• Articolo , 15 marzo 2010
  • Edifici come bolle di sapone

  • Un polimero termoplastico totalmente permeabile alla luce e ai raggi UV ed estremamente leggero. L’Etfte, conosciuto fin dagli anni ‘40, comincia ora a farsi progressivamente spazio nella progettazione in sostituzione di vetro e altri materiali edili più tradizionali

ETFE, ossia Etilene Tetrafluoro Etilene o come vuole la nomenclatura UPAC poli (etilene-co-tetrafluoroetilene). Il nome non è dei più semplici ma si sta facendo ricordare come uno dei materiali di maggior interesse nell’architettura moderna, permettendo ai progettisti di ripensare all’involucro esterno degli edifici come una pelle leggera e dall’apparenza soffice come bolle di sapone. Non proprio un colpo di fulmine dato che questo materiale plastico trasparente è stato immesso nella produzione intorno agli anni ‘70 (nonostante il brevetto fosse degli anni ‘40): per la precisione fu la francese Dupont a realizzare per la prima volta un fluoropolimero da utilizzare come materiale isolante nel settore aereonautico e risolvere così in un’unica soluzione l’esigenza di un composto ad elevata resistenza alla corrosione ed a un ampio intervallo di temperature. Ma gli ultimi due decenni hanno visto un ritorno di fiamma di cui gli spettacolari Watercube e Bird’s Nest di Pechino sono solo due dei più recenti e famosi esempi.
A rendere allettante dal punto di vista progettuale questo materiale è innanzitutto la leggerezza: solo un centesimo del peso posseduto dal vetro a fronte di capacità di trasmettere la luce visibile del 94–97% per un irraggiamento dai 400 ai 600 Nm ed una perfetta permeabilità ai raggi ultravioletti. Il materiale in questione può contare fra i suoi ‘pro’ una temperatura di fusione molto elevata, eccellenti proprietà di resistenza chimica, elettrica e alle radiazioni ad alta energia, e costi di trasporto ed istallazione notevolmente contenuti proprio per via del suo peso estremamente basso (350g/mq). Si è fatto notare sopratutto per tre qualità non da poco: è in grado di sopportare 400 volte il proprio peso, è autopulente grazie alla propria superficie antiaderente e completamente riciclabile. La pellicola ETFE ha, inoltre, una forza di trazione di circa 42 N/mm² (6100 psi), con un intervallo di temperatura di funzionamento tra i -185 °C e i 150 °C.

h3{color:#7A8541;}. *Una nuova tecnologia per un vecchio prodotto*

La resina può essere filata in una sottile pellicola resistente che produttori confezionano in rotoli; nel suo utilizzo tipico, due o tre strati sono saldati insieme in pannelli o gonfiati in “cuscini” direttamente nel cantiere a realizzare, tramite telai in alluminio, tensostrutture e elementi di copertura nei tetti; in alternativa grazie alla capacità di aumentare fino a tre volte la sua lunghezza senza perdere la sua elasticità, sono impiegati come componente delle pareti verticali esterne, avvolgendo l’edificio come una seconda pelle trasparente. Il sistema necessità di una pressurizzazione semi-continua per tenere stabili queste camere ed assicurare loro le proprietà termiche, ma attraverso il controllo dell’aria incamerata, aumentandola o diminuendola, si ha la capacità di modulare la luce in entrata. In alcune installazioni, ciò è controllato automaticamente tramite l’uso di fotosensori mentre, al tempo stesso, il polimero garantisce un certo livello d’isolamento termico (un cuscino a 4 fogli garantisce una trasmittanza termica minore di 1,5 W/m2K), a sua volta incrementabile tramite l’aggiunta d’altri strati di materiale o con appropriate stampe sulla superficie esterna della membrana. Alla fine della sua vita utile, stimata anche superiore ai 40 anni, può essere semplicemente fuso e riutilizzato.
Il polimero si presta anche ad integrazioni interessanti come nel caso della futura ambasciata americana a Londra. Il progetto vinto dall’architetto statunitense Kieran Timberlake riporta visivamente alla mente un cubo in cristallo, con la superficie esterna risultante dall’interfaccia tra un vetro a prova di esplosivi e un rivestimento in ETFE in cui sono inseriti frangisole fotovoltaici in film sottile. Se il film plastico si strappasse o dovesse essere in qualche modo danneggiato, basterebbe poi “cucire i pezzi” termosaldando nuove strisce di EFTE insieme.
Punti a suo sfavore: a livello acustico il sistema a cuscini, quando impiegato come copertura superiore, in caso di pioggia può provocare un ‘effetto tamburo’ agendo da amplificatore del suono della pioggia. In tal senso i produttori hanno sviluppato diverse tecniche per il controllo del rumore, tra cui la stratificazione all’interno di lastre in policarbonato che possono però ridurre la trasparenza dell’involucro. Limitato rispetto ad altri materiali la resistenza ai carichi essendo realizzato per estrusione e non per tessitura; inoltre, la tecnologia produttiva per le sue caratteristiche avanzate rimane ancora oggi in mano a poche aziende di settore.

h3{color:#7A8541;}. *Un’estetica in evoluzione*

L’intuizione dell’azienda chimica francese dovette aspettare un po’ prima di essere messa a frutto nel campo dell’edilizia. E per la precisione, una svolta si ebbe con Stefan Lehnert, studente tedesco di ingegneria meccanica che imbattutosi nel materiale durante la ricerca di nuove tecnologie per la vela, vide nell’ETFE potenzialità da impiegare nell’ambito costruttivo. Nasce così nel 1892 il primo progetto sperimentate il fluoro polimero, la *Mangrove House* dello Zoo di Arnhem, nei Paesi Bassi, un’ampia serra che ricrea l’ambiente tropicale delle mangrovie e dove il tetto in EFTE, ancora al suo posto e senza segni di degrado, permette il passaggio dei raggi luminosi e UV necessari alla crescita delle piante.
Progettato dall’architetto Nicholas Grimshaw nel 1996 e ultimato nel 2001, “l’Eden Project”:http://www.edenproject.com/ a St. Austell in Cornovaglia è da considerarsi a tutt’oggi uno degli esempi più notevoli di sposalizio tra architettura sostenibile e di recupero ambientale. La struttura sorge su un cratere profondo oltre 50 metri di una vecchia cava di argilla abbandonata, riconvertita a in una serra che ricrea in cupole geodetiche, battezzate “Biomi”, il clima umido tropicale del Sudamerica e quello caldo e temperato del mediterraneo. Si tratta di semisfere composte da un’armatura metallica che supporta esagoni di fluoropolimero incastrati l’uno nell’altro come un puzzle.
Nel 2oo6 fu dato il via ai lavori per il *Khan Shatyry Entertainment Centre* ad Astana, in Kazakistan, opera dell’architetto britannico Norman Foster: una sorta di “città tenda” di 100mila metri quadrati all’interno dei quali troveranno spazio centri commerciali, ristoranti, cinema, un parco in scala urbana, canali, piazze e strade, tutti protetti dal freddo della steppa kazaka grazie ad un immenso padiglione in etilene tetra fluoro etilene. L’opera dovrebbe essere conclusa per luglio 2010.
Tra le realizzazioni, anche gli impianti cinesi sopracitati, gioielli tecnologici, realizzati in occasione delle passate Olimpiadi cinesi 2008, partono entrambi dalla sperimentazione dell’ETFE, seppure con modalità e risultati differenti. In *Watercube* il materiale è servito sia esteticamente, a fornire quell’aspetto di bolle di sapone irregolari a copertura della megapiscina, che, in termini energetici, a far aderire la struttura ai canoni dell’ecosostenibilità ricercati dagli organizzatori dei Giochi, permettendo di favorire la luce naturale, catturano il 20% dell’energia solare incidente sull’edifico e ri-destinandola al riscaldamento delle vasche e riducendo pertanto i consumi elettrici. Storia differente per lo Stadio Nazionale, dove il polimero termoplastico è stato funzionale al rivestimento della la griglia esterna di elementi in acciaio intrecciati a cui deve, appunto, il soprannome di “nido d’uccello”.