Il free form design (FFD) rappresenta una sfida innovativa per ingegneri e architetti, trasformando i principi della progettazione e ridefinendo il rapporto tra forma e struttura. Questo approccio, influenzato dall’information technology, richiede innovazione tecnologica, un approccio consapevole e un solido scenario scientifico. L’obiettivo è ridefinire i criteri di affidabilità, adattandoli alla complessità delle nuove morfologie architettoniche.
Nuove tendenze nell’ architettura contemporanea:
1. Estetica e Razionalità
- Superamento del tradizionale compromesso tra forma e funzione
- Possibilità di verificare soluzioni strutturali complesse mantenendo elevati standard di sicurezza
- Integrazione armoniosa tra espressione architettonica e requisiti strutturali
2. Ottimizzazione ed Efficienza
- Analisi dettagliata del comportamento strutturale
- Minimizzazione del materiale impiegato
- Ottimizzazione delle prestazioni strutturali
3. Espressività Strutturale
- Valorizzazione del percorso delle forze come elemento narrativo
- Visualizzazione e comunicazione delle azioni strutturali
- Integrazione della struttura come elemento espressivo
4. Approccio Scultorale
- Concezione dell’edificio come opera d’arte tridimensionale
- Integrazione tra forma strutturale e visione architettonica
- Superamento dei vincoli geometrici tradizionali
5. Interpretazione Meccanicistica
- Rappresentazione visiva dei principi meccanici
- Enfasi sulla leggibilità del comportamento strutturale
- Celebrazione della tecnologia costruttiva
6. Biomimesi Strutturale
- Ispirazione dalle forme e dai principi naturali
- Adattamento di soluzioni biologiche all’architettura
- Integrazione di principi sostenibili
7. Modularità e Ritmo
- Utilizzo di pattern strutturali ripetitivi
- Ottimizzazione attraverso la standardizzazione
- Creazione di armonie visive attraverso la ripetizione
8. Focus sui Dettagli
- Attenzione particolare alle connessioni e ai nodi strutturali
- Utilizzo del dettaglio come elemento caratterizzante
- Integrazione tra micro e macro scala progettuale
Estetica e razionalità statica
Le tendenze architettoniche contemporanee enfatizzano l’estetica a scapito della razionalità statica, dando vita ai free-form buildings (FFB). Questo approccio si contrappone alla filosofia di figure come Torroja e Nervi, che consideravano le logiche strutturali come base per raggiungere risultati estetici.
L’elaborazione digitale e il calcolo automatico offrono libertà formale senza precedenti, consentendo una “decostruzione” della forma architettonica. Tuttavia, ciò potrebbe portare a un’omologazione dei profili architettonici, conseguenza della globalizzazione della progettazione automatica.
La sfida per l’ingegneria strutturale
Le forme strutturali libere, caratteristiche dei FFB, pongono nuove sfide alla scienza delle costruzioni, tradizionalmente legata a geometrie consolidate. L’ingegnere strutturale deve affrontare un cambio radicale nel suo approccio, con particolare attenzione al controllo della risposta strutturale in termini di stati limite e deformazioni.
L’uso di nuovi materiali, come l’acciaio ad alta resistenza (HSS), e tecniche avanzate di progettazione solleva interrogativi sul comportamento delle strutture durante costruzione, utilizzo e condizioni estreme.
L’Influenza dell’informatica sull’ingegneria strutturale
L’avvento dell’informatica ha segnato una svolta epocale nell’ingegneria strutturale, ridefinendo completamente i paradigmi progettuali e le possibilità realizzative. Questo processo di trasformazione, iniziato tra gli anni ’50 e ’60, ha visto la convergenza tra i principi classici della meccanica strutturale e le potenzialità offerte dai primi calcolatori elettronici, dando origine a metodologie innovative come l’analisi agli elementi finiti.
L’Importanza dell’esperienza
Nel complesso panorama dei Free Form Buildings, dove convergono molteplici discipline progettuali e costruttive, l’esperienza professionale rimane un elemento imprescindibile per garantire l’affidabilità dell’intero processo realizzativo. La conoscenza approfondita, maturata attraverso anni di pratica, rappresenta infatti il fondamento essenziale per gestire efficacemente la complessità intrinseca di queste strutture architettoniche non convenzionali.
Dalla ricerca della forma al free form design
Il metodo empirico nella definizione della forma strutturale ha raggiunto un’elevata efficienza nell’edilizia di massa, seguendo regole statiche precise. Nelle tensostrutture e nelle strutture a membrana, la forma è determinante per soddisfare le condizioni di equilibrio.
Incertezza fenomenologica nel free form design
L’incertezza fenomenologica si manifesta quando forma o tecnica progettuale generano dubbi sul comportamento strutturale in condizioni estreme. Opere come torri pendenti, ponti scolpiti o involucri dalle forme fantasiose rappresentano esempi di progetti che sfidano i principi tradizionali.
Torroja sottolineava l’importanza di un approccio etico, dove l’innovazione è supportata da principi solidi e non ridotta a un mero espediente.
Il ruolo dell’ingegnere strutturale
Il free form design richiede una nuova mentalità da parte degli ingegneri. L’uso di materiali e tecniche tradizionali spesso non è compatibile con le geometrie complesse, spingendo a progettare soluzioni più innovative e adeguate.
Considerazioni etiche ed estetiche
Oltre agli aspetti tecnici, è essenziale valutare le implicazioni etiche ed estetiche. L’innovazione deve essere giudicata per i suoi benefici reali e il suo contributo alla conoscenza, piuttosto che per la sua novità.
Progettazione integrata e analisi del valore
La sicurezza e l’affidabilità dei FFB richiedono un’analisi accurata del valore, integrando ogni fase del progetto in un processo consapevole. È essenziale spostare il focus dal “know-how” al “know-why”, progettando non solo l’oggetto, ma anche la sua funzione.
Conclusioni
Il free form design rappresenta una sfida entusiasmante per l’ingegneria civile, offrendo nuove possibilità espressive e costruttive. Affrontare questa sfida richiede conoscenza, esperienza e una valutazione consapevole di rischi e implicazioni etiche, garantendo al contempo sicurezza e funzionalità.