Negli ultimi 35 anni, nell’ambito delle culture edilizie post-industriali prevalenti che si affidano a metodi di produzione estrattivi fondati su grandi catene di approvvigionamento e driver di capitale, ho condotto esperimenti rigorosi su diversi materiali facilmente reperibili che possono essere combinati in modi innovativi per ridurre il nostro impatto ambientale, aumentando al contempo il coinvolgimento delle persone nella produzione di alternative sostenibili e intelligenti per l’ambiente costruito. Studiando materiali naturali come il tondame, la pietra, la terra e la terracotta, ho cercato di sviluppare un design incentrato sulla persona, sfruttando l’intelligenza umana per creare case che non solo soddisfino le esigenze dirette o i requisiti personali degli occupanti, ma che siano anche di interesse generale per la salvaguardia dell’ambiente. In un’epoca in cui i processi costruttivi sono eccessivamente standardizzati e affidati sempre di più ai macchinari, con la “mano che pensa” sempre più in secondo piano, i miei esperimenti con la tecnologia del ferrocemento possono servire a ispirare nuove applicazioni, sottolineando l’importanza di questo materiale interessante, piacevole alla vista e multifunzionale come potenziale alternativa futura, in grado di ridurre radicalmente l’uso di prodotti industriali ad alto consumo energetico.
Cos’è il ferrocemento
Il ferrocemento è una variante del calcestruzzo armato a bassa energia incorporata. È costituito da una semplice rete metallica, talvolta rinforzata da una gabbia di armatura composta da tondini in acciaio del diametro di 6 mm, rivestita di intonaco cementizio. A differenza del calcestruzzo, il ferrocemento non contiene aggregati grossolani e, con uno spessore non superiore a 25 mm, è paragonabile allo strato di intonaco cementizio utilizzato nelle costruzioni tradizionali. Rispetto al classico calcestruzzo armato, ha un rapporto di resistenza/peso superiore, utilizza meno cemento e acciaio, e riduce l’energia incorporata offrendo vantaggi economici e ambientali. Le barre di rinforzo in acciaio sono sostituite da una rete metallica, lo spessore delle pareti passa da 125 a 25 mm1 e viene meno la necessità di inerti. Versatile, durevole e a bassa manutenzione, offre una migliore resistenza sismica – si piega anziché rompersi come il calcestruzzo armato – ed è più facile da realizzare. Può infine essere colato in situ o prodotto off-site, dove la maturazione e altri processi sono più facili da controllare; potendo essere prodotto da un muratore anche nel cortile della propria casa, costituisce una fonte di reddito secondaria – con una conseguente distribuzione più equa della ricchezza – che richiede un investimento iniziale minimo, rendendolo un’efficace misura di sostenibilità sociale specialmente nei Paesi in via di sviluppo.
Proprietà del ferrocemento e sviluppo della forma
La sezione trasversale del ferrocemento è sottile, una caratteristica fondamentale che lo rende da un lato instabile a meno che non venga piegato o curvato, dall’altro particolarmente adatto alla realizzazione di forme curve o ondulate molto considerate in architettura.
Come affermò Stanley Abercrombie nel suo libro Ferrocement: Building with Cement, Sand, and Wire Mesh (1977): «Lo spessore ridotto del ferrocemento lo rende strutturalmente instabile a meno che non venga piegato, ma è proprio questa sua caratteristica, unita alla flessibilità della rete metallica di supporto, che rende tale piegatura molto agevole».2 Lo sviluppo della forma è quindi fondamentale per la progettazione e la stabilità strutturale delle applicazioni in ferrocemento; grazie alla geometria e al know-how ingegneristico è possibile produrre più spazio con meno materiale, poiché la modellatura del prodotto contribuisce alla sua resistenza e a ridurre la deflessione, consentendo l’uso di sezioni trasversali economiche.
Lo spessore ridotto rispetto al calcestruzzo armato – e la conseguente maggiore leggerezza – comporta una riduzione del consumo di materiali come sabbia, cemento e reti metalliche e dei relativi costi complessivi; avendo inoltre una massa inferiore e una capacità di rinforzo superiore, il ferrocemento è autoportante sin dall’inizio del periodo di maturazione, rendendo non necessario l’uso di casseforme. I moduli possono quindi essere prefabbricati e prodotti in grandi quantità. Processi a basso costo e a bassa tecnologia forniscono un prodotto finale a bassa manutenzione, di lunga durata e resistente all’acqua. Se modellato correttamente, può assumere pressoché qualsiasi forma ed essendo versatile e facilmente riparabile, può essere impiegato in molte parti del mondo. Grazie all’alto livello di duttilità, inoltre, resiste a forze sismiche piuttosto elevate, una minaccia rilevante che alimenta le preoccupazioni legate al cambiamento climatico.
La tecnologia del ferrocemento è promettente sia dal punto di vista ambientale sia da quello economico, poiché consuma quantità significativamente inferiori di componenti ad alta energia incorporata.
Il contesto
In passato, il ferrocemento veniva utilizzato principalmente per costruire imbarcazioni, fino a quando, all’inizio degli anni ’40, l’ingegnere Pier Luigi Nervi ne dimostrò l’utilità anche per le strutture di copertura, costruendo il tetto della piscina dell’Accademia Navale Italiana e del Padiglione Torino Esposizioni. Nel 1977, Abercrombie scrisse: «Rispetto ad altre tecniche edilizie, il ferrocemento è tuttora un enigma. I suoi criteri di progettazione si basano principalmente sull’esperienza, non su esperimenti scientifici, e non essendoci dati validati che ne spieghino le proprietà insolite, queste sono rimaste purtroppo sottoutilizzate».3
Il mio incontro con questo materiale è avvenuto nel 1990 nella città sperimentale di Auroville, nel Tamil Nadu, dove nel 1971 l’architetto responsabile del progetto, Roger Anger, aveva realizzato coperture con superfici a doppia curvatura in ferrocemento dello spessore di soli 25 mm, la cui forma conferiva al materiale resistenza e stabilità. Le competenze e conoscenze guadagnate grazie a questo primo esperimento progettuale e costruttivo resero possibile la realizzazione di numerosi altri edifici – non solo a firma di Anger – dalle forme scultoree e dai dettagli fantasiosi, e il ferrocemento cominciò a essere sempre più utilizzato in questa città.4
Il Centro di ricerca scientifica interno, fondato nel 1984, sviluppò elementi prefabbricati come porte, grondaie, impianti di biogas e unità igieniche; la versatilità di questo materiale, inoltre, lo rese ideale per costruire i primi alloggi nel complesso Auromodèle, concepiti da Anger come spazi abitativi liberi, flessibili e a pianta aperta, dove solo la cucina e il bagno erano ambienti separati. L’architetto lo ritenne infine adatto per il rivestimento esterno del tempio di Matrimandir, dove ha utilizzato degli elementi prefabbricati con aperture per consentire l’ingresso della luce.
I miei attuali esperimenti
Avendo notato i numerosi vantaggi dell’uso del ferrocemento in architettura – leggerezza, accessibilità economica, plasticità e universalità – ho iniziato a fare alcuni esperimenti. Nel mio primo progetto, la residenza di Pierre Tran risalente al 1991, ho utilizzato questo materiale per realizzare una facciata leggera con alette verticali che regolano l’ingresso della luce e facilitano la ventilazione naturale. Colpita dalla sua versatilità, l’ho poi usato per produrre elementi di arredo integrati per interni a basso costo, come il piano cucina su misura nella residenza di Hemant e Divya nel 1998. Circa 15 anni dopo ho sviluppato tre prototipi architettonici basati interamente sulla tecnologia del ferrocemento: Light Housing (2013), Full Fill Homes (2015) e Easy WC (2016). Precedentemente avevo ideato vari altri elementi come gli schermi perforati della facciata sud della Wall House (2000), le finestre a bovindo della Dreamtime House (1998) e una serie di vari complementi d’arredo. Continuo a sperimentare con il ferrocemento, scoprendo nuovi campi di applicazione tra architettura, design di mobili, progettazione del paesaggio e sistemi strutturali.
Prototipo Light Housing, Auroville (2013)
La plasticità del calcestruzzo armato e del ferrocemento, caratteristica fondamentale di questi materiali da costruzione, ha stimolato la creatività e l’immaginazione degli architetti, portando a una grande quantità di espressioni creative. Queste due tecnologie si differenziano tuttavia per comportamento strutturale e aspetto – a differenza del calcestruzzo armato, il ferrocemento deve essere curvato o piegato per garantire stabilità strutturale. Ho esplorato questi concetti con il prototipo Light Housing a Auroville nel 2013, dove, utilizzando una forma derivata dall’origami – l’antica arte giapponese di piegare la carta trasformando fogli piatti in forme tridimensionali attraverso piegature multiple – combinata con tecnologie edilizie ibride, abbiamo raggiunto un equilibrio tra bassa e alta tecnologia. Le forme geometriche piegate hanno permesso la creazione di grandi coperture in ferrocemento.
Inizialmente, con la tecnica dell’origami, abbiamo testato una serie di geometrie piegate e curvate per irrigidire sottili fogli di carta e successivamente abbiamo esplorato come costruire elementi sintetici che integrassero copertura e pareti, creando forme a guscio che potevano diventare superfici sfaccettate. Il metodo può essere facilmente spiegato con la geometria e il risultato è una semplificazione dei processi di costruzione – la cassaforma non è più necessaria – e quindi uno spreco minimo. Ciò ha portato allo sviluppo di una forma le cui proporzioni erano appropriate per una costruzione semplice. Il modulo è stato progettato per essere versatile, replicabile e utilizzabile in combinazioni, applicazioni ed esigenze domestiche diverse, ma anche in contesti che richiedono rapidità e flessibilità, per esempio soluzioni di soccorso in caso di calamità, il risanamento delle baraccopoli, alloggi temporanei in paesaggi vulnerabili, ostelli della gioventù, ecc. Sebbene la progettazione delle fondamenta e della pavimentazione vari a seconda delle condizioni specifiche del sito, in tutti i casi le strutture in ferrocemento che vi si posizionano sopra sono più leggere. La strategia chiave per ridurre i costi di produzione, i tempi e il consumo di materiali è nel definire in primo luogo la realizzazione della casa utilizzando questo elemento di copertura leggero, che di conseguenza riduce al minimo la necessità di colonne, travi e pareti. La rete metallica incorporata nel ferrocemento serve anche a rendere l’unità resistente ai carichi sismici.5
Dopo i primi esperimenti con l’origami, abbiamo realizzato prototipi in scala reale utilizzando cartoni ondulati riciclati. L’oggetto selezionato è stato poi “tradotto” in ferrocemento e la rete d’acciaio è stata prodotta con tecniche di prefabbricazione alternative. Il prototipo costruito è stato lasciato alla comunità residenziale Citadines, nel centro della città di Auroville, ed è oggi utilizzato dai bambini del posto come spazio collettivo. La struttura in scala reale è uno spazio chiuso abitabile, che andrà ben oltre il suo ruolo di esempio di un nuovo approccio all’edilizia costruttiva leggera.
Full Fill Homes, primo esperimento a Chennai (2015)
La maturazione del calcestruzzo armato convenzionale avviene nelle casseforme in cui viene colato, le quali, per sostenere il peso considerevole del materiale colato, richiedono strutture elaborate, progettate e costruite con cura, che tuttavia vengono utilizzate solo limitatamente a questa fase di costruzione. Il ferrocemento, al contrario, ha una massa molto più leggera e la densità dello strato di rinforzo lo rende spesso autoportante sin dall’inizio del periodo di maturazione, eliminando la necessità di casseforme. Questo è un vantaggio intrinseco dal punto di vista di tempistiche e materiali, che facilita lo sviluppo di un modulo che può essere prefabbricato industrialmente.
Ho esplorato nuove idee applicando la tecnologia del ferrocemento nelle Full Fill Homes, prototipi di alloggi a basso impatto ambientale, economici e di rapida costruzione, che promuovono il tema dell’autocostruzione e l’empowerment della comunità. Una singola unità può essere assemblata in loco in sette giorni, comprese le fondamenta, grazie all’ingegnosità strutturale di questo materiale prefabbricato leggero. Tutte le componenti edilizie dell’unità – finestre, porte, copertura, ecc. – sono realizzate in ferrocemento. Le strutture risultanti sono più versatili, più permanenti e più accoglienti rispetto al prototipo Light Housing, e possono essere utilizzate nell’immediato – come rifugi, case in zone remote, alloggi di emergenza o per studenti, ostelli della gioventù e guest house – anche in luoghi vulnerabili dal punto di vista ambientale. Le case possono essere smontate in un giorno con la stessa semplicità e riassemblate altrove. Il trasporto e l’energia elettrica sono minimi e, dove disponibili, i carri trainati da buoi sono sufficienti.
Analogamente al prototipo Light Housing, gli elementi in ferrocemento spessi 25 mm richiedono anche qui piccole quantità di materiali facilmente reperibili. L’unità delle Full Fill Homes propone un metodo di costruzione alternativo in cui la rete metallica sostituisce i tubi d’acciaio e la malta sostituisce il cemento, riducendo il consumo energetico durante le fasi di produzione e trasporto. In questo caso, l’uso del ferrocemento elimina la necessità di materiali industriali di finitura. I processi di fabbricazione e maturazione sono efficienti dal punto di vista idrico e, come già accennato, l’elevata proprietà di duttilità lo rende resistente agli eventi sismici, una fonte di preoccupazione crescente per via del cambiamento climatico.6
Oltre a essere una necessità strutturale per rafforzare elementi molto sottili, la forma scatolare “piegata” crea spazi ergonomici che fungono sia da soluzioni per organizzare oggetti domestici, vestiti, libri, effetti personali e utensili da cucina, sia come lavello, rendendo superflui i mobili e liberando lo spazio nelle stanze; si risparmia quindi sui costi degli arredi. Inoltre, avendo sempre notato che gli ambienti piccoli sono spesso appesantiti dallo spazio occupato dai mobili, queste unità ottimizzano la superficie utilizzabile sfruttando appieno le pareti, che possono essere riempite dai residenti. I vuoti nelle pareti, piuttosto che le pareti stesse, risaltano grazie ai colori vivaci e allegri delle superfici, resi tali dall’aggiunta di ossidi colorati incorporati nell’impasto cementizio. Le case sono quindi costruite in linea con i valori estetici del contesto locale, eliminando la necessità di materiali di finitura. Le superfici cementizie sono semplicemente trattate con una cera impermeabilizzante a bassa manutenzione.
La produzione del ferrocemento nei cortili delle case dei muratori piuttosto che nelle fabbriche riduce i costi complessivi, promuove l’empowerment della comunità locale come strategia di sostenibilità sociale e riporta le persone al centro dell’edilizia abitativa. Inoltre, come accennato precedentemente, costituisce per i costruttori locali una fonte di reddito secondaria, determinando una distribuzione più equa della ricchezza.
Easy WC, primo esperimento ad Auroville (2016)
Easy WC rappresenta un ulteriore esperimento in termini di miglioramento delle strutture domestiche: i componenti modulari, di facile e rapido assemblaggio, rendono possibile la realizzazione di servizi igienici a prezzi accessibili. Easy WC offre la stessa rapidità e convenienza di costruzione del sistema degli alloggi, oltre ad avere vantaggi evidenti per i Paesi in via di sviluppo in generale, e in particolar modo per il contesto indiano.
Due cabine, una con water e l’altra con doccia, sono collocate alle due estremità di una piattaforma coperta, in mezzo alle quali è collocato un lavabo. La struttura è costituita da sei elementi prefabbricati in ferrocemento che possono essere assemblati in loco in uno o due giorni a seconda delle condizioni del terreno, e può essere adattata al tipo di servizio igienico desiderato dall’utente: collegato a una fossa settica indipendente, a una rete fognaria o a una latrina a secco, a seconda del contesto locale.
1 Anupama Kundoo, Wege zur Architektur: Wissen Bauen, Gemeinschaft Bauen (FSB Franz Schneider Brakel, 2017)
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