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Speranza, Davide

Kinetic Origami. Applicazioni in architettura.

Rel. Giuseppe Andrea Ferro. Politecnico di Torino, Corso di laurea specialistica in Architettura, 2011

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Abstract:

Al termine del corso di studi in Architettura, dopo cinque anni di sperimentazioni in progetti e ambiti architettonici "classici", ho sentito l'esigenza di intraprendere un percorso nuovo, un sentiero normalmente poco battuto, un qualcosa che mi mettesse davanti a problematiche e ragionamenti non ancora affrontati o assimilati dalla cultura architettonica contemporanea.

Nasce cosi il desiderio di affrontare lo studio del concetto di origami e le sue possibili implicazioni in ambito architettonico.

La passione verso le geometrie non convenzionali, metodi progettuali alternativi e l'indole metodica mi hanno spinto ad approfondire l'analisi di tale concetto oltre alla classica definizione di "arte di piegare la carta", cercando di esplorare il processo che sottende tale fenomeno.

Per fare questo è stata svolta un'analisi storica preliminare per introdurre la nozione stessa di origami, infatti a differenza di quello che si può pensare tale tecnica, anche se ha forti connotati artistici e ricreativi, racchiude in se un imponente apparato teorico e scientifico.

D'altronde questo si è sviluppato tardivamente solo dopo una lenta maturazione della attività, da pratica cerimoniale e riservata ad una ristretta cerchia di persone, a pratica organizzata a livello internazionale.

Le origini di questa fase hanno inizio verso la metà del XX sec. d.C. ad opera di Akira Yoshizawa, il suo lavoro infatti è stato il punto di svolta: l'introduzione del suo sistema di notazione delle pieghe e la crescente popolarità della tecnica hanno portato la diffusione dell'origami in ambienti prima estranei come le università, gli enti di ricerca ecc..., favorendo cosi lo sviluppo di studi e ricerche scientifiche a riguardo.

Da questo apparato, di natura soprattutto matematica e geometrica, si è passati allo studio dell'origami come processo infatti, oltre della diretta associazione con il modello cartaceo, con il termine origami si intende anche quella serie di operazioni atte a realizzare l'oggetto.

Attraverso lo studio dell'atto di piega, cioè dell'incurvamento del foglio fino alla demarcazione di un segno lineare, chiamato appunto linea di piega, si è potuto vedere che come il corpo modifichi la sua configurazione per mezzo del movimento delle sue parti.

II processo di piegatura quindi può essere inteso come un processo che influenza le proprietà geometriche dell'oggetto senza alterarne le sue caratteristiche topologiche, in altre parole, un processo che trasforma il foglio di carta bidimensionale in un oggetto tridimensionale, mantenendo inalterate le proprietà specifiche della carta stessa. L'ulteriore scomposizione del processo in una serie di istanti atemporali ha permesso la definizione del moto di piega, cioè del movimento che determina la trasformazione geometrica del corpo.

Da qui, il passo successivo è stato associare il concetto di origami al concetto di macchina infatti dal punto di vista tecnico, esso può assumere le caratteristiche di una meccanismo, costituito da un insieme di elementi suscettibili di un moto relativo l'uno rispetto all'altro e collegati tramite delle coppie che compiono movimenti rigidi di traslazione e di rotazione. In tal senso, è stato affrontato uno studio dei principali concetti cinematici legati alla meccanica applicata alle macchine e delle varie tipologie di meccanismi possibili, applicabili all'ambito architettonico. Da qui, è stato affrontata la questione dell'utilizzo dell'origami in architettura e di come questo possa essere utilizzato per lo studio di forme o cinematismi in fase progettuale. Per mezzo dello studio di una piega tipo (la piega a ginocchio) e attraverso la definizione di un algoritmo rappresentante il movimento di piega, è stato possibile padroneggiare le possibile implicazioni, problematiche e punti di forza di tali geometrie. A conclusione del presente elaborato è stato infine applicato il presente studio ad un caso reale: la copertura temporanea di un campo da tennis, in modo da analizzare i pregi e i difetti di questo tipo di progettazione basato sull'origami e sull'interazione tra geometria e movimento.

Relatori: Giuseppe Andrea Ferro
Soggetti: T Tecnica e tecnologia delle costruzioni > TE Tecnologia dei materiali
T Tecnica e tecnologia delle costruzioni > TF Tensostrutture
Corso di laurea: Corso di laurea specialistica in Architettura
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/2417
Capitoli:

1. INTRODUZIONE

2.ORIGAMI: LE ORIGINI E GLI SVILUPPI

2.1 La storia dell'origami: una questione aperta

2.2 La tradizione giapponese

2.3 La tradizione occidentale

2.4 Origami moderno

2.5 Origami scientifico

2.6 Terminologia

3.ORIGAMI COME FATTO CINEMATICO: IL MECCANISMO ORIGAMI

3.1 Il cinematismo nell'origami

3.2 Le macchine

3.3 Gradi di libertà di un meccanismo piano

3.4 I teoremi fondamentali

3.5 La rolletta di un punto

3.6 Meccanismi piani

4.ORIGAMI COME FATTO CINEMATICO: GEOMETRIE IN MOVIMENTO

4.1 Progettazione del kinetic origami

4.2 La piega algoritmica

4.3 Analisi della piega a ginocchio

5. APPLICAZIONI IN ARCHITETTURA

5.1 Considerazioni preliminari

5.2 Analisi di sito

5.3 Il progetto della copertura

5.4 Aspetto meccanico

5.5 Aspetto illuminotecnico

5.6 Analisi degli spostamenti

6.CONCLUSIONE

7.BIBLIOGRAFIA

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