Rinnovabili • Architettura parametrica, il padiglione è un origami d'alluminio

Architettura parametrica, il padiglione è un origami d’alluminio

Un algoritmo ideato dall'architetto Tal Friedman piega 8 fogli di alluminio per creare un intero padiglione, senza usare altri elementi portanti. Possibili applicazioni anche in altri campi

Architettura parametrica, il padiglione è un origami d'alluminio

 

(Rinnovabili.it) – Otto fogli di alluminio e un algoritmo basato sulla tecnica dell’origami. Il risultato è un padiglione che apre nuovi campi di applicazione per l’architettura parametrica. I vantaggi sono noti: l’uso di questa tecnologia permette di ottimizzare l’efficienza energetica di intere strutture, ad esempio calcolando e progettando sistemi di ombreggiamento perfettamente integrati anche con il mutare delle circostanze ambientali. Ma viene impiegata anche per la realizzazione di superfici attraverso la piegatura di materiali sottili e rigidi.

È in questa direzione che si muove il padiglione Origami ideato dall’architetto Tal Friedman. Con una particolarità da non sottovalutare: l’intera struttura è realizzata secondo criteri parametrici. E usando soltanto otto fogli di alluminio. Friedman ha tratto ispirazione dalle tecniche tradizionali di origami su carta per creare l’algoritmo necessario a sfruttare al meglio la rigidità dell’alluminio. Il risultato è una struttura a sbalzo auto-portante.

 

L’architettura parametrica del padiglione Origami

 

Il progetto, spiega l’architetto, vuole richiamare l’origami non soltanto nei suoi valori strutturali o estetici, ma anche nella modalità di realizzazione. In altri termini, il padiglione è stato realizzato piegando fogli di alluminio, invece di essere assemblato a partire da singoli pannelli come viene tradizionalmente fatto al giorno d’oggi. Così ciascun “fiore”, ciascuna delle due parti che costituiscono il padiglione, è formata da quattro sezioni ripiegate, che a loro volta consistono di 12-20 superfici interconnesse.

Architettura parametrica, il padiglione è un origami d'alluminioLa fabbricazione è stata eseguita usando bracci robotici a controllo numerico in collaborazione con la 3A Composites, mentre lo sviluppo del progetto è avvenuto nell’ambito dell’Università di Scienze Applicate di Detmold. Per Friedman, la tecnica da lui usata per il padiglione può portare molti vantaggi sia nei metodi di costruzione di strutture leggere, sia soppiantare l’uso di pannelli singoli parametricamente disegnati in quanto comporta un risparmio nei tempi di realizzazione.

Il progetto – ha affermato l’architetto – è la prova che strutture a origami possono essere realizzate su ampia scala sempre mantenendo le caratteristiche di rigidità e stabilità. Ridurre il bisogno di sistemi strutturali portanti conduce a un nuovo tipo di coperture sottili per strutture leggere composte da un solo materiale, in monoscocca

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Rinnovabili • Turbine eoliche ad asse verticale

Turbine eoliche ad asse verticale, efficienza migliorata del 200%

Dall'EPFL svizzero il primo studio che applica un algoritmo di apprendimento automatico alla progettazione della pale delle turbine VAWT

Turbine eoliche ad asse verticale
via depositphotos

Nuovi progressi per le turbine eoliche ad asse verticale

Un aumento dell’efficienza del 200% e una riduzione delle vibrazioni del 70%. Questi due dei grandi risultati raggiunti nel campo delle turbine eoliche ad asse verticale,  presso l’UNFoLD, il laboratorio di diagnostica del flusso instabile della Scuola Politecnica Federale di Losanna (EPFL). Il merito va a Sébastien Le Fouest e Karen Mulleners che, in un’anteprima mondiale hanno migliorato questa specifica tecnologia impiegando un algoritmo di apprendimento automatico.

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Turbine eoliche VAWT, vantaggi e svantaggi

Si tratta di un progresso a lungo atteso dal comparto. Le turbine eoliche ad asse verticale o VAWT per usare l’acronimo inglese di “Vertical-axis wind turbines” offrono sulla carta diversi vantaggi rispetto ai classici aerogeneratori ad asse orizzontale. Ruotando attorno ad un asse ortogonale al flusso in entrata, il loro lavoro risulta indipendente dalla direzione del vento, permettendogli di funzionare bene anche nei flussi d’aria urbani. Inoltre offrono un design più compatto e operano a frequenze di rotazione più basse, il che riduce significativamente il rumore e il rischio di collisione con uccelli e altri animali volanti. E ancora: le parti meccaniche della trasmissione possono essere posizionate vicino al suolo, facilitando la manutenzione e riducendo i carichi strutturali.

Perché allora non sono la scelta dominante sul mercato eolico? Come spiega lo stesso Le Fouest, si tratta di un problema ingegneristico: le VAWT funzionano bene solo con un flusso d’aria moderato e continuo. “Una forte raffica aumenta l’angolo tra il flusso d’aria e la pala, formando un vortice in un fenomeno chiamato stallo dinamico. Questi vortici creano carichi strutturali transitori che le pale non possono sopportare“, scrive Celia Luterbacher sul sito dell’EPFL.

Energia eolica e algoritmi genetici

Per aumentare la resistenza, i ricercatori hanno cercato di individuare profili di inclinazione ottimali.  Il lavoro è iniziato montando dei sensori, direttamente su una turbina in scala ridotta, a sua volta accoppiata ad un ottimizzatore funzionante con algoritmi genetici di apprendimento. Di cosa si tratta? Di una particolare tipologia di algoritmi euristici basati sul principio della selezione naturale.

Quindi muovendo la pala avanti e indietro con angoli, velocità e ampiezze diverse, hanno generato una serie di profili di inclinazione. “Come in un processo evolutivo, l’algoritmo ha selezionato i profili più efficienti e robusti e ha ricombinato i loro tratti per generare una ‘progenie’ nuova e migliorata”. Questo approccio ha permesso a Le Fouest e Mulleners non solo di identificare due serie di profili di passo che contribuiscono a migliorare significativamente l’efficienza e la robustezza della macchina, ma anche di trasformare la più grande debolezza delle turbine eoliche ad asse verticale in un punto di forza. I risultati sono riportati su un articolo recentemente pubblicato sulla rivista Nature Communications.

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About Author / Stefania Del Bianco

Giornalista scientifica. Da sempre appassionata di hi-tech e innovazione energetica, ha iniziato a collaborare alla testata fin dalle prime fasi progettuali, profilando le aziende di settore. Nel 2008 è entrata a far parte del team di redattori e nel 2011 è diventata coordinatrice di redazione. Negli anni ha curato anche la comunicazione e l'ufficio stampa di Rinnovabili.it. Oggi è Caporedattrice del quotidiano e, tra le altre cose, si occupa quotidianamente delle novità sulle rinnovabili, delle politiche energetiche e delle tematiche legate a tecnologie e mercato.