CYBER STONE - INNOVAZIONI DIGITALI SULLA PIETRA

di Pongratz Christian e Perbellini Maria Rita

con la prefazione di Antonino Saggio

INTRODUZIONE - ONDE DI PIETRA

Dalla prima metà del ‘900 si è cominciato a considerare i materiali non più fini a sé stessi ma con potenzialità maggiori se studiati e progettati con le nuove tecnologie emergenti.

Un materiale come la pietra non viene più utilizzato in maniera statica o monumentale ma utilizzato con tecniche espressive che la valorizzino e che ne esaltino le diverse luminosità.

Capacità dell’architetto è saper proiettare la propria idea evidenziando translucenze o trasparenze che alleggeriscano la caratteristica statica monumentale della pietra stessa e crei il proprio progetto con una «pietra più leggera».

Per far ciò occorre che colui che lavora la pietra non sia più un semplice artigiano ma un tecnico digitale capace di utilizzare le tecnologie informatiche che via via si stanno affermando.

1. SOSTANZA ANTICA E SENSIBILITA’ CONTEMPORANEA

Quei caratteri del materiale ancora non evidenziati devono essere mostrati con una ricerca tattile, di estetica ed emozionale non ancora manifestati e, non da meno, soddisfacendo anche aspetti economici.

Da questa ricerca, scaturiscono rappresentazioni tattili, di stratificazioni e di esperienza sensoriale nello spazio che però a differenza di altri materiali, risultano più difficili da realizzare.

E’ necessario avere artigiani più qualificati per l’utilizzo di macchine a controllo numerico dove i limiti di grandezza (minima o massima) non sono più un limite.

I materiali non sono più elementi statici ma in continua evoluzione in grado di rappresentare le emozioni del progettista.

Si parte dalla consapevolezza della struttura litica della pietra e si arriva alla capacità di manipolazione della stessa al fine di darle maggiore plasticità attraverso l’utilizzo delle nuove tecnologie digitali del CAD/CAM e la sperimentazione diretta.

Si parla di così di «modello di impatto progettuale».

2. INNOVAZIONE LITICA

Separazione tra progettare e il fare/Design and maketing.

Molto importante è la tecnologia digitale del design che si incentra sul trasferimento di dati (Data transfer), lo sviluppo di prototipi e la realizzazione industriale.

Si ha una collaborazione continua tra il progetto di architettura, e gli evoluti processi di una produzione industriale che può essere personalizzata e su misura.

Peter Zumthor, Bagni termali di Vals

Nel villaggio di Vals è stato costruito, vicino ad un albergo già esistente, un complesso termale inserito nel pendio del monte.

Colpisce il suo aspetto esterno che ricorda un monolite ricoperto di erba e gli ambienti interni dove si alternano degli ambienti in penombra a finestre che si inseriscono nel paesaggio alpino circostante.

La pietra delle coperture interne è modellata affinché la luce naturale o quella artificiale possa inserirsi nelle sue sfaccettature create con la stratificazione della pietra.

Mario Botta, Spa Tsghuggen Berg Oase ad Arosa

Si tratta di un centro benessere circondato da montagne e non direttamente visibile perché interrato, l’unica cosa visibile sono degli elementi simili a grandi foglie che emergono come lucernari.

La parte più caratteristica per la lavorazione della pietra è la zona dei bagni in cui un intero lato è formato da un muro sinuoso coperto da piccoli blocchi litici che esaltano l’illuminazione che proviene dall’alto per la luce naturale e da faretti posti sottacqua.

Le lastre di pietra variano nella grandezza nell’altezza, nella profondità e nello spessore.

Peter Esmann, Citta della cultura della Galizia a Santiago di Compostela

Complesso che comprende museo, biblioteca e teatro dell’opera.

La progettazione si basa su un dialogo con il sistema territoriale, si ha un edificio che al tempo stesso è anche paesaggio.

Le facciate irregolari del tetto sono costituite da una pelle di pietra e si basano sulla rotazione di piani, sistemi, diagrammi e modelli.

Punto centrale è la rappresentazione della conchiglia rappresentata su una superficie striata.

Hans Hallein, Centrum Bank a Vaduz

Caratteristica dell’edificio è di rappresentare un elemento architettonico solitario quasi poggiato casualmente sul terreno, con lastre rettangolari della stessa dimensione.

Ha le quattro facciate posizionate in corrispondenza dei quattro punti cardinali, alla sommità esse sono legate tra loro da curvature finali in modo da rappresentare una superficie “fluente”.

Tutte le lastre sono di uguale dimensione e disposte in modo da seguire la direzione l’onda (Flowing Surface)

Gramazio Kohler, ricerche dell’ETH di Zurigo

Si tratta di una ricerca per la programmazione digitale di un muro studiando i diversi modi di assemblaggio e la realizzazione tramite robot.

Si è potuto spaziare nelle dimensioni, angolazioni e disposizione dei mattoni potendo gestire gli aspetti della luminosità.

3. SURFACE DESIGN

La progettazione della pietra in modo digitale fa sì che venga utilizzata come una “pelle” esterna anche se continuano ad esserci opere con lastre di pietra sottili arrivando anche allo spessore della carta.

Sperimentando fin dove la fantasia vuole, si è arrivati alla progettazione delle superfici considerando i vari tagli della pietra non più dal punto di vista bidimensionale poiché ogni unità può essere rappresentata attraverso il taglio e l’incisione, l’unione di spessori diversi e l’utilizzo della luce in modo da evidenziare ombre particolari.

Si può pensare anche di integrare la pietra con altri materiali in modo da meglio rappresentare le esigenze della nuova architettura.

Il Caso Gaudì: La Sagrada Familia di Barcellona

E’ stato fatto un lavoro di conversione digitale dei principali elementi geometrici della grande chiesa monumentale iniziata all’inizio del 1900 dal maestro Antonio Gaudì.

Tale studio ha dimostrato la grandezza del maestro nel progettare e rappresentare con i mezzi del momento geometri uniche, originali e complesse.

Pongratz Perbellini, Free-form stone surface/Compound curvatures

Si vuole analizzare il progetto “La Grotta” per l’utilizzo della tecnica del “parametric design” applicato a forme curve composte.

Il progetto aveva come obiettivo riutilizzare una cavità abbandonata del Veronese integrando in maniera armonica il progetto architettonico nel paesaggio esistente.

Si sono potute realizzare industrialmente le complesse superfici in pietra naturale e ottenere anche modelli in scala, in modo iterativo, si sono fatte diverse prove di curvatura, elementi liberi e di giunzione per meglio definire il progetto. A livello digitale si sono potute fare prove con parametri diversi.

Anche l’obiettivo economico è stato considerato poiché la progettazione dei singoli elementi è stata effettuata in modo di avere il minore scarto possibile.

Non inserite:

·         Wandel Hofer Lorch + Hirsch: Twings stone structures/Ruled Surface, La Sinagoga di Dresda, Germania

·         Slade Architecture, Pixel House a Heyri, Corea del Sud

4. SUPERFICI MODULATE

Ulteriori scenari nell’innovazione della lavorazione della pietra sono rappresentati dalla progettazione 3D attraverso CAD/CAM al fine di produrre industrialmente, attraverso l’utilizza di macchinari CNC, materiali in pietra con superfici tattili tridimensionali con potenziali progettuali senza limiti. Il tocco finale è la finitura che potrebbe dare giochi di luci e ombre.

Si contrappongono ai pannelli di pietra e marmo piani con spessore costante, dove l’unico elemento di variabilità è la scelta del materiale e le dimensioni del pannello.

Lab Architecture, la facciata frattale di Federatin Square a Melbourne

Si tratta di una grande area urbana centro civico della città, in essa convergono attività culturali (National Gallery of Victoria, Museum of Australian Art, Australian Centre of the Moving Image, Radio e Televisione centro conferenze, un anfiteatro, un centro per le informazioni turistiche) e commerciali (negozi, caffè e ristoranti).

Caratteristica è il gioco di colori dei marmi usati per la pavimentazione della piazzacon opere artistiche che rimandano alla storia primordiale aborigene.

Sulle facciate degli edifici si possono ammirare elementi geometrici di colore diverso che si ripetono in dimensione e posizione diversa.

Tutto ciò è stato possibile con le nuove tecniche di progettazione e prefabbricazione.

Pongraz Perbellini, motivi superficiali perforazioni e rivestimenti/Patterned surface, perforated screens and claddings

Interessanti sono alcune sperimentazioni di Surface Rilief effettuate in Texas relative alla ricerca e applicazione di pattern geometrici prendendo spunto a quelli già utilizzati nell’interior design o visibili in natura e quindi alla loro realizzazione.

Si passa dalla scelta iniziale del pattern per capirne l’elemento generativo, si individuano le regole, i parametri e i layer che sono alla loro base e sui quali si potrà poi lavorare per studiare le possibili evoluzioni.

Ottenuta piena consapevolezza della geometria utilizzata si possono studiare le ripetizioni, rotazioni e sovrapposizioni possibili fino ad arrivare ad implementare combinazioni di movimento, scala e taglio.

Alla fine dallo studio effettuato si possono scegliere da analizzare per meglio essere realizzati con i macchinari industriali laser, si potrà tenere conto a questo punto delle dimensioni di spessore o di inversione di vuoto/pieno.

Attraverso l’utilizzo di sw 3D e della tecnica Surface Rilief si potranno ulteriormente sperimentare modifiche su spessore, sporgenza e depressione applicando diverse rimodulazioni parametriche.

Gustafson Porter, La Diana Memorial Fountain a Londra

In questa fontana-monumento a lady Diana, è stato formato un eterogeneo team di realizzazione poiché si sono applicati metodi tradizionali della costruzione con la pietra con quelli contemporanei di modellazione e fabbricazione digitale, si sono affiancati architetti-paesaggistici con ingegneri ARUP, specialisti di modellazione tridimensionale e maestranze esperte nella lavorazione della pietra.

Lo scorrimento dell’acqua nella fontana è variegato e determinato da complesse texture tridimensionale della pietra, dalla configurazione del perimetro e dall’inclinazione del canale.

La progettazione si è avvalsa di numerose fasi di progettazione digitale al fine di produrre un modello in resina dal quale sono state poi ricavate le singole pietre lavorate con macchinari a controllo numerico.

5. IN PROFONDITA' E LEGGEREZZA

Un altro aspetto da considerare è la possibilità di lavorare sugli spazi vuoti, intendendo con questo introdurre nei due layer già definiti di pelle e struttura anche l’edificio stesso, potendo così estrudere pattern secondo spessori diversi dando luogo così ad aperture-vuoti alternati ad una struttura piena.

Si ha l’applicazione di sistemi di taglio computerizzato per avere pietra sottile, leggera, trasparente, translucente e fragile.

Antón García-Abril: l’arcano e il primitivo

Si tratta di sue costruzioni realizzate a Santiago di Compestela: il Centro de Altos Estudios Musicales e la nuova sede della SGAE, la Società degli Autori ed Editori.

La prima, la scuola, sembra un monolite cubo roccioso, uno spacco di cava posto sul terreno, ma analizzandolo meglio si possono notare spigoli deformati da linee spezzate e la presenza di enormi vuoti, incisioni di luce che da lontano sembrano solo ombre.

Internamente, in contrasto con l’esterno, le pareti sono rivestite con lastre più sottili e con disegni regolari, sul pavimento sono state poste lastre fiammate.

La nuova SGAE è caratterizzata anch’essa da un unico volume longitudinale.

E’ costituito da tre diverse pareti:

·         un setto vetrato lineare

·         uno schermo intermedio leggero e trasparente

·         un diaframma monumentale costituito da un accatastamento ciclopico e informe di massi

L’analisi dell’autore è finalizzata a trasformare le forme naturali del mondo geologico in figure costruttive.

Renzo Piano, il santuario di Padre Pio a San Giovanni Rotondo

Le caratteristiche della pietra calcarea pugliese utilizzata, hanno permesso delle innovative lavorazioni strutturali.

Traendo ispirazione dalle cattedrali gotiche, il santuario è composto da un colonnato monolitico e una serie di lesene collegate tra loro con archi che infittendosi fanno sì che la luce via via si riduca fino all’altare che invece è illuminato direttamente dalla luce naturale.

E’ stato possibile progettare e realizzare le ampie campate (la principale 50 mt) con l’utilizzo del calcolo strutturale e del taglio a controllo numerico.

Progettazione che ha previsto anche test con strumenti ad ultrasuoni per verificare di rispondenza meccanica richiesta e delle particolarità necessarie alla movimentazione e alloggiamento dei pezzi.

Studio Gang, effimere sottigliezze: La Marble Curtain

Si tratta di un puzzle composto da tessere di pietra sottilissime e traslucide che rappresenta una “tenda di pietra”.

Si tratta di una “tenda di pietra” realizzato attraverso un puzzle composto da tessere di pietra sottilissime e traslucide.

Tessere di forma differente e tagliate a getto d’acqua.

Unendo diverse professionalità e utilizzando le nuove tecniche di design digitale è stato possibile mettere in tensione le sottilissime lastre lapidee.

La forma è un mezzo cilindro appeso dove le tessere sono applicate con l’ausilio di una maglia di rete metallica e di griglie nei punti di maggiore curvatura.

Interessante è l’effetto finale che fa percepire la morbidezza della tenda e la sua traslucidità.

Kengo Kuma, origami lievi

Da ricordare i lavori della Lotus House con i suoi muri di effetto fluttuante composti da elementi modulari di acciaio a volte lasciati vuoto e a volte tamponati con lastre di travertino oppure il padiglione de “Il Casone”, a Verona dove si evidenziano tre elementi:

·         il pavimento galleggiante

·         il labirinto murario in pietra serena che rappresenta una maglia di sottili lastre triangolari

·         il celino a specchio