La storia del pressostatico
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Pressostatico: Storia ed evoluzione
Il pressostatico o pressostruttura è una semplice membrana sorretta dall’aria grazie ad impianti di ventilazione continui. La membrana è ancorata solidamente al terreno.
La grande differenza tra questa tipologia di costruzione e le costruzioni tradizionali consiste nel differente comportamento rispetto alla classica struttura portante: infatti la pressostruttura tende a sollevarsi dal terreno per effetto della differenza di pressione fra l’interno e l’esterno; da qui, la necessità che le fondazioni di una copertura pressostatica abbiano la funzione di vero e proprio ancoraggio.
La leggera differenza di pressione fra interno ed esterno della struttura è nell’ordine di pochissimi PA; sono sufficienti 150 PA per sostenere qualunque struttura. Naturalmente questo valore dovrà essere ricondizionato secondo la variabilità degli eventi atmosferici.
Il pressostatico o pressostruttura è una semplice membrana sorretta dall’aria grazie ad impianti di ventilazione continui.
Il capannone pressostatico è nato nel dopoguerra per esigenze militari americane e successivamente si è sviluppato per i più disparati usi.
Si può facilmente ipotizzare che sino ad oggi grazie ai palloni pressostatici si siano coperti diversi milioni di metri quadrati, e per i più vari utilizzi; oltre agli impianti sportivi (piscine, tennis, calcetto) essi sono stati utilizzati anche per acquapark o grandi manifestazioni, industrie, agricoltura, discariche, ecc. e in tutti questi anni non sono mai state sollevate contestazioni in merito alla sicurezza del prodotto che ha dimostrato grande versatilità di utilizzo, accompagnato da costi e tempi di realizzazione contenuti.
In Italia il pressostatico è nato quasi 70 anni fa per utilizzo tennistico e si è dimostrato sin dall’inizio un prodotto molto semplice, economico ed idoneo all’uso per cui era stato progettato. Ovviamente in questi ultimi anni c’è stata una evoluzione del prodotto in particolar modo rivolta a migliorare il comfort e il risparmio energetico; infatti si è passati dalla semplice membrana alla doppia membrana già da oltre un ventennio, mentre gli impianti di riscaldamento ad esso abbinati si sono sempre più perfezionati sino a raggiungere abbattimenti significativi dei consumi, mantenendo invariato, se non migliorato, il comfort interno.
Gli inizi delle strutture pressostatiche
Se molti nuovi sviluppi tecnici sono nati dalle applicazioni militari ciò è vero anche per le strutture pneumatiche.
Le prime strutture sorrette dall’aria furono le cupole della linea DEW in Alaska, usate per riparare dal clima inclemente le attrezzature radar. Le eccellenti prestazioni di queste cupole, sotto severe condizioni climatiche, dimostrarono una volta per tutte la praticità di tali strutture.
Se molti nuovi sviluppi tecnici sono nati dalle applicazioni militari ciò è vero anche per le strutture pneumatiche.
Se molti nuovi sviluppi tecnici sono nati dalle applicazioni militari ciò è vero anche per le strutture pneumatiche.
Sin dai primi tempi dopo la guerra questo tipo di costruzioni ha trovato vaste applicazioni militari; infatti gli edifici sorretti dall’aria erano usati, e lo sono tuttora, per magazzini, montaggio di armi belliche, per la manutenzione dei veicoli e degli aerei, protezione delle attrezzature radar, ospedali mobili, ecc.
Il primo tentativo conosciuto per l’applicazione dei principi del pallone a strutture che non si elevano nel cielo fu realizzato dall’ingegnere inglese Frederick William Lanchester (Lewisham, 23 ottobre 1868 – Birmingham, 8 marzo 1946)
Nel suo brevetto del 1917 per un ospedale da campo furono applicati i principi basilari della costruzione pneumatica:
“la presente invenzione ha lo scopo di fornire un mezzo per costruire ed erigere una tenda di grandi dimensioni senza l’uso di pali o supporti di ogni genere. L’invenzione consiste nella costruzione di una tenda in cui il tessuto del pallone aerostatico o altri materiali a bassa permeabilità vengono retti dalla pressione dell’aria e il cui ingresso è fornito da una o più camere stagne…”
Questo brevetto derivato dalla costruzione degli aerostati e dei dirigibili è di grande importanza per due motivi: il primo in quanto sembra essere già cosciente di tutte le applicazioni basilari degli edifici sorretti dall’aria; e il secondo per la capacità di coprire grandi spazi come hangar e campi da gioco.
Più tardi, nel 1938 Lanchester guardò alla possibilità di costruzioni pneumatiche molto più grandi. Preparò schizzi per un edificio adibito a mostra con diametro di 330 m; la prima struttura fu però montata solo dopo 30 anni a causa della guerra mondiale e della crisi industriale che frenò ogni sperimentazione.
Un brevetto derivato dalla costruzione degli aerostati e dei dirigibili
Un brevetto derivato dalla costruzione degli aerostati e dei dirigibili
Le idee di Lanchester erano così distanti dai concetti statici e pesanti della costruzione tradizionale che altri progettisti del tempo non le accettarono; inoltre ad aumentare i dubbi sulla loro applicazione furono gli incidenti disastrosi che accaddero ai dirigibili.
Nonostante Lanchester non sia riuscito a realizzare i suoi progetti, può essere comunque definito il “padre” della costruzione pneumatica.
I primi edifici sorretti dall'aria
La seconda guerra mondiale fu responsabile di una intensa ricerca sulle strutture pneumatiche per applicazioni molto speciali quali palloni frenati, edifici posticci e veicoli per scopo di inganno, ma solo nel 1946 si venne alla realizzazione delle idee di Lanchester.
Gli Stati Uniti avevano realizzato grandi antenne radar per proteggere la frontiera settentrionale da invasioni che dovevano essere riparate dalle rigide condizioni climatiche con copertura che offrisse il minimo ostacolo alle onde radar. Venne quindi richiesto l’utilizzo di una membrana sorretta dalla sola pressione dell’aria e il governo americano affidò al laboratorio il contratto per determinare la fattibilità delle costruzioni pneumatiche per tale applicazione.
Una struttura portatile che poteva essere montata e smontata in un giorno con una spesa economicamente bassa.
Una struttura portatile che poteva essere montata e smontata in un giorno con una spesa economicamente bassa.
Negli anni seguenti alla prima erezione e collaudo del prototipo vennero create centinaia di queste cupole sorrette dall’aria per le zone dell’Alaska. In contemporanea vennero sviluppati materiali capaci di resistere alle condizioni più rigide consistenti in tessuti come nylon o terylene spalmato con uno strato sintetico di neoprene, vinile o hypalon.
Le prime applicazioni commerciali dei palloni pressostatici
A seguito del successo di queste cupole venne creata una società per la progettazione e la realizzazione delle strutture pneumatiche, e nel gennaio del 1956 la Birdair Structures Incorporated entrò negli affari.
Nonostante le cognizioni acquisite da questa società sulle strutture pneumatiche, la prima ad erigere un magazzino sorretto da aria per uso commerciale fu la Cidair Structures. Da qui ebbe inizio la grande attività dei pneumatici in America.
I fabbricanti di tende e paracadute cominciarono a costruire semplici edifici sorretti dall’aria e verso il 1957 circa 50 produttori americani utilizzavano le caratteristiche delle strutture sorrette dall’aria per coprire impianti sportivi e militari, fiere, magazzini, fabbriche.
Il vantaggio di queste strutture era dato dal fatto che grandi aree potevano essere coperte con una spesa economicamente bassa e con una struttura portatile che poteva essere montata e smontata in un giorno. Il pneumatico fu una novità che attirò molta pubblicità, e non passò molto tempo prima che gli Stati Uniti costruissero centinaia di queste “bolle”.
Rifornire continuamente la struttura con aria per mantenere stabilità serve ad evitare eccessive perdite d’aria attraverso gli ingressi; questa considerazione portò a realizzare una struttura gonfiata con doppia parete. Dopo la seconda guerra mondiale questo tipo di costruzione fu studiata sia in America che in Gran Bretagna ed in entrambi i paesi fu utilizzata per scopi militari o rifugi polari.
Le costruzioni gonfiate ad aria erano considerevolmente più economiche e possedevano una più grande stabilità strutturale.
Da indagini condotte sulle costruzioni gonfiate si dimostrò che quelle sorrette ad aria erano considerevolmente più economiche e possedevano una più grande stabilità strutturale. In conseguenza di ciò si svilupparono le strutture “ibride” dove elementi strutturali ausiliari erano usati insieme alla costruzione sorretta ad aria, per salvaguardare la struttura dal repentino afflosciamento in caso di mancanza di rifornimento dell’aria e per semplificare gli ingressi.
Valutazioni economiche portarono quindi i fabbricanti a concentrarsi maggiormente sulle semplici strutture sorrette dall’aria in quanto promettevano meglio in campo commerciale. Verso il 1960 anche l’Europa e il Giappone guardarono con interesse a queste nuove costruzioni.
Dapprima la Gran Bretagna poi la Svezia e la Germania in pochi anni riuscirono a portarsi ad un livello sia qualitativo che quantitativo paragonabile a quello degli Stati Uniti; in seguito, nel 1970 tutti i Paesi europei ed alcuni del blocco orientale divennero produttori di strutture pneumatiche.
Gli inizi in Italia
Non fu solo l’America a lavorare sull’idea dell’ingegner Lanchester: l’Italia ha avuto un inventore della struttura sorretta dall’aria (anche se potrebbe essere definito internazionalmente uno pseudo- inventore) il sig. G. Rocca che nei primi anni dopo la seconda guerra mondiale aveva creato una piccola società per il recupero navale.
Il recupero delle navi veniva attuato tramite dei “palloni di sollevamento”, ossia con enormi contenitori flessibili in gomma (cassoni) che venivano posti all’interno delle stive delle navi. Una volta gonfiati, questi erano in grado di portare in superficie la nave stessa.
Nel 1952 si stavano compiendo dei collaudi su uno di questi palloni per verificare le eventuali perdite d’aria. Per una dimenticanza il fondo del contenitore non venne applicato prima del suo gonfiaggio e si riscontrò che, nonostante la grande perdita d’aria, “stava in piedi”. Successivamente lo si ancorò al terreno con sacchi di sabbie e si constatò che all’interno del “pallone” si era creato un ambiente libero da ostruzioni e ideale per poter svolgere una attività.
Nell’anno successivo il sig. Rocca costruì la prima struttura per uso personale; infatti aveva bisogno di ampliare momentaneamente la sua azienda. Così facendo eresse la prima struttura al mondo sorretta dall’aria per uso commerciale.
Dopo questo felice inizio il sig. Rocca riprese la sua attività di recupero navi sino al 1957, anno in cui a seguito di un naufragio con la perdita della sua imbarcazione abbandonò tale attività per dedicarsi completamente alla costruzione di strutture sorrette dall’aria. Nel 1959 fondò a Mestre la C.P.V. che nella sua pur breve vita riuscì a costruire oltre 100 strutture.
Su questa spinta iniziale ed alla luce dei successi americani, altre aziende entrarono timidamente sul mercato delle coperture pressostatiche in italia.
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