di mattoni crudi o cotti, è il materiale più economico e diffuso. Per utilizzare il mattone o la pietra anche in copertura, in sostituzione del legno, ferro o cemento, bisogna ricorrere alle strutture compresse, e cioè volte, archi e cupole. Applicando e sperimentando queste strutture che lavorano solo a compressione, ho potuto rilevarne vari vantaggi: sono economiche, di facile e rapida esecuzione anche per una mano d’opera non qualifi cata e si comportano meglio del cemento armato in diffi cili condizioni climatiche.
L’economicità deriva soprattutto dal poter risolvere con un materiale a basso costo il problema sempre spinoso della copertura: senza soluzione di continuità fra muro e tetto, lo stesso operaio, in una sola operazione, realizza l’intera costruzione, dalle fondazioni fino alla chiusura. È una operazione semplice. Molto più semplice di quanto lasci supporre la forma ardita di una cupola. Con l’aiuto del ‘compasso’ guida (attrezzo derivato dalla tradizione nubiana), il muratore procede sicuro, senza poter sbagliare e senza una particolare preparazione o competenza: non deve fare altro che posizionare ogni mattone secondo l’indicazione che gli dà il ‘compasso’; non deve preoccuparsi dell’allineamento, né di fi lo a piombo, né di squadri…
Questo sistema è talmente facile che ho potuto realizzare decine di cupole, di varie forme, dimensioni e materiali, con operai non qualifi cati, improvvisati muratori, dopo poche ore di apprendimento.
Il sistema di pianta può essere sia ortogonale (quadrati e rettangoli) sia polare (una combinazione di cerchi). La pianta polare si è rivelata, prima in teoria e poi nella pratica, più economica, per tempo e quantità di materiale e più adeguata alle caratteristiche della manodopera disponibile”.

 

Il cantiere didattico-sperimentale
Nella primavera del 2011, il professor Luigi Alini, della Facoltà di Architettura di Siracusa, ha condotto un laboratorio di progetto per la realizzazione di un sistema abitativo low-tech, realizzato in scala 1:1 dagli studenti e dagli allievi della locale Scuola Edile. In tale cantiere didattico-sperimentale, soprannominato Dome, gli allievi hanno sperimentato le innovative potenzialità di materiali e tecnologie della tradizione, per costruire una grande cupola in laterizio, alta quattro metri. Dall’insegnamento di Fabrizio Caròla è stata presa in prestito la tecnica del “compasso”, una metodologia che lui ha impiegato in particolare nel Mali, desumendola dalle antiche tecniche costruttive nubiane e dalle esperienze dell’architetto egiziano Hassan Fathy. Per prima cosa è stato effettuato l’inghisaggio dei tirafondi per l’ancoraggio del “compasso” e defi nito con malta autolivellante il suo piano circolare di rotazione. È stata poi costruita una centina lignea, utile alla realizzazione del varco di accesso allo spazio interno della cupola, e predisposto il piano di allettamento dei mattoni, onde defi nire la base di imposta della cupola.
È stato poi costruito il “compasso”, strumento costituito da un braccio ruotante e sollevabile progressivamente mediante un telaio a pantografo, che porta all’estremità una dima, utilizzabile per posizionare i mattoni, secondo un esatto andamento radiale. Per il suo specifi co funzionamento, si è stabilito di agire sui parametri che governano la geometria del sistema polare (si tratta della distanza tra i due fuochi “X” e dell’altezza d’imposta “Y” del “compasso”), che può variare da una semicupola perfetta a un’ogiva.
Altri parametri fi ssati per l’intervento sono stati: il parametro “r” (raggio), riferito alla lunghezza del braccio del “compasso”, che ha determinato la dimensione della cupola, facendone variare il volume e la superfi cie globale e dell’attacco a terra; il parametro “h” (fuori fuoco verticale), che ha determinato lo spostamento verticale della cerniera, alla base del braccio del “compasso”, consentendo di calibrare la forma e l’attacco a terra della cupola, facendone variare la sezione, da arco a tutto sesto ad arco ribassato, o rialzato; il parametro “b” (fuori fuoco orizzontale), che ha determinato lo spostamento orizzontale della cerniera, alla base del braccio del “compasso”, rispetto all’asse di rotazione, e che ha consentito di variare la sezione della cupola, da quella ad arco di cerchio a quella a ogiva, nelle sue varianti; il parametro “α” (ampiezza dell’angolo in elevazione) che ha indicato in sezione la massima elevazione consentita al braccio, determinando così la dimensione (diametro) dell’oculo. Oltre a questi parametri, è stata introdotta un’ulteriore variabile, riferibile alla giacitura dei conci.

 

L’innovazione
C’è comunque una diversità, rispetto alla versione del “compasso” prodotta da Caròla, nella quale le giaciture dei mattoni sono rigidamente defi nite e si può ricorrere a una sola disposizione: per la costruzione di Siracusa è stata, infatti, resa possibile una pluralità di giaciture, modifi cando la testa del “compasso” e introducendo un elemento rotante. Con questa innovazione, di carattere tecnico-operativo, si è voluto sperimentare sia la massima efficienza strutturale del sistema, sia le sue prestazioni energetiche. Infatti, dal momento che i principi di sostenibilità sono divenuti ormai condizioni irrinunciabili per ogni progetto, l’esperimento didattico, pur nato per la verifica dell’efficienza dei sistemi costruttivi a volta, estesa alle performance strutturali del sistema, che ben si adattano a contesti tipici delle aree del Mediterraneo, ha avuto anche come obiettivo la verifi ca delle azioni governate dai principi dell’effi cienza energetica, fondata sull’impiego di sistemi di ventilazione passiva; dimostrando, sotto diversi punti di vista, l’effi cacia di modelli propri della cultura architettonica mediterranea. Ventilazione, utilizzo della massa come moderatore termico, ecc., costituiscono elementi della tradizione costruttiva che è necessario innestare entro il processo di innovazione tecnologica, anche con lo scopo di rinnovare i risultati fi gurativi perseguibili.
La superficie della cupola è stata dunque determinata con una particolare tessitura generata sia posando i conci di mattoni in una torsione progressiva, governata da un approccio parametrico, sia “fessurando” il paramento con numerose micro-aperture, orientate secondo le dominanti di vento, allo scopo di convogliare l’aria all’interno della cupola e distribuirla omogeneamente senza creare disturbo nell’ambiente.
La posa “in torsione” è stata ottenuta variando, di volta in volta, l’angolo di rotazione del goniometro, e dunque del mattone, intorno al suo asse, da un minimo di 33°, nella rotazione iniziale, a 147°, in quella finale, e controllando altresì il grado d’aggetto di ogni singolo elemento, ovvero l’auto-ombreggiamento ottenibile nella tessitura muraria. Intervalli di 6 cm (secondo quanto stabilito nel parametro “C”, che determina la percentuale di porosità della superficie muraria, ovvero il grado di illuminazione che si diffonde all’interno e la ventilazione passiva) sono stati lasciati nei corsi di mattoni posti a correre. Seguendo fedelmente le diverse fasi costruttive, gli allievi, con l’ausilio del “compasso”, hanno disposto il primo filare di mattoni; poi, via via, alternando la posa di un corso di mattoni “a correre” con una inclinazione radiale e regolando di volta in volta lo sporto del braccio del “compasso” dal centro dell’impianto, hanno ottenutouna tessitura muraria estremamente regolare e ugualmente di grande effi cacia estetica. Contemporaneamente, sulla centina lignea di forma circolare, hanno posizionato i mattoni, creando l’arcata del varco di ingresso.
La dimensione dell’oculo è stata determinata in ragione della ventilazione e del moto apparente del sole.
Il concetto seguito è quello della meridiana: data la posizione della cupola e la dimensione dell’oculo, il fruitore può guardare il cielo senza essere accecato dalla luce solare, mentre dall’interno della cupola può osservare l’esterno senza scorgere alcun edifi cio circostante. In particolare, nei territori molto a sud che, come a Siracusa, in primavera e soprattutto in estate, sono sottoposti a un forte irraggiamento, il riverbero prodotto è notevole: con tale stratagemma, il fenomeno è stato mitigato e, all’interno dell’ambiente, dall’oculo è possibile inquadrare porzioni di cielo e fi ssarle, di giorno e di sera. (Articolo tratto dalla rivista “Costruire in Laterizio” numero 146).

 

di Roberto Gamba – Architetto, libero professionista
in collaborazione con Andil (www.laterizio.it)

 

Nell’immagine di apertura, la grande cupola in laterizio

Scritto da

The author didnt add any Information to his profile yet



Lascia una risposta

L'indirizzo email non verrà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

News dal Network Tecnico