Le tensostrutture di Frei Otto: il padiglione tedesco per Expo 1967 | Ingegneri.info

Le tensostrutture di Frei Otto: il padiglione tedesco per Expo 1967

Perché il padiglione temporaneo pensata da Frei Otto per l'esposizione mondiale di Montreal fu rivoluzionaria dal punto strutturale? Il nostro focus tecnico sulla tecnologia e i materiali

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Lo scorso marzo è scomparso Frei Otto, il progettista tedesco celebre per aver rivoluzionato il concetto di ‘tensostruttura’. La sua dipartita è avvenuta a poche ore di distanza dall’annuncio della consegna del Pritzker Prize, il più prestigioso premio mondiale dell’architettura. Un annuncio che, fortunatamente, è stato fatto a Otto quando era ancora in vita. 

L’eredità di Frei Otto per la progettazione contemporanea è enorme. In questo e in un altro articolo descriviamo due progetti rimasti epocali nella storia della progettazione moderna: Il Padiglione Federale Tedesco all’Expo Mondiale di Montreal, Canada (1967) e l’Olympiastadion di Monaco di Baviera (1968-1972).

 

Il Padiglione Federale Tedesco all’Expo Mondiale di Montreal, Canada (1967)
In 14 mesi, Frei Otto e i suoi partners riuscirono a progettare e realizzare la struttura-simbolo del nuovo corso post-bellico della Germania, eretta al tempo record di sole 8 settimane. Sfidato a fornire la massima copertura possibile ma con materiali minimi, il team progettuale, composto da Frei Otto, Rolf Gutbrod e Fritz Leonhardt, è stato ispirato, nell’ideazione del concept, dagli episodi naturalistici, quali bolle di sapone e ragnatele, trovando anche riferimenti negli studi leonardeschi sulla staticità delle volte a cupola. Nei suoi studi, l’architetto tedesco comprese che, deformando una superficie elastica in anticlastica, e generandone così delle selle, le maglie della stessa risultavano distorte; le fibre, ruotando tra di loro, formavano una configurazione romboidale piuttosto che quadrata. Il loro stato tensionale consentì di ridurre al minimo il peso del materiale, tanto da capovolgere lo storico rapporto con il peso portato. Da ciò comprese che, volendo utilizzare la rete metallica alla stregua di un tessuto, i cavi dovettero essere liberi di ruotare in corrispondenza dei nodi, al fine di poter assumere una configurazione naturale.

 

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Esteso su una superficie di 8.000 m2, le cui dimensioni massime in pianta sono pari a 130 m per 105 m, il padiglione è caratterizzato da un sistema continuo a maglia, in acciaio, sospeso e sorretto da 8 pennoni, disposti ad intervalli irregolari le cui altezze vanno dai 14 ai 38 m. Tali pali furono messi in posizione e stabilizzati mediante tiranti ausiliari, la cui precompressione iniziale venne raggiunta all’innalzamento alla quota altimetrica definitiva degli stessi. La membrana della copertura fu assemblata a terra, elaborando un montaggio condotto per porzioni e singoli pezzi, puntualmente solidarizzata al di sotto la rete sospesa. Infine, tale membrana venne precompressa uniformemente, con valori medi compresi fra i 102 e i 153 kgf/m.

 

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Il grande potenziale di tale sistema risiedette proprio nella leggerezza: l’acciaio e la membrana pesavano solamente 150 tonnellate, ossia da un terzo ad un quinto del peso dei tradizionali materiali allora impiegati.
I cavi in acciaio zincato, di 12 mm di diametro, costituirono una maglia regolare di 500 mm per lato, i cui incroci furono resi solidali da morsetti girevoli, mentre i cavi di bordo, la cui sezione è di 54 mm, tracciarono il profilo della copertura. La ditta produttrice dei citati cavi, Stromeyer & Co. di Costanza, li fornì disposti in strisce arrotolate, successivamente assemblate a terra ed infine posizionate in quota mediante argani elettrici. Attraverso 31 punti di ancoraggio disposti lungo il perimetro, le maglie della rete furono poste in trazione secondo i carichi previsti. In seguito, una membrana semi-opaca in poliestere, con rivestimento in PVC, fu posizionata a 30 cm dall’intradosso della rete di cavi ed agganciata ad essa mediante elementi a molla. Una caratteristica particolare di tale tensostruttura si rivelarono gli anelli in prossimità dei pennoni, chiamati “oculi”. La loro funzione primaria, oltre a permettere alla luce di poter fluire all’interno, fu quella di trasferire i carichi, dal cavo di bordo dell’oculo, al testa-palo del pilastro principale. La membrana trasparente, nei detti punti, fu assemblata in sezioni modulari da 0,50 m2 e posizionata a soli 15 cm dalla rete.

 

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Il progetto dovette anche confrontarsi con 2 fattori critici: vento e neve. Infatti, accumuli di neve e di ghiaccio in copertura avrebbero potuto imporre ulteriori pericolosi sovraccarichi accidentali. Otto pensò ad ovviare al problema collocando grandi fans al di sotto del complesso membranale, in grado di sciogliere la neve all’estradosso. Tale tecnica si rivelò funzionale, e venne replicata anche per l’Olympiastadion, a Monaco di Baviera, a partire dal 1972.

Il periodo di tempo per la progettazione e la realizzazione del padiglione fu rigorosamente limitato a soli 14 mesi dall’avvenuta aggiudicazione della seconda fase concorsuale. Fu un’ardua impresa, quindi, sviluppare, in così poco tempo, la forma, i dettagli costruttivi e la pre-fabbricazione delle parti strutturali. Quest’ultime furono realizzate interamente in Germania e inviate in Canada solamente per l’assemblaggio in loco, al fine di erigere la struttura e completare il padiglione con le attrezzature interne. La prefabbricazione totale della rete, dei cavi, dei pali e della membrana di copertura ne permise il completamento nel ridotto lasso temporale di circa 8 settimane, di cui 5 necessarie solamente alla definizione dello stato finale della precompressione degli elementi.

 

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Naturalmente, la struttura venne considerata del tutto provvisoria, poiché il padiglione sarebbe dovuto rimanere in loco per un periodo massimo di 2 anni. Infatti, fra le istanze del bando, vi fu la richiesta di conteggiare, all’interno della voce relativa al costo di costruzione, la possibilità dello smontaggio e della ricollocazione in un altro sito. L’edificio non si rivelò, tuttavia, economico da costruire, in quanto differente rispetto alla consolidata tipologia costruttiva dominante, ma tale onerosità non ne impedì una triste fine. Purtroppo, infatti, nel novembre del 1972, si optò per una demolizione senza ri-utilizzo dello stesso, in quanto l’area fu richiesta quale dimora degli impianti sportivi per i prossimi Giochi Olimpici del 1976.
Volendo addurre una retrospettiva, quasi obbligatoria nel periodo dell’Expo milanese, la sua predecessora canadese fu composta da 90 padiglioni tematici ospitanti 62 nazioni, organizzazioni internazionali quali l’ONU e 268 aziende, su di un area estesa 400 ha. In tale particolare occasione fu realizzata la biosfera geodetica di Richard Buckminster Fuller, così come “Habitat 67”, il quartiere disegnato da Moshe Safdie quale dimostrazione dell’industrializzazione del processo di costruzione.

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