L'impronta delle forze. Form finding: la genesi delle strutture resistenti per forma

Un cavo flessibile vincolato in due punti genera una curva, determinata dall'azione del peso proprio e della forza di gravità, che una volta invertita è tale che la tensione del peso applicato su di essa si distribuisce lungo la tangente, scaricando tutto il peso sugli estremi. Tale curva, non è un arco di circonferenza né un arco di parabola, ma è una curva definita curva-catena, catenaria o curva funicolare, studiata da Galilei, Lebniz, Huygens e Bernouilli, che nel 1691 ne definirono l’equazione e utilizzata in architettura verso la fine del 600 da Robert Hooke per la ricostruzione della cattedrale di St. Paul a Londra e nel 1747 da Giovanni Poleni per analizzare le lesioni presenti nella cupola di S. Pietro. Caricando le corde con sacchetti di sabbia si ottiene la forma di un arco la cui geometria dipende dal sistema di forze agenti: sono gli archi utilizzati da Gaudì, configurazioni determinate casualmente solo in apparenza, ma in realtà frutto di un rigoroso metodo scientifico per il controllo della stabilità della forma, lo stesso metodo che conduce Robert Maillart a definire, all’inizio del XX secolo, la configurazione geometrica dei suoi ponti in cemento armato. Analogamente, vere e proprie “impronte” sono le membrane invertite realizzate da Heins Isler intorno agli anni ’60, generate attraverso l'utilizzo di modelli sperimentali che opportunamente rilevati consentivano di realizzare prototipi di resina su cui effettuare tutte le verifiche, secondo un processo che oggi definiremo di reverse engineering. Approccio empirico e metodo scientifico caratterizzano, invece, il lavoro di Sergio Musmeci che, per la definizione della forma, utilizza in modo complementare calcoli matematici e modelli fisici. Da una materia all'altra, la forma si genera sotto l'azione dei carichi: dalla soluzione saponata al modello in neoprene, dal metacrilato alle casseformi che ne hanno consentito la realizzazione, la volta del ponte sul fiume Basento, realizzato da Musmeci nel 1976, è il risultato di un processo che imprime alla materia la configurazione ottimale in funzione dello stato tensionale indotto da una determinata condizione di carico. Per Musmeci la forma "è l'incognita" non arbitrariamente definita a priori, per puro compiacimento estetico, ma scientificamente controllata nel suo divenire attraverso il calcolo e la verifica sperimentale del modello a cui lo stato tensionale si applica. Musmeci è uno dei primi a riconoscere le potenzialità dell'utilizzo del calcolatore nel processo di definizione della forma, i principi teorici dell’Architettura Parametrica definiti negli anni ’60 da Luigi Moretti e dal matematico Bruno De Finetti sono applicati da Musmeci che utilizza una metodologia in cui l’attuale interfaccia grafica è sostituita dal modello fisico. La ricerca traccia un percorso evolutivo che dal principio della catenaria conduce all’Architettura Parametrica contemporanea. Lo studio della genesi delle forme controllate attraverso parametri si sviluppa sperimentano le diverse metodologie che hanno consentito di definire configurazioni la cui geometria è solo apparentemente arbitraria; form finding generate applicando opportunamente sistemi di parametri, forme che sono strutture, “impronte” di un sistema di forze agenti, risultato di un processo in passato basato sull’utilizzo di modelli fisici e attualmente gestito integralmente in ambito digitale, forme profondamente diverse da tutte quelle free form dalla morfologia scultorea in cui la struttura è al servizio della forma.