Forcelle d’albero invece di giunti d’acciaio
Il prototipo dimostrativo realizzato dal gruppo Digital Structure del MIT con 12 forcelle d’albero. Immagine: Felix Amtsberg, fonte MIT
Edifici in legno. Le forcelle degli alberi, normalmente scartate dal settore della costruzione, potrebbero sostituire i nodi strutturali negli edifici in legno, grazie a una tecnica ricostruttiva sviluppata da un team di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology.
La preoccupazione per il cambiamento climatico ha portato a concentrarsi sempre più verso un uso responsabile delle risorse naturali, una responsabilità alla quale è sensibile anche il settore della costruzione che sta cercando nuove piste in termini di sostenibilità abitativa. L’architettura contemporanea riserva grande attenzione al legno quale materiale da costruzione per il suo indubbio potenziale nella lotta al gas serra. L’industria dell’edilizia in legno tende però a prediligere sezioni rettilinee, scartando così nodi e forcelle destinati invece al mercato del pellet. Un team di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) negli Stati Uniti ritiene tuttavia che le forcelle possano rappresentare un'opportunità per ridurre l’impatto ambientale nella costruzione offrendo un sostituto a materiali come l’acciaio.
Riciclare le forcelle
Negli ultimi quattro anni, Caitlin Mueller (professoressa associata di architettura e ingegneria civile e ambientale nel Building Technology Program al MIT) e il suo gruppo di ricerca Digital Structure hanno sviluppato un sistema che combina design generativo e fabbricazione robotica per riciclare e utilizzare le forcelle degli alberi – i pezzi in cui il tronco o il ramo si divide in due, formando una Y – come giunti per collegare gli elementi costruttivi rettilinei. In edilizia sono gli elementi ad Y a portare i carichi maggiori e a scaricare il peso dell’edificio a terra.
L’approccio in cinque fasi è già stato utilizzato per produrre un prototipo dimostrativo nel campus dell'università, mentre un padiglione più grande è in fase di realizzazione con l’idea di insediarlo nel luogo in cui sono stati abbattuti gli alberi che sono serviti alla ricerca, la città di Sommerville.
Riprodurre le fibre naturali
Caitlin Mueller descrive le forcelle degli alberi come «connessioni strutturali con una naturale ingegnerizzazione in grado di trasferire la forza in modo molto efficiente grazie alla loro rete interna di fibre. Se tagliamo in due una forcella, vediamo un’incredibile rete di fibre che si intrecciano per creare questi punti di trasferimento del carico, spesso tridimensionali. Stiamo iniziando a fare la stessa cosa con la stampa 3D, ma siamo ancora lontani dal riprodurre la complessità e l’efficienza delle fibre naturali». Per la professoressa «il valore più grande che puoi dare a un materiale è attribuirgli un ruolo portante in una struttura».
Ricerca in cinque fasi
La prima fase è stata catalogare le forcelle raccolte inserendole nel software; la seconda trovare la migliore corrispondenza tra gli elementi e il progetto, ossia individuare quale tra gli elementi catalogati è in grado di sostituirsi al nodo strutturale dell’edificio. Il passaggio successivo del processo è stato quello di bilanciare il progetto con le prestazioni strutturali grazie ad un algoritmo appositamente elaborato così che il progettista può trovare un punto di collegamento tra la sua idea e la fattibilità tecnica. Generare il codice macchina per il taglio dei pezzi ha rappresentato la quarta fase, anche in questo caso robotica e digitalizzazione hanno aiutato a velocizzare e rendere più preciso il processo. Nella fase finale, l’unica poco tecnologica, la struttura viene assemblata manualmente «come un giocattolo per bambini», con ogni forcella etichettata per consentire un assemblaggio semplice. E in ultima analisi, secondo la professoressa Mueller, il sistema potrebbe consentire agli architetti di esplorare nuove forme.
www.mit.eduVeröffentlichung: 18. August 2022 / Ausgabe 33/2022
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