Costruire senza produrre scarti di cantiere: il prototipo Hypar Vault

Quando parliamo di sostenibilità in edilizia pensiamo a una serie di soluzioni orientate alla riduzione dei consumi energetici e dell’impatto ambientale del costruito. Involucri isolanti, sistemi impiantistici ad alta efficienza, materiali naturali rappresentano sicuramente i mezzi con cui ottenere delle performance di tutto conto. Ma quello della sostenibilità è un concetto ampio e va valutato anche in termini di processo, che dovrebbe essere ottimizzato per ridurre l’impatto di tutte le operazioni pre e post cantiere. Quanta energia viene consumata per il trasporto dei materiali? Quanti scarti di cantiere vengono prodotti? Sono queste, e molte altre, le domande a cui è necessario rispondere nell’analisi del reale impatto ambientale di un progetto architettonico.

Nuove tecniche costruttive per ridurre gli scarti di cantiere

Quello degli scarti in cantiere è in realtà un aspetto tutt’ora poco considerato. E che è invece al centro di diverse ricerche dal carattere sperimentale. Come quella del New Fundamentals Research Group, un gruppo di architetti e ricercatori universitari del Dipartimento di Ingegneria Civile e Architettura dell’Università di Bari, impegnati da qualche anno nello studio di tecniche innovative per la realizzazione di strutture in pietra.

Hypar Vault, il prototipo di tetto a volta

Uno dei prototipi realizzati dal Gruppo si chiama Hypar Vault ed è una struttura a volta sperimentale, che ha la principale caratteristica di poter essere progettata e costruita senza produrre scarti di cantiere. Come è possibile?

Due blocchi speculari

Si parte dallo studio delle geometrie dei blocchi di pietra, che sono di due tipologie e dove l’uno è speculare all’altro. Il design è quello di un hypar, da cui il nome del progetto, ovvero un parabolide iperbolico. E’ proprio la scelta di questa configurazione, una delle poche ‘governabili’ in geometria che ha consentito di costruire la volta senza scarti di cantiere.

Dettagli del processo costruttivo

Per quanto riguarda il processo costruttivo, i moduli sono stati tagliati a partire da dei blocchi di calcare francese utilizzando la tecnologia di taglio a filo e servendosi di un braccio robotico. Gli elementi in pietra dalla forma trapezoidale vengono forati assialmente per consentire il passaggio delle armature di acciaio inox all’interno.

Una volta fabbricati, i moduli sono stati sollevati e posti su un involucro in legno a volta, per essere poi uniti. Una volta che i blocchi sono stati ‘agganciati’, il telaio è stato rimosso e la struttura è stata pre-stressata.  La precompressione della struttura si deve alla tensione dei cavi d’acciaio che sono stati inseriti nella struttura, tesi grazie a una pompa a stress e fissati alla base della volta.

Il primo prototipo a grandezza reale è stato realizzato presso la S.N.B.R., una società francese specializzata nella costrizione di pietre d’avanguardia ed è di fatto l’ultimo di una lunga serie di esperimenti portati avanti dal gruppo di ricerca e dalla compagnia francese.

Il futuro è nella stampa 3D

Il team è intenzionato ad andare avanti nel progetto con l’obiettivo di riuscire a sviluppare una nuova morfologia per la struttura a volta, attraverso l’integrazione di analisi parametriche.  Al centro dell’interesse dei ricercatori vi è lo studio di metodologie che possano ridurre gli scarti di cantiere e lo sviluppo di nuovi processi produttivi a partire dalle possibilità offerte, e tutt’ora scarsamente utilizzate, dalla stampa 3D.

SCHEDA DI PROGETTO

Hypar Vault, Troyes
Tipologia: struttura di pietra
Design: New Fundamentals Research Group
Direttore della ricerca: Giuseppe Fallacara
Fabbricazione CNC e costruzione: S.N.B.R.
Disegno computazionale: Maurizio Barberio
Ingegneria computazionale: Daniele Malomo
Stampa 3D: Giuseppe Scaltrito (Apulia Makers 3D)
Disegni: Giuliano Pugliese, Michele Ardito