Costruzioni | Innovazione

Padiglione Italia a Expo 2020: esempio di architettura sostenibile e riconfigurabile

Un edificio composto da tre scafi di navi che formano il tetto della struttura, una facciata multimediale realizzata con 70 chilometri di corde nautiche in plastica riciclata, e un sistema naturale di mitigazione del clima che sostituisce l’aria condizionata. È questo il Padiglione Italia realizzato a Dubai per Expo 2020 e presentato al pubblico lo scorso 1° ottobre. Il complesso progetto è stato ideato e realizzato da Cra-Carlo Ratti Associati e Italo Rota Building Office, con F&M Ingegneria e Matteo Gatto.

L’edificio del Padiglione Italia per Expo Dubai 2020, progettato da Cra-Carlo Ratti Associati e Italo Rota Building Office, con F&M Ingegneria e Matteo Gatto, è stato ufficialmente svelato al pubblico il 1° ottobre 2021, nel quadro della prima Esposizione Universale realizzata nel mondo arabo. Nel complesso, il progetto offre una visione su architettura riconfigurabile e design circolare, il cui obiettivo è affrontare le sfide dell’attuale crisi climatica. Nel percorso espositivo sono coinvolte alcune tra le aziende più innovative d’Italia.

F&M Ingegneria | Il padiglione Italia a Expo Dubai 2020 | © Michele Nastasi

Il padiglione

L’edificio si estende su una superficie di oltre 3.500 metri quadri e fa uso di nuovi materiali da costruzione – dalle alghe ai fondi di caffè, dalle bucce d’arancia alla sabbia – andando a suggerire strategie progettuali applicabili a livello internazionale.
Infatti, mentre nel contesto di eventi temporanei come un’Esposizione Universale, spesso molte strutture diventano materiale di scarto dopo soltanto pochi mesi, l’architettura del Padiglione mette in discussione questo approccio.

Il Padiglione Italia è stato pensato come un’architettura capace di evolversi nel tempo e in modo sostenibile. Tre scafi di navi arrivano a Dubai, vengono capovolti per diventare il tetto del padiglione e, al termine di Expo, potrebbero salpare verso nuove destinazioni. La scelta della copertura dell’edificio evoca inoltre le storiche connessioni via mare tra la penisola italiana e quella araba, collegandosi in questo modo ai temi sia della partecipazione nazionale dell’Italia (“La Bellezza unisce le persone”) e l’Expo Dubai 2020 nel suo insieme (“Connecting minds, creating the future”).

I tre scafi misurano ciascuno dai 40 ai 50 metri di lunghezza e sono stati realizzati con il contributo di Fincantieri, il maggiore costruttore navale d’Europa. Sono sostenuti da 150 sottili pilastri in acciaio, ciascuno alto 27 metri e disposti secondo la regola di Fibonacci. A loro volta questi ultimi elementi sorreggono una membrana di copertura a forma di onda, realizzata con cuscinetti in Etfe, e uno strato forato di lamine metalliche il quale modula l’ingresso della luce. Visti dall’alto, gli scafi appaiono rivestiti di una vernice innovativa sviluppata dal Gruppo Boero. I colori verde, bianco e rosso formano quello che è il più grande tricolore della storia italiana, esteso su 2.100 metri quadrati.

F&M Ingegneria | 150 sottili pilastri in acciaio, alti 27 metri, sorreggono la copertura realizzata da 3 scafi di navi capovolti | © Michele Nastasi

Il padiglione non presenta pareti ma è delimitato da una facciata multimediale a tenda, composta da corde nautiche. La facciata si illumina e diventa dinamica grazie ai Led incorporati sulle corde. Le stesse corde, prodotte in plastica riciclata usando l’equivalente di quasi 2 milioni di bottiglie d’acqua, sviluppano un intreccio verticale che si estende per quasi 70 chilometri di lunghezza complessiva. Dopo la conclusione di Expo, esse saranno riutilizzate, seguendo i princìpi dell’economia circolare.

Proprio l’impiego delle corde nautiche, insieme a un sistema di raffrescamento localizzato con nebulizzatori, consentono di ottenere ombreggiamento e ventilazione naturale e migliore comfort termico. Complessivamente, il progetto punta a sperimentare modalità più sostenibili per raffrescare edifici e ambienti urbani.

Gli ospiti del Padiglione accedono al percorso interno tramite una scala mobile che li porta fino al livello di 11 metri dal suolo, direttamente sotto la navata del primo scafo. Da questo punto panoramico è possibile osservare l’intero Padiglione, per poi iniziare a camminare su una passerella sospesa al di sopra degli ambienti espositivi e delle installazioni. Tra gli spazi principali si trova il Belvedere: una costruzione circolare sormontata da una cupola ricoperta da piante selvatiche della macchia mediterranea, la quale richiama i giardini rinascimentali. Qui accanto, la microalga spirulina, coltivata dall’azienda del settore delle energie rinnovabili Tolo Green, rende possibile la purificazione dell’aria tramite la biofissazione dell’anidride carbonica prodotta dai visitatori.

F&M Ingegneria | Facciata multimediale | © Michele Nastasi

Il percorso espositivo comprende inoltre anche l’Innovation Space dedicato alla ricerca tecnologica; le installazioni digitali “Second Sun” e “Second Moon”, realizzate da Enel X, creano un crescendo di effetti luminosi legati alle emozioni dei visitatori monitorate in tempo reale; e il “Teatro della Memoria”, dove si trova una copia del David di Michelangelo stampata in 3d, realizzata della Galleria dell’Accademia di Firenze e dal Ministero per i Beni e le Attività Culturali, in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale dell’Università degli Studi di Firenze.

Il resto del Padiglione Italia include materiali che sono stati scelti in coerenza alle linee guida dell’economia circolare, sviluppati in collaborazione con Mapei, azienda produttrice di prodotti chimici per l’edilizia. Caffè e bucce d’arancia lasciate essiccare e ridotte in polvere, vengono utilizzati per rivestire i percorsi e le passerelle sospese. Lo stesso Padiglione poggia su una duna alta 5 metri, realizzata con sabbia di provenienza locale.

Il percorso interno è inoltre arricchito da una serie di elementi verdi, con oltre 160 specie vegetali che vivono all’interno dell’edificio. Sviluppato in collaborazione con il Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr) e con il botanico Flavio Pollano, questo paesaggio naturale rende omaggio alla biodiversità e alla bellezza ecologica dei territori d’Italia e del Mediterraneo. Particolare attenzione è dedicata al ruolo delle piante nella lotta alla desertificazione.

F&M Ingegneria | Corde nautiche utilizzate per la facciata | © Michele Nastasi

La progettazione Bim

La modalità di progettazione Bim (Building Information Modeling) è stata adottata e ampiamente sfruttata durante tutto il processo: dalla progettazione alla realizzazione. Tutti i progettisti, architetti, ingegneri strutturisti e ingegneri impiantisti, hanno sviluppato il progetto con il software Revit, lavorando da uffici dislocati in luoghi geograficamente diversi. Ciascun tecnico coinvolto ha costruito virtualmente le porzioni di edificio di propria competenza verificando in tempo reale le interferenze con quanto costruito virtualmente dai colleghi. Grazie a questa gestione tridimensionale contemporanea di tutti gli utenti, è stato possibile riscontrare e risolvere in tempo reale le interferenze tra spazi architettonici, strutture e impianti, gestendo la geometria complessa del Padiglione senza alcuna difficoltà.

Altro vantaggio della progettazione Bim è la stima accurata delle quantità dei materiali impiegati per la costruzione, grazie alle quali sono state sviluppate le stime di costo e i computi metrici estimativi. Le potenzialità del software sono state inoltre decisive per il trasferimento delle informazioni progettuali agli stabilimenti produttivi.

Grazie all’interfaccia tra il software dei progettisti e il software delle macchine a controllo numerico, è stato possibile sviluppare in tempi ristrettissimi e con massima accuratezza tutti gli elaborati costruttivi di officina, avviando la produzione delle carpenterie con anticipo rispetto alla posa. In fase di cantierizzazione, la metodologia Bim ha permesso la gestione dell’avanzamento dei lavori, monitorando in tempo reale le operazioni di cantiere.

Gli impianti

La completa integrazione tra impianti e strutture, oltre a ottimizzare costi e lavorazioni di cantiere, ha permesso di raggiungere l’obiettivo di garantire il massimo comfort e la massima accessibilità del padiglione, senza comprometterne l’estetica: tubazioni, linee elettriche e canali sono state inserite all’interno delle intercapedini degli scafi, in modo da risultare completamente nascoste alla vista dei visitatori.

Gli impianti consentono un controllo delle condizioni termoigrometriche anche per gli spazi aperti come il piano espositivo: il sistema “evaporative cooling” consente di aumentare il comfort nelle aree di passaggio e stazionamento dei visitatori mediante raffrescamento ad acqua nebulizzata. L’impianto di ricambio aria oltre a mantenere ottimali le condizioni dell’aria interna, aumenta la sicurezza dei visitatori contro il virus Covid-19. Anche l’integrazione tra la parte di lighting e di impianti speciali segue le particolarità della struttura.

Un progetto sostenibile

Uno dei temi più importanti di Expo Dubai 2020 è la sostenibilità: per questo per l’evento è stato scelto di non sprecare suolo e risorse rispettando l’ambiente. Dal punto di vista strutturale è stata posta particolare attenzione al disassemblaggio delle strutture e alla separazione dei materiali di risulta in base alla tipologia.

Parallelamente all’efficienza, all’estetica e al comfort, gli impianti sono stati sviluppati seguendo la linea della sostenibilità: il sistema di recupero delle condense derivanti dalle macchine di condizionamento raccoglie e riutilizza la condensa per irrigare le aree verdi e le esposizioni vegetali all’interno del padiglione. Tutte le componenti impiantistiche sono state accuratamente selezionate per ottenere la massima efficienza, garantendo il minimo impatto ambientale per un padiglione il più ecosostenibile possibile.

La logistica di cantiere

L’area Expo è notoriamente un cantiere diverso dai cantieri standard, inoltre, a causa della pandemia mondiale da Covid-19, la gestione delle attività di cantiere è stata ancora più complicata ma ogni fase della realizzazione del Padiglione Italia è stata pianificata nel dettaglio. L’approvvigionamento delle lunghe colonne, il loro accatastamento in sito e il varo sono state operazioni molto impegnative, non solo per la lunghezza delle aste, ma anche per la cura e l’attenzione nei riguardi della verniciatura delle colonne stesse: verniciatura a vista applicata in officina.

Il sollevamento, il rovesciamento degli scafi e il loro varo è stato il momento più delicato del cantiere. Gli scafi sono stati prodotti a conci, trasportati in sito e successivamente varati. L’operazione del varo è stata impegnativa per i pesi e le dimensioni in gioco e allo stesso tempo molto delicata per avere perfetto riscontro con i punti d’appoggio forniti dalle colonne: operazione andata a buon fine nonostante la complessità.

L’installazione del grande ponte pedonale che sorvola l’impalcato, chiamato anche walkway, ha impegnato una squadra di operai altamente qualificati che, grazie a un potentissimo automezzo, hanno trasportato di notte il grande impalcato e collocandolo nella posizione di progetto con precisione millimetrica.

Ulteriore sfida è stata l’installazione degli allestimenti caratterizzati da oggetti ingombranti e pesanti, per i quali sono intervenuti grandi mezzi e piattaforme elevatrici. La difficoltà è stata conciliare la capacità portante del solaio con il peso dei mezzi, e gli ingombri degli allestimenti già posizionati con le dimensioni dei mezzi stessi.

Carlo Ratti | Fondatore Cra-Carlo Ratti Associati.

Carlo Ratti | Fondatore Cra-Carlo Ratti Associati

«Il nostro progetto per il Padiglione Italia si occupa di quella che è probabilmente la maggiore sfida dell’architettura di oggi: esplorare la doppia convergenza tra naturale e artificiale. Questo ci consente di prefigurare e suggerire strategie che saranno sempre più cruciali nel futuro delle nostre città, mentre affrontiamo le conseguenze dell’attuale crisi climatica. Il Padiglione muta continuamente, e parla di riconfigurabilità sia nel lungo termine, grazie all’approccio circolare, sia nel breve termine, grazie all’uso di tecnologie digitali».

Italo Rota | Fondatore Italo Rota Building Office.

Italo Rota | Fondatore Italo Rota Building Office

«Il Padiglione Italia ha grandi dimensioni e una struttura molto sofisticata, ma più che un’architettura nel senso canonico è una grande installazione sperimentale dedicata ai confini ormai sfumati tra Naturale e Artificiale. La sua costruzione si ispira allo stesso tempo ai biotipi naturali e alle tecnologie più avanzate che derivano dalla ricerca spaziale. Da un lato, l’edificio guarda all’organizzazione delle foreste tropicali, dove la luce filtra da un’alta copertura e la vita è organizzata di conseguenza. Dall’altro lato, un tema cruciale è la produzione di neo-materia: nuovi materiali da costruzione di origine organica e biologica, la cui produzione tecnologica non è da confondere con il riciclo. Essendo il Padiglione concepito secondo un approccio circolare, si può pensare a questa neo-materia come materiale che possono potenzialmente essere riutilizzati ovunque, con modalità e finalità diverse. Il Padiglione Italia rappresenta quasi una sorta di “architectural banking”: un catalogo da cui scegliere gli elementi di architetture future».

Ing. Sandro Favero | Fondatore F&M Ingegneria.

Sandro Favero | Fondatore F&M Ingegneria

«Sorreggere una copertura costituita da tre scafi rovesciati: una vera e propria sfida strutturale. Dopo un’attenta analisi delle ambizioni del progetto architettonico, F&M Ingegneria ha curato la progettazione strutturale e impiantistica, proponendo un’integrazione funzionale tra le due discipline. Tale soluzione ha ottimizzato costi e lavorazioni di cantiere, garantendo il comfort del Padiglione senza compromettere l’estetica. L’attività di direzione lavori ingegneristica, affidata a F&M, è stata particolarmente impegnativa nel confronto con imprese e maestranze locali ma ha consentito di raggiungere l’obiettivo prefissato, garantendo il rispetto dei tempi di consegna».

Ing. Federico Zaggia | Partner e Project Director F&M Ingegneria.

Federico Zaggia | Partner e Project Director F&M Ingegneria

«Un coordinamento interdisciplinare del progetto tra F&M e il team di architettura ha permesso un lavoro efficace e puntuale, insieme al coordinamento con gli operatori in cantiere durante la fase di esecuzione. La modalità Bim è stata adottata dalla progettazione alla realizzazione con massima efficienza risolvendo ogni interferenza. Gli ampi spazi a disposizione sul primo impalcato, chiamato “la grande duna”, con ampie facciate senza alcun pilastro e la struttura-architettura interamente a vista, sono il frutto delle sofisticate analisi strutturali condotte dai nostri ingegneri specialisti. La complessa gestione di cantiere, dove ogni fase è stata pianificata nel dettaglio, e la realizzazione di manufatti di grande complessità geometrica si è trasformata in una sfida vinta con il massimo risultato».

Matteo Gatto | Fondatore Matteo Gatto Associati.

Matteo Gatto | Fondatore Matteo Gatto Associati

«Dopo il progetto per il sito di Expo Milano nel 2015, è stato interessante per me partecipare al progetto per un padiglione nazionale per Expo Dubai. Rappresentare l’Italia non è un compito semplice, ma credo che il tema del viaggio e la tecnologia che abbiamo sviluppato nel concept e poi per il progetto stesso, abbiano rappresentato la complessità del nostro paese, radicato nella sua storia e proiettato verso il futuro». (vb)