Biforcazioni di rami al posto di giunti in metallo: così i ricercatori del MIT scommettono su un’architettura più sostenibile

I ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno dimostrato come, in fase di costruzione, le biforcazioni dei rami siano più che appropriate per sostituire i giunti in metallo usati tradizionalmente.
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Gaia Cortese 24 Ottobre 2022

il concetto del “non si butta via niente” è alla base del riuso, del riciclo e della sostenibilità. Lo hanno compreso bene i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology nel momento in cui hanno trovato un modo per sfruttare le biforcazioni dei rami degli alberi che nella maggior parte dei casi rimangono inutilizzati nei processi di produzione.

Nelle costruzioni, infatti, di norma i giunti utilizzati sono realizzati con materie prime come ad esempio il metallo, la cui estrazione ha un forte impatto ecologico. La ricerca del MIT ha l'obiettivo di sostituire i metalli poco sostenibili con un elemento naturale e già disponibile in natura, ossia  le biforcazioni degli alberi. Una pratica ancora poco esplorata che tuttavia, se venisse applicata su larga scala, potrebbe essere un cambio di rotta decisamente più sostenibile.

Le biforcazioni dei rami non sono altre che nodi a forma di Y che in questo caso sono stati riutilizzati nei prototipi del team di ricerca come collegamento tra sistema strutturale orizzontale e sistema strutturale verticale.

Per arrivare a questo il primo step è stato quello di catalogare una selezione di biforcazioni di rami e alberi in una vera e propria libreria digitale. Le scansioni hanno la funzione di catturare la geometria e l’orientamento dei rami, che determinano l’orientamento interno delle fibre di una forca e quindi anche la sua resistenza.

Il secondo step è stato invece quello di far corrispondere questi elementi agli effettivi nodi di un determinato progetto architettonico. Ciò è reso possibile grazie a determinati algoritmi che riescono a valutare la corrispondenza esistente tra la forma di un nodo e quella di una particolare forcella, in modo da poter regolare la distribuzione complessiva delle forcelle e sfruttare nella maniera più efficace ed efficiente l’inventario fornito dalla libreria digitale.

Per finalizzare il progetto, i ricercatori sono riusciti a giocare con la forma della struttura, riutilizzando l’algoritmo sulla nuova forma. Infine, per il terzo e ultimo step, le biforcazioni dell’albero sono state private della corteccia per far sì che il giunto si inserisse nel nodo assegnato, tramite una procedura automatizzata. A questo punto la struttura deve essere assemblata manualmente come un gioco a incastri.

Il riutilizzo delle biforcazioni dei rami degli alberi come giunti strutturali è indubbiamente un esempio virtuoso di come ogni parte della pianta possa trovare un impiego senza essere scartata, riducendo così l’impatto sull’ambiente e fornendo un ulteriore strumento utile per eventuali progetti architettonici.

“Se si prende la biforcazione di un albero e la si taglia al centro, è possibile vedere un incredibile reticolo di fibre che si intrecciano per creare nell'albero questi punti di trasferimento del carico, spesso tridimensionali – ha commentato Caitlin Mueller, associate professor al Building Technology programme del MIT e leader del gruppo di ricerca sulle strutture digitali -. Stiamo iniziando a fare la stessa cosa utilizzando la stampa 3D, ma non ci avviciniamo neanche lontanamente a quel che fa la natura in termini di geometria e orientamento complessi delle fibre”.