Messa a punto una soluzione che fa leva sull’utilizzo di superfici Nurbs e, soprattutto, una velocità di calcolo senza precedenti: bastano 90 minuti per ottenere ciò che normalmente richiede 90 ore
Rivoluzione in vista per la progettazione delle strutture gridshell, quelle ultraleggere e dalle forme sinuose a base di materiali alternativi al cemento armato, in prevalenza a base di vetro ma anche di legno e compositi metallici, per la realizzazione di coperture e rivestimenti di spazi che si estendono su grandi superfici (fra gli esempi più iconici la Great Court del British Museum, la copertura in vetro del Dutch Maritime Museum o la Moynihan Train Hall di New York). O, almeno, è quanto promette un inedito “algoritmo” messo a punto, dopo cinque anni di lavoro, dal ricercatore Masaaki Miki dell’Università di Tokyo e dall’ingegnere Toby Mitchell, che lavora presso lo studio statunitense Thornton Tomasetti. E a darne notizia è l’Università di Tokyo.
L’algoritmo in questione non solo sarebbe in grado di individuare le forme ottimali delle gridshell sulla base di singoli progetti, consentendo dunque di gestire forme complesse senza sacrificare la robustezza e bypassando tutta una serie di difficoltà e vincoli che fino ad oggi hanno impedito la diffusione su larga scala delle strutture gridshell, ma consentirebbe anche di elaborare forme persino molto irregolari a costi contenuti ossia abbattendo notevolmente le spese per l’elaborazione computazionale in fase di progettazione che rappresenta uno dei maggiori ostacoli per architetti e designer qualora non si possa contare su risorse importanti e che dunque restringe il campo di azione ai soli big player di mercato.
Algoritmo per strutture gridshell
Immagine elaborata con il programma di Masaaki Miki e Toby Mitchell – Credit: ©2025 Masaaki Miki and Toby Mitchell CC-BY-ND
«Il progetto è iniziato nel 2020 – racconta Masaaki Miki – con un focus sulle strutture a guscio, spesso realizzate in calcestruzzo. I progetti tradizionali mirano a forme che sostengono il proprio peso interamente tramite la forza di compressione, ma ciò limita espressività e plasticità. Ci siamo dunque prefissati di trovare nuovi modi per progettare gusci che tengano conto delle forze di compressione oltre che di trazione, consentendo una maggiore libertà di progettazione. Abbiamo adattato il nostro approccio alle più moderne gridshell in metallo e vetro, sviluppando metodi per bilanciare affidabilità meccanica, estetica e facilità di costruzione. E i recenti progressi nella velocità di calcolo hanno reso possibile risolvere condizioni così complesse utilizzando metodi rigorosi».
Il metodo fa leva sull’utilizzo di superfici Nurbs (Non-uniform rational b-splines), ossia su rappresentazioni matematiche estremamente precise e flessibili di curve e superfici 3D, utilizzate nei software Cad, in mix con una serie di nuovi algoritmi che accelerano il calcolo addirittura del 98%. Un’attività che in precedenza richiedeva 90 ore con un processore Gpu di fascia alta, viene completata in circa 90 minuti con una Cpu standard – questa l’innovazione che cambia le carte in tavola abbattendo drasticamente i costi. E a fare ulteriormente la differenza è la realizzazione di una sorta di plug-in in Rhinoceros, popolare pacchetto Cad basato su Nurbs che rende “standardizzabile” la soluzione e ciò significa avere a disposizione facilmente la soluzione nel normale flusso di lavoro di un progettista. Sebbene il lavoro attuale si concentri sui gridshell in metallo e vetro, i ricercatori mirano a estendere il metodo ai gridshell compositi in legno.
FONTI Mila Fiordalisi “Enti Locali & Edilizia”