ARMONIA. a power greenhouse

Premesse

La sfida che si pone la ricerca ARMONIA[1] è il controllo dei parametri ambientali realizzato non in uno spazio costruito tradizionale ma applicato a manufatti di rapida installazione, modulari, che si adattino alle esigenze di collocazione anche in ambienti fortemente urbanizzati (dopo le comunità energetiche anche le comunità agrifood) oppure in territori dove le condizioni ambientali attualmente non favoriscono le coltivazioni e lo sviluppo di economie di scala oppure necessitano di particolare attenzione alla compatibilità dei manufatti con un territorio da tutelare, anche a fini turistici.

Obbiettivi

Gli obiettivi della ricerca sono:

a) studio, ottimizzazione e messa a punto di un sistema di controllo dei parametri ambientali e biologici all’interno di uno spazio confinato, ricercando consumi vicini allo zero di energia e acqua, al variare delle esigenze interne (coltivazioni) e delle condizioni esterne (collocazione e clima).

b) messa a punto di sistemi di controllo biologico interno che garantiscano sia la crescita sana dei prodotti senza l’uso di sostanze dannose per l’uomo sia la presenza di operatori senza pregiudizio per la loro salute e comfort.

b) sviluppo di un sistema modulare di componenti tecnologiche tra loro complementari e adattabili alle esigenze del contesto, alle funzioni proposte e alle esigenze dell’utenza.

c) studio di elementi di rapida installazione, agevole trasporto e facile adattamento nel tempo.

Caratteristiche del prototipo

A. Struttura geodetica utilizzata come serra per la coltivazione di prodotti ortofrutticoli intensivi (a cura di Tecnodome).

• struttura realizzata con aste in acciaio tra loro imbullonate, coperta con teli trasparente in polimero Cristal, a base di resina PVC idrorepellente con bassa conducibilità termica (il telo potrà essere variato in consistenza e trasparenza in occasione di sperimentazioni su fattori di ombreggiamento ed isolamento della cupola);
• forma semisferica, assemblabile in 4 ore, resistenza ai carichi accidentali esterni (150 kg/m²), vento massimo ammissibile di 125 km/), resistenza agli eventi tellurici in territori di Classe 2;
• manufatti interni per le coltivazioni idroponiche realizzati con materiali modulari, manutenibili e riciclabili,
• ventilazione meccanica controllata e tenuta stagna agli agenti patogeni e insetti, a portata variabile (da 1 a 15 vol/h) ad inseguimento automatico di parametri prefissati (T, UR, pressione, CO2);
• impiego di pompe di calore reversibili aria-acqua (prima fase) e terra-acqua (seconda fase);
• sistema di controllo dell'illuminazione naturale/artificiale in funzione delle coltivazioni e del ciclo giorno/notte delle specie coltivate, con possibile variazione delle lunghezze d'onda emesse;
• sistema di supervisione per il controllo H24 dei parametri fisico chimici della serra e la somministrazione automatizzata dei nutrienti;

possibilità di variazione della trasparenza dell'involucro a fini di ottimizzazione della raccolta di energia solare in funzione della stagione e dell'andamento climatico esterno.

B. Sistema fotovoltaico tradizionale ed ibrido (20% di rendimento di energia elettrica e 50% di energia termica) di forma cubica e piramidale per massimizzare l’insolazione in tutte le ore del giorno, consentire l’uso degli spazi interni per accogliere tutti gli impianti (ottimizzando lo spazio) e anche per sperimentare volumi con impatto formale diverso.

C. Impianto del tipo a pompa di calore aria/acqua ed acqua/acqua, con riscaldamento/raffrescamento a fancoil e pannelli radianti a pavimento; ventilazione meccanica controllata a portata aria variabile in funzione dei tenori di CO2 e della temperatura e UR.

D. Sistema di coltivazione verticale e in vasche, in manicotti a incastro, coordinato con rete di irrigazione, distribuzione dei nutrienti e di recupero dell’acqua.

Tutti i manufatti vengono tra loro integrati attraverso la progettazione svolta dal CIAS, realizzando tutti i sistemi di coordinamento delle parti e di messa in opera tenendo conto della esigenza di garantire la massima flessibilità di utilizzo del prototipo e la possibilità di variazione della destinazione d'uso finale.

[1] Realizzare un sistema complesso a partire da sottosistemi industrializzati e già in uso ma attualmente non in grado, per come concepiti, di interagire tra di loro, ottenendo un sistema componibile secondo le esigenze di spazio, funzione e condizioni ambientali. Principale risultato atteso quello della sostenibilità ambientale, sotto ogni possibile declinazione: architettonica, formale/estetica, funzionale, impiantistica, energetica, di produttività agricola, di sicurezza per l’uso umano, ecc. Si vuole perseguire una nuova disposizione delle idee e dei dati che il pensiero comune considera generalmente come distinti e possono invece trovare una unione imprevista, ‘armonica’, capace di aprire nuove visioni prospettiche e di esperienze.

Di fatto, l’innovazione tecnico-scientifica procede da un superamento di abitudini mentali che può riguardare non solo le teorie dominanti in un determinato ambito di ricerca, ma la stessa visione del mondo che sostiene quelle teorie. Uno dei punti di partenza nello sviluppo del sistema è il trasferimento tecnologico di materiali, sistemi e metodi da discipline diverse, per la realizzazione di manufatti o strumenti tecnici che ne costituiscono una nuova e inaspettata applicazione pratica, traendo in questo modo stimolo per il superamento di paradigmi consolidati e concezioni ricorrenti. Non è quindi un caso che in questa ricerca, oltre alle imprese, siano coinvolti ricercatori di diversa estrazione (ingegneri, architetti, filosofi, biologi, informatici, matematici, ecologi, etologi, etc.).

Questo progetto trova il suo primo movente sia nella lezione platonica intorno al valore simbolico delle figure geometriche (la semisfera) - quale si trova espressa in uno dei dialoghi più complessi e metafisici dell’antichità, il Timeo (teoria dei solidi regolari) – sia alle proposte architettoniche di Fuller (1950 circa).

Per quanto riguarda i primi, l’idea che l’ordine ‘armonico’ del cosmo trovi espressione in figure geometriche definite ha fatto pensare fin dall’inizio della progettazione che proprio a quelle figure si possa guardare nella realizzazione di strumenti che conferiscano ordine all’ambiente su cui si sarà chiamati a operare.

Con la specificazione che per ordine si intende la ripresa rinascimentale della visione, espressa ad esempio da Leonardo o Piero della Francesca, che istituisce una corrispondenza fra macro e microcosmo e ristabilisce una posizione di equilibrio fra uomo e natura.

Dal punto di vista strutturale e pratico, invece, il progetto mostra l’applicazione estrema della metafisica geometrizzante del Timeo, giacché la struttura della serra, pensata come ‘cupola geodetica’ consta di triangoli simil-equilateri assemblati a creare forme che non solo svolgono nuove funzioni pratiche (strutturale ed energetica), ma anche traducono la perfezione simbolica dei poliedri platonici.

Per il medesimo motivo la serra è pensata di forma semisferica, a simboleggiare il solido perfetto, il sistema fotovoltaico come insieme di collettori raffiguranti uno dei solidi platonici, di forma cubica, a simboleggiare la terra, che sarà la prima ad essere realizzata, o tetraedrica, a simboleggiare il fuoco (sole), e icosaedrica troncata, a simboleggiare l’acqua.

Assegnando ad ognuno dei quattro elementi fisici (aria, acqua, terra, fuoco) una specifica forma geometrica e mostrando come ogni cosa segua una regola proporzionale, Platone presenta una visione armonica della natura, la cui perfezione è data proprio dal fondamento matematico dei rapporti fra le parti che la compongono (Platone,dal Timeo, in: "Dialoghi politici e lettere": Dio dopo avere ovunque compiuto queste cose esattamente, nella misura in cui la natura della necessità si lasciava spontaneamente persuadere, le unì tutte in proporzione e armonia).

2021 | in corso