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                                                    le costruzioni in rete

IL COMPLESSO INTRECCIO DELLA TEORIA DELLE RETICOLARI 

  Matteo Guardini

Data di pubblicazione: 2002

 

La questione di fondo che ha fatto da "fil rouge" a questa ricerca è stato il tentativo di superare l'ottica positivistica di cui la storia dell'arte del costruire e della scienza delle costruzioni è intrisa.
Superare significa sovvertire i luoghi comuni del pensare e riflettere; quei luoghi comuni che parlano di "invenzioni" di progresso della tecnica visto come "inarrestabile marcia prussiana", di successi sempre positivi per la società.
Può sembrare assurdo non parlare di "invenzioni" e "inventori", eppure questo è ciò che appare smontando le tesi positiviste della storia.
Facciamo un esempio: ciò che è diffusamente conosciuto come "metodo della sezione di Ritter" per la soluzione analitica delle travi reticolati, in realtà è facilmente dimostrabile come tale sistema sia un perfezionanamento di quanto Karl Culmann aveva descritto nelle sue prime pubblicazioni.
Già agli inizia della sua carrierea Culmann impiegava il metodo analitico attribuito poi al suo altrettanto celebre allievo.
Il successivo orientamento verso la statica grafica, di cui Culmann è il padre, ebbe origine dal desiderio di fornire agli strutturisti uno strumento "di calcolo" facile e versatile, basato sulla soluzione analitica.
Scoprire dalla cronologia delle strutture reticolari rettilinee, che esse fanno la loro comparsa in Europa con "I quattro libri dell'architettura" di Andrea Palladio" edito a Venezia nel 1570 non ci racconta molto di più della complessa e articolata genealogia da cui hanno tratto origine.
Se Apollodoro di Damasco ha impiegato strutture reticolari miste per il suo ponte sul Danubio, come scrivono Barbisan e Masiero ("Il labirinto di Dedalo, Milano, 2000), possiamo, allora, trovare ben antiche origini in questa particolare concezione strutturale.

Ricostruzione del Ponte sul Danubio costruito da Apollodoro di Damasco, a cura dell'autore.

Ricostruzione della centina reticolare proposta da Apollodoro di Damasco per la realizzazione della cupola del Pantheon, a cura dell'autore.


Non è, allora, vero che le reticolari siano "archetipo" dell'Ottocento, come spesso si legge, ma che i fondamenti risalgno ben più indietro nei secoli.
Particolare sorprendente è che, nel Nord-America, le strutture reticolari giungono, metaforicamente e realmente, insieme al "bagaglio culturale" dei coloni europei che importano, nel "Nuovo Mondo", tale concezione strutturale, insieme alle traduzioni del trattato di Palladio che contiene, come è noto diverse proposte di travi reticolari per ponti.
Più interessante ancora è osservare come gli ingegneri europei impieghino, nell'Ottocento, evoluzioni dei ponti ferroviari americani.
In questo stesso numero di Tecnologos, infatti, nella vita di Karl Culmann, si racconta come il celebre ingegnere bavarese fece, prima di tutto, un lungo viaggio negli Stati Uniti d'America, per conoscere, studiare e "carpire" i segreti dei ponti ferroviari statunitensi.
Questo complesso intreccio, che abbiamo chiamato "looping", ossia l'andata e ritorno della migrazione delle conoscenze, da un continente all'altro in poco più di tre secoli, ci ha particolarmente affascinato in quanto stravolge la visione cronologico-positivista di questo settore dell'arte del costruire.
L'ufficializzazione "trattatistica" delle strutture reticolari in legno per ponti si può individuare nella prima edizione veneziana dell'opera di Andrea Palladio, che però non appare come argomento di grande significanza in quanto, allora nel Cinquecento, in Europa i ponti in legno erano scarsamente considerati - se non nelle regioni Alpine - a favore dei monumentali ponti in pietra, materiale considerato nobile e duraturo.

Alcune delle pagine riguardanti i ponti tratte dall'edizione inglese delle opere di Andrea Palladio, a cura dell' autore.

L'effettivo successo dei ponti palladiani vede la luce nei giardini inglesi del primo Settecento e, quindi, nelle successive colonie anglosassoni.
Nei giardini inglesi i ponti sono realizzati con obiettivi spesso evocativi e paesaggistici, generalmente hanno luci modeste e non sono soggetti ad elevati carichi.
Diversa è la situazione nelle colonie del "Nuovo Mondo", dove la mancanza di infrastrutture e la presenza di numerosi corsi d'acqua impose la realizzazione dei ponti di notevole luce.
I coloni anglosassoni disponevano della traduzione inglese dell'opera di Palladio; infatti, i primi ponti raffigurati nelle stampe dell'epoca, appaiono di chiara origine palladiana.
Tra tutti possiamo ricordare il ponte sul Witham a Boston del 1742 e quello sul lago Virginia del 1750.
Con l'indipendenza americana, proclamata nel 1776, si affievolirono anche i rapporti culturali con l'Inghilterra; la "Nuova Nazione" trova, quindi, nella Francia un modello culturale cui riferirsi.
Sull'esempio francese sarà ordinato l'esercito ed in particolare l'Accademia Militare di West Point, fondata nel 1802.
Dall'incontro tra la cultura francese, che nel campo dei ponti vantava una grande esperienza, in particolare su quelli lapidei, e la pratica statunitense del costruire ponti in legno, nasceranno le basi di quella cultura in cui matureranno le moderne strutture reticolari.
I ponti dei primi dell'Ottocento, come per esempio il Permanent Bridge, costruito da Timoty Palmer (1804), appariono quasi ponti in pietra reinterpretati in legno.
In questa periodo viene pubblicato il primo trattato dedicato ai ponti scritto in America, è quello di Thomas Pope ("Treatise on bridge architecture", New York, 1811).
Quando West Point laureò la prima generazione d'ingegneri militari, si notarono i primi mutamenti nelle opere realizzate anche se dettati più dall'esperienza che dall'applicazione di modelli di calcolo.

Di questa generazione la figura più importante è il colonnello S. H. Long; il suo trattato sulla costruzione dei ponti ("Description of Jackson Bridge, together with direction to builders of wooden or frame bridge.", Baltimore, 1830) introduce, fra i primi, una delle prime ed elementari forme di calcolazione delle strutture reticolari.
La ricerca di un modello matematico per la determinazione di un metodo di calcolo delle reticolari era già iniziata nella seconda metà degli anni Venti dell'Ottocento, in conseguenza dello sviluppo della rete ferroviaria statunitense.
L'aumento del peso e della velocità dei treni mise in crisi il sapere consolidato all'esperienza.
Il tentativo di Long, infatti, si colloca in quest'ottica.
Attorno alla metà degli anni Quaranta, dell'ottocento, l'ingegneria americana conobbe le figure di due ingegneri che proporranno importanti soluzioni al problema: Squire Whipple ed Herman Haupt, ufficiale dell'esercito Nordista.
Squire Whipple nellla cultura anglosassone è spesso presentato "as the father of modern calculation of frame structure..".
Personaggio indubbiamente eclettico e geniale, topografo dalla formazione civile, applicò la trigonometria alla composizione e scomposizione delle forze.
Recenti studi, però, ridimensionano questa figura attribuendogli il merito di aver sistematizzato e pubblicato, nella sua opera del 1847, "A work on bridge building", un metodo di dimensionamento già in uso nella pratica degli ingegneri del suo tempo.

Ricostruzione tridimensionale del Bowstring brevettato da Whipple nel 1841, a cura dell'Autore.

Herman Haupt, nella suo trattato (1852), propose di calcolare gli sforzi nelle aste attraverso un procedimento simile a quello che noi conosciamo come "sezione di Ritter" prendendo in considerazione anche le reali sezioni dei correnti; in questo modo il metodo è da considerarsi corretto anche se applicabile unicamente a problemi di verifica e non di dimensionamento.
Il diffondersi della ferrovie anche in Europa creò, anche nel "Vecchio Continente" la necessità di costruire ponti di grandi luci capaci di sostenere carichi via via sempre più pesanti.
Ciò mise in primo piano anche l'inadeguatezza dei ponti ad arco in pietra fiore all'occhiello della tradizione classica europea.
I governi europei, tramite le grandi società ferroviarie, inviarono nel "Nuovo Mondo" i loro migliori ingegneri affinché apprendessero questo "il nuovo modo di concatenar".
Tra questi "viaggiatori-studiosi" due sono gli uomini di spicco: Carlo Ghega (Karl Ritter von Ghega in tedesco), e Karl Culmann.
Il primo, veneziano di nascita, fu inviato dal governo austriaco in Inghilterra ed in America nel 1835-40; Ghega costruirà gran parte delle ferrovie dell'Impero Austro-Ungarico, compresa la Trieste - Vienna.
Il secondo, Karl Culmann, di origine bavarese e non svizzera come spesso si crede, visitò l'Inghilterra e l'America per conto delle Ferrovie Bavaresi.
Del viaggio di Culmann, abbiamo due resoconti: il primo sui ponti in legno, il secondo su quelli in acciaio. Il suo viaggio durò due anni ,dal 1849 al 1851, durante i quali visitò la maggior parte dei cantieri americani; i suoi resoconti sono minuziosi e chiari; è proprio in questi documenti, pubblicati a Vienna nel 1851 e nel 1852, che Culmann dimostra il calcolo analitico delle reticolari con un procedimento che oggi è noto come "sezione di Ritter".
Per la grande diffusione che ebbe il resoconto del suo "viaggio americano", possiamo ritenere che proprio con Culmann l'esperienza statunitense sulle travi reticolari fece il suo "rientro" nella cultura europea.

Alcune delle tavole riportate nell'opera di culmann, a destra, una ricostruzione del viaggio americano, a cura dell'autore.


L'ipotesi è affascinante ma facilmente dimostrabile leggendo le pagine del trattato di Culmann "Der Bau der holzenbrucken in den Vereinigten Staten von Nordamerika" (Vienna, 1851).
In altri termini si sostiene la seguente tesi: la concezione strutturale delle travi reticolari iniziò in Europa, plausibilmente con le prime "capriate" delle basiliche romane e con le realizzazioni di Apollodoro di Damasco. Poi le reticolari furono impiegate nella costruzione delle "incavallature" del gotico e per la costruzione dei ponti lignei alpini. Palladio ne codifica le forme ed il suo trattato, tradotto in inglese nel Settecento, accompagna i coloni del Nord-America. Qui, nel "Nuovo Mondo", le strutture reticolari per ponti trovano ampia applicazione con la diffusione delle ferrovie, qui si tentatano soluzioni e tipologie strutturali innovative, qui vengono Karl Culmann e Carlo Ghega, oltre ad altri studiosi europei, per imparare e "carpire" i segreti.
Poi, tutto ritorna in Europa dove, soprattutto per merito di Culmann, l'esperienza Nord-Americana, viene smontata, analizzata, ricostruira e rivestita di una precisa veste teorica.


Matteo Guardini

 

Costruzioni.net ringrazia Tecnologos.it per aver permesso la pubblicazione del presente articolo.


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