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Lo Strutturista

La cupola geodetica: una sfida per grandi coperture

Applicazioni e analisi del comportamento strutturale a cura dell’ing. Federico M. Mazzolani.

23 Aprile 2020
cupola geodetica
Prof. Ing. Federico Mazzolani
Professore emerito di Ingegneria strutturale presso l'Università "Federico II" di Napoli; è tra i massimi esperti di costruzioni in acciaio a livello internazionale.

Si definisce cupola geodetica una struttura emisferica composta da una rete di aste giacenti sui cer­chi massimi della superficie sferica (geodetiche), che si intersecano for­mando elementi triangolari molto simili fra loro. Fra tutte le strutture composte da aste, la cupola geode­tica è quella con il massimo rapporto fra volume racchiuso e peso struttu­rale.

Questa proprietà affascinò Ful­ler che ne propose un’applicazione, utilizzando l’acciaio come materiale strutturale e realizzando una sfera con diametro di 76 m. Tale sfera fu esposta al grande pubblico nell’Expo 1967 di Montréal, in Cana­da, come parte del padiglione ameri­cano e che tuttora, ribattezzata come Biosfera, ospita un museo dedicato all’ambiente.

Un importante salto dimensionale si è avuto nella costruzione nel 1997 della cupola geodetica di acciaio del Nagoya Dome in Giappone con dia­metro di 161,50 m.

Prece­dentemente, nella cupola geodetica, costruita nel 1975 per ospitare la stazione antartica Amundsen-Scott, al posto dell’acciaio si uti­lizzò per la prima volta l’alluminio, sfruttando la specifica proprietà di questo materiale di migliorare la sua tenacità al diminuire della temperatu­ra, contrariamente a quanto avviene per l’acciaio.

A questa prerogativa, se ne aggiungono altre – in particolare la resistenza alla corrosione – che, in alcuni casi, rendono le leghe di allu­minio competitive con l’acciaio.

Per sfruttare al massimo la principale proprietà di questa tipologia struttu­rale (massimo volume con il minimo peso), le leghe di alluminio sono lar­gamente utilizzate negli Stati Uniti per realizzare molte cupole geodetiche di grandi dimensioni dalle Società Temcor, Conservatex e Geometrica, non solo per scopi industriali a copertura di serbatoi petroliferi sfruttandone l’e­levata resistenza alla corrosione, ma anche, e soprattutto, per coprire importanti spazi dedicati ad eventi sportivi e culturali.

Fra queste applicazioni, si ricorda la cupola geodetica con 126 m di diametro, realizzata a Long Beach (California) per contenere lo storico idrovolante “Spruce goose” della se­conda guerra mondiale, il più grande mai realizzato, e mostrarlo al pubbli­co, proteggendolo come in un museo.

Interessanti le fasi di montaggio di questa cupola geodetica, necessarie per contenere questo aereo all’inter­no della struttura. E’ sta­ta la più grande cupola geodetica di alluminio del mondo fino al 2008, quando questo suo primato è stato superato in Italia. […]

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