MUSEO DEL FUTURO: la sfida dell’ingegneria raccolta in un progetto nel deserto di Dubai
Nell’articolo i principali criteri che hanno determinato le scelte progettuali effettuate, l’approccio alla progettazione e la descrizione delle principali fasi di montaggio che rendono affascinante questa sfida di ingegneria moderna.
Il Museo Del Futuro: un anello d’argento che brilla nel deserto
Il Museum of the Future sarà un incubatore di idee e progetti avveniristici, un motore per l’innovazione, una vetrina per il futuro della scienza e della tecnologia e una meta per inventori e imprenditori. L’edificio, a forma ovale, si troverà su un podio paesaggistico a tre piani a forma di collina ed avrà un’altezza totale di 78 metri e una superficie di 30.000 m². L’opera sarà rivestita con facciate in acciaio inossidabile e vetro con intricati disegni di finestre che richiamano le forme eleganti della calligrafia araba. L’intero processo di costruzione è stato creato e pre-visualizzato in un modello BIM 5D. L’impresa di costruzioni consegnerà l’opera al cliente Meraas Holding entro il 2019. La costruzione è iniziata nel 2017. Sono riportati nell’articolo i principali criteri che hanno determinato le scelte progettuali effettuate, l’approccio alla progettazione e la descrizione delle principali fasi di montaggio che rendono affascinante questa sfida di ingegneria moderna.
Il tempio della robotica e dell’intelligenza artificiale
Il Museo del Futuro è stato commissionato dallo Sceicco Mohammed bin Rashid Al Maktoum, Vice Presidente e Primo Ministro degli Emirati Arabi Uniti ed Emiro di Dubai. Il Museo rappresenta un centro culturale dedicato al progresso scientifico e alla rivoluzione digitale, un incubatore di iniziative imprenditoriali ad elevato tasso innovativo che prevedono installazioni interattive, prototipi digitali e realtà aumentata, creando una vetrina per il futuro della scienza e della tecnologia. È un progetto da 150 milioni di dollari, nel cuore del Financial Center della città situato tra le Emirates Towers, in perfetta sintonia con il contesto della megalopoli che lo ospita (figura 2). I due principali elementi del progetto sono il Podium paesaggistico a tre piani a forma di collina e l’avveniristico edificio del Museo, rivestito con 17600 m2 di facciata metallica che riporta, nelle forme eleganti della calligrafia araba, i versi dello sceicco Mohammed bin Rashid Al Maktoum.
Secondo le parole dello sceicco il Museo del futuro si pone l’obiettivo di “vedere il futuro, fornire una piattaforma per chi crea le nuove tendenze, per gli innovatori o per chi semplicemente è curioso di conoscere quali sviluppi probabilmente modelleranno la società nei decenni a venire”. Le dimensioni del Museo del Futuro sono notevoli: 130 m di lunghezza, 40 m di larghezza e 78 m di altezza. L’elemento sicuramente più interessante dal punto di vista ingegneristico è la diagrid autoportante che costituisce la struttura principale del Museo del Futuro. Essa fa da involucro per l’edificio e nello stesso tempo sostiene i solai di piano assieme al nucleo in calcestruzzo armato. Il peso delle strutture in acciaio (diagrid e strutture di piano) è pari a circa 5500 ton.
Il progetto del montaggio ha rivestito una rilevanza particolare per la geometria speciale che costituisce la diagrid, oltre che per le necessità connesse al mantenimento delle viabilità nella vicina linea metropolitana sopraelevata e nelle vie di servizio delle Emirates Towers. Molto interessante è stata la progettazione delle connessioni in acciaio tubo su tubo della diagrid: le analisi sono state condotte con approcci computazionali orientati all’automatizzazione che rappresentano lo stato dell’arte nel panorama ingegneristico mondiale.
La forma e l’architettura
La forma del Museo, opera dello studio Killa Design, rievoca la ruota, una delle invenzioni-simbolo che ha dato una svolta al progresso, ovviamente rivisitata in chiave avveniristica. Il suo design ovale è originale, con la luce che entra nell’edificio attraverso una facciata perforata con scritte arabe. L’architetto Shaun Killa ha spiegato l’intento architettonico della sua opera: “The solid element of the building symbolises what we know today representing what we know to be the future, and the void represents what we don’t know. So we constantly are looking towards the future and discovering new possibilities.”
La struttura del museo del futuro consiste in una diagrid autoportante in acciaio che funge da «guscio» per l’edificio e supporta i solai. La straordinaria facciata del museo è un insieme di 890 pannelli unici in acciaio inossidabile e vetroresina fabbricati con metodi presi a prestito dall’industria aeronautica. I pannelli, di dimensione tipica 2×9 m, sono appesi alla diagrid per cui sono stati progettati in modo da considerare lo spostamento tridimensionale della struttura. Infatti durante l’esercizio della struttura i pannelli non devono interferire tra loro per gli effetti termici e gli spostamenti della diagrid. La dimensione dei pannelli è stata determinata in modo da rendere “invisibili” i giunti: fare pannelli troppo grandi, per limitarne il numero, avrebbe avuto come conseguenza giunti molto grandi e quindi visibili per permettere gli spostamenti e le dilatazioni termiche; fare pannelli molto piccoli avrebbe ridotto le dimensioni dei giunti ma ne avrebbe aumentato il numero. La dimensione dei pannelli è stata quindi fissata in modo da mediare tra numero e dimensione dei giunti, ottenendo come risultato l’impressione di una facciata priva di giunti. Il sistema di facciata deve garantire la tenuta all’aria ed all’acqua dell’edificio.
Caratteristiche generali dell’opera
La diagrid metallica costituisce la struttura principale del Museo del Futuro e funge da “guscio” per l’edificio supportandone le facciate e sostiene i solai interni disposti su 7 livelli. Questi ultimi sono resi accessibili da un vano ascensore in calcestruzzo realizzato su tutta l’altezza della costruzione al centro dei solai aventi maggiore estensione. Il nucleo aiuta la diagrid a sostenere i solai e conferisce maggiore stabilità alla struttura per i carichi orizzontali (vento e sisma). Al di sotto della diagrid sono collocati la lobby, un auditorium ed i parcheggi a servizio dell’edificio.
Sistema strutturale del museo
Struttura metallica
La diagrid metallica è costituita da circa 3100 profili cavi a sezione circolare (CHS), aventi diametro 457 mm. L’acciaio è impiegato nelle classi di resistenza S355 ed S460; l’uso dell’S460 è limitato ai profili maggiormente sollecitati e localizzati in corrispondenza dei primi livelli della struttura (figura 4). La geometria che definisce la griglia è ottimizzata al fine di individuare delle linee di forza preferenziali che hanno permesso l’ottimizzazione strutturale dello spessore dei profili. Quasi il 50% dei profili sono caratterizzati da uno spessore pari a 8 mm (sezioni snelle in classe 4), mentre le aste rimanenti hanno spessori che vanno dai 10 ai 40 mm in funzione delle forze agenti. Le connessioni principali tra le aste sono ottenute mediante saldatura dei tubi convergenti al nodo, realizzando piena continuità flessionale tra i profili che costituiscono la diagrid. Questa soluzione conferisce rigidezza e monoliticità alla struttura, fermo restando il comportamento assimilabile a quello di una griglia reticolare con aste interessate prevalentemente da sforzi assiali. La protezione al fuoco della diagrid e degli altri elementi in acciaio viene raggiunta con due differenti strategie:
• Pittura intumescente per gli elementi a vista;
• Lastre per protezione passiva per gli elementi non a vista.
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Si ringrazia il CTA - Collegio dei Tecnici per l'Acciaio per la gentile collaborazione
L'articolo è tratto dalla rivista COSTRUZIONI METALLICHE lug/ago 2018