LA CUPOLA GEODETICA DI FULLER

COS’È UNA CUPOLA GEODETICA?

La Cupola Geodetica è una struttura semisferica formata da travi giacenti su cerchi massimi (le geodetiche).

Quando le geodetiche si intersecano, generano una serie elementi triangolari, multipli e collegati tra loro, che vanno a formare la superficie di una sfera sfaccettata.

Le cupole geodetiche sono estremamente resistenti perché per deformare o rompere uno dei triangoli strutturali sarebbe necessario comprimerne o allungarne i lati -cosa che è quasi impossibile fare, dato che si supportano l’uno con l’altro-.

Durante la fase di costruzione di una cupola geodetica c’è sempre un momento in cui la struttura raggiunge la sua “massa critica” necessaria e quindi si assesta autonomamente, distribuendo i carichi in modo equilibrato sulla struttura.

Per questo motivo le cupole geodetiche sono l’unica costruzione umana la cui resistenza è direttamente proporzionale alla grandezza; esse si fortificano con l’aumentare delle loro dimensioni perché una cupola più grande significa un maggior numero di triangoli, una maggiore rigidità e al contempo curve sempre più morbide.

Quando, in casi estremi, la struttura geodetica genera una sfera completa non è più detta “cupola” bensì Sfera Geodetica.

Fra tutte le strutture nate da elementi lineari, la cupola geodetica è anche quella con il massimo rapporto fra volume racchiuso e peso (ossia è possibile ottenere il massimo volume con il minimo peso).

LA CUPOLA GEODETICA BUCKMINSTER FULLER

La prima cupola geodetica fu progettata, poco dopo la fine della prima guerra mondiale, da Walter Bauersfeld, ingegnere capo delle industrie ottiche Carl Zeiss, e realizzata nel 1922 per ospitare un planetario.

Nonostante ciò, si è soliti attribuire a R. Buckminster Fuller l’“invenzione” delle cupole che lui stesso in seguito battezzò come “geodetiche”.

Trent’anni più tardi rispetto a Bauersfeld, apparentemente all’insaputa della precedente realizzazione, Buckminster Fuller riscoprì infatti l’idea e i concetti matematico-scientifici alla base delle cupole geodetiche, approfondì le ricerche strutturali ed ottenne quindi il brevetto americano per la cupola geodetica.

R.B. Fuller fu un inventore, architetto, designer, filosofo, scrittore e conduttore televisivo statunitense; oggi è principalmente noto per i suoi studi e progetti riguardanti le cupole geodetiche, ma realizzò anche tensostrutture e studiò alcuni principi basilari per tutti quei solidi con un numero talmente elevato di facce da poter essere considerati approssimativamente delle sfere (ad esempio tetraedri e ottaedri). Negli anni ‘50 Fuller si appassionò anche a carta e cartone e vide in questi materiali delle potenzialità anche in ambito edilizio -anticipando di circa 40 anni le future innovative applicazioni dell’architetto giapponese Shigeru Ban-.

Fuller utilizzò la carta, ad esempio, nel brevetto del sistema delle Paperboard Domes–cupole geodetiche destinate a fornire alloggio ai fanti dei Marines-, per le quali ricevette parecchie critiche legate alla scarsa idrorepellenza dei materiali (che Shigeru Ban potrà invece superare avvalendosi del successivo avvento delle vernici poliuretaniche).

Nonostante ciò Fuller, nel 1954, espose a Milano -nel giardino Sforza- un’innovativa cupola geodetica in cartone colorato di arancione (diametro 10 m e peso 600 kg), che sarebbe dovuto essere l’involucro esterno di un’abitazione unifamiliare di circa 95 m, facilissima da montare, e con questo progetto si aggiudicò il Gran Premio alla Triennale milanese.

Ciò che fece appassionare Fuller alle cupole geodetiche e alla loro struttura “omnitriangolare” fu l’estrema resistenza e solidità di queste strutture, raggiungibile con un dispendio energetico minimo in fase di costruzione.

Egli sperava di poter risolvere gli svariati problemi degli alloggi postbellici con le cupole geodetiche, grazie alla loro resistenza, leggerezza e facilità di montaggio e smontaggio.

Da un punto di vista ingegneristico Fuller aveva ragione, le cupole geodetiche sono di gran lunga superiori alle tradizionali costruzioni parallelepipedali, ma purtroppo la loro più complessa progettazione ne limitò ampiamente l’utilizzo in ambito residenziale.

In Italia, all’ingresso sud della città di Spoleto, è possibile vedere ancora oggi una cupola geodetica di Fuller, donata alla città nel 1967 e chiamata “Spoletosfera”.

LE CUPOLE GEODETICHE DI UGO ADRIANO GRAZIOTTI

Non solo in America, anche in Italia lo scultore, pittore e matematico Ugo Adriano Graziotti si specializzò nello sviluppo architettonico dei poliedri e lavorò con le cupole geodetiche.

Egli si concentrò sulla geometria “spettacolare”, sulla matematica “sacra” (con i Quadrati Magici ad esempio) e su studi scientifico-filosofici.

Graziotti seguì con interesse le correnti del novecento, fu un “anticipatore”, ma mantenne comunque una predilezione per l’impostazione verista e naturalista e per il disegno rinascimentale; portò avanti gli studi sulle cupole geodetiche di pari passo a quelli sui poliedri.

Alcuni suoi studenti, infervorati dalle idee del maestro, edificarono delle cupole geodetiche in legno e vetro in mezzo a una vegetazione lussureggiante; Graziotti le definì “gioielli splendenti in mezzo alla natura”, per i riflessi che generavano al sole.

Il matematico italiano è considerato un innovatore perché portò avanti ricerche sperimentali -rese possibili anche da ulteriori approfondimenti architettonici- partendo dai poliedri archimedei per generarne di sempre più complessi.

COSTRUIRE UNA CUPOLA GEODETICA OGGI.

Le cupole geodetiche hanno trovato vasto utilizzo in era moderna in ambiti industriali specifici (come la Union Tank Car Company di Baton Rouge, in Louisiana, o la cupola Henry Kaiser a Honolulu, Hilton Hawaiian Village), per osservatori astronomici, auditorium, magazzini e molto altro.

La facilità e velocità di montaggio (in relazione al volume e alla superficie coperta) delle cupole geodetiche non ha davvero rivali.

L’esercito americano sfruttò, ad esempio, la leggerezza e resistenza delle cupole geodetiche prefabbricate per progettare strutture facilmente trasportabili in elicottero (già montate).

Oppure nel 1975 al Polo Sud si scelse di installare una cupola geodetica come copertura esterna della stazione di Amundsen-Scott per rispondere alle necessità di una struttura resistente anche in condizioni climatiche estreme: carico neve e vento forte.

Oggi le cupole geodetiche in acciaio di Amaranto Idea vengono sfruttate principalmente per:

• serre geodetiche e biosfere per animali e piante;
• feste ed eventi;
• stand commerciali e promozionali (personalizzabili);
• strutture abitative;
• mostre, fiere ed esposizioni;
• per coprire piscine;
• per arredare il giardino.

Le caratteristiche per cui le cupole sono sicuramente più apprezzate sono:

• luminosità;
• resistenza (a vento, acqua, neve, eventi tellurici…);
• leggerezza;
• facilità di montaggio e smontaggio;
• facile riscaldabilità ed efficienza energetica;
• isolamento termico e microclima interno;
• nonché sicuramente il loro spiccato fascino estetico, soprattutto in notturna.

Le strutture geodetiche non vengono impiegate solamente su grande scala per musei, biosfere di notevoli dimensioni e progetti pubblici, ma anche in ambito privato possono essere sfruttate in giardino, per eventi, stand e feste.

Proprio per questo motivo da Amaranto Idea è disponibile anche la modalità noleggio per cupole geodetiche e tendostrutture.

CUPOLE GEODETICHE E FANTARCHITETTURA

Fuller aveva studiato le cupole geodetiche con l’obiettivo di trovare un sistema architettonico abitativo resistente dal minor impatto ambientale e abbattendo i costi di realizzazione.

Fuller scelse per la sua casa infatti proprio una cupola geodetica (in Illinois, a Carbondale), ma non fu il solo; oggi sono davvero moltissimi gli esempi di utilizzo di queste strutture anche in architettura come case o moduli abitativi, ma purtroppo, almeno per adesso, le tensostrutture non hanno soppiantato l’utilizzo del cemento.

Da ormai 6 anni la famiglia norvegese Hjertefølger vive comodamente all’interno di una cupola solare geodetica al circolo polare artico (sull’isola Sandhornøya), oltre 1000 chilometri a nord di Oslo.

Grazie all’isolamento termico e alla possibilità di stabilire un microclima interno, oggi le cupole geodetiche sono molto amate anche in ambito di Fantarchitettura.

Potrebbe sembrare un controsenso parlare di “architettura fantastica”, ma ci riferiamo non solo a strutture utopistiche, ma anche a progetti futuristi pensati per un mondo distopico o, nella maggior parte dei casi, per rendere un giorno possibile la vita nello spazio.

La realizzazione di città del futuro ed architetture marziane, che sfruttano agglomerati di strutture geodetiche, facilmente collegabili tra loro anche tramite tunnel, potrebbero fornire -secondo alcuni- non solo una possibilità di vita sulla superficie di Marte, ma anche la possibilità ad esempio di favorire tecniche e pratiche agricole in serra anche in luoghi improbabili.

Vi sarà sicuramente capitato di sentir parlare anche della Cupola di Houston; la città texana (la quarta più popolata degli USA) è infatti, ad oggi, considerata la più a rischio quanto a disastri ambientali e c’è addirittura chi, per proteggerla, vorrebbe avvolgerla con una cupola geodetica!

Tornando sulla terraferma e alla realtà di tutti i giorni, le cupole geodetiche Amaranto Idea in modalità di acquisto o noleggio, così come le nostre tendostrutture (nuove o usate) sono strutture e/o coperture molto versatili, pensate per offrire soluzioni comode, economiche e sicure e per darvi la possibilità non solo di “fare” ma di “fare bene” e in sicurezza tutto ciò che volete, senza essere condizionati dal clima, dalle stagioni o da condizioni atmosferiche avverse, con stile!