definizione

Letteralmente, dall’inglese, compressione flottante, sinonimo di tensegrità o integrità tensionale: principio strutturale basato su un sistema di componenti isolati sotto compressione all’interno di una rete di tensione continua, e disposti in modo tale che gli elementi compressi (solitamente barre o puntoni) non si tocchino tra loro mentre il elementi tesi precompressi (solitamente cavi o tendini) delineano il sistema spazialmente. Il termine tensegrità, usato per descrivere il concetto di “floating compression”, è stato coniato da Richard Buckminster Fuller negli anni ’60, come come portmanteau, combinazione ovvero sincrasi nata da fusione linguistica, di “integrità strutturale” (“structural integrity”) e “tensione” (“tension”); compressione fluttuante è stata usata, come sinonimo di tensegrità, principalmente dall’artista costruttivista Kenneth Snelson.

floating compression: considerazioni

Richard Buckminster Fuller definiva la tensegrità, ovvero la floating compression di Kenneth Snelson, come «il comportamento di un sistema nella sua interezza, integrato, aggregato, non è prescindibile dal comportamento delle sue componenti, o da quello dei costituenti delle sue componenti, prese separatamente dall’intero» e aggiungeva che i sistemi tensegrali sono «isole di compressione in un oceano di tensione»; tale definizione fa rientrare al proprio interno diverse tipologie di strutture e sottolinea un’interessante caratteristica comune a tutti i sistemi tensegrali, cioè la disposizione degli elementi compressi all’interno della maglia tensionale. La definizione più recente è stata redatta dal Prof. Renè Motro, afferma: «si dice tensegrale un sistema in uno stato di auto-equilibrio stabile comprendente una serie discontinua di componenti compressi all’interno di un continuum di componenti tesi»; per stato di auto-equilibrio stabile si intende che la struttura, prima ancora di essere soggetta a qualsiasi carico esterno, compreso il peso proprio, deve essere in uno stato di presollecitazione che garantisce la stabilità, ovvero la capacità di tale sistema di ripristinare la posizione iniziale dopo una qualsiasi perturbazione esterna.

Le strutture tensegretive si basano sulla combinazione di elementi caricati in pura compressione o pura tensione: questo significa che la struttura cederà solo se i tiranti cedono o le strutture rigide si piegano; in ingegneria o architettura ciò consente di ottimizzare le proprietà del materiale e la geometria della sezione trasversale di ciascun elemento in base al particolare carico che trasporta. Ugualmente il precarico (precompressione tensionale) applicata ai tiranti consente loro di essere sempre in tensione, per mantenere l’integrità strutturale, mentre la stabilità meccanica, consente alle membrature di rimanere in tensione/compressione all’aumentare delle sollecitazioni sulla struttura che diventa anche più rigida all’aumentare della tensione del tirante. Il risultato di queste componenti è che nessun elemento strutturale subisce un momento flettente e non ci sono sollecitazioni di taglio all’interno del sistema.

floating compression e biologia: biotensegrità

Le strutture biologiche come muscoli, ossa, fasce, legamenti e tendini possono essere considerati elementi costituenti di strutture tensegretive: il sistema muscolo-scheletrico è costituito dalle ossa che forniscono un supporto compressivo discontinuo, ovvero un sistema di componenti isolati sotto compressione all’interno di una rete di tensione continua, generata dai muscoli e dai tessuti connettivali (fascia). Questa visione, è stata ampiamente sostenuta anche dal chirurgo ortopedico americano Dr. Stephen Levin, come conseguenza delle osservazioni effettuate nella propria pratica professionale, che coniato il termine “biotensegrity” (biotensegrità): secondo questa idea le strutture biologiche come muscoli, ossa, fasce, legamenti e tendini, ma anche le membrane cellulari sono rese forti dall’unione di parti tese e compresse.

L’architettura tensegretiva garantisce lo sviluppo di un sistema portante in grado di resistere efficacemente alle variazioni dei carichi strutturali eterogenei (carichi eccentrici, compressioni, trazioni, torsioni …) con una minima massa strutturale, essendo resa forti dall’unione di parti tese e compresse: le interazioni tensione-compressione della tensegrità riducono al minimo il materiale necessario per mantenere la stabilità e ottenere la resilienza strutturale.

Gli elementi portanti in queste strutture tracciano i percorsi più brevi tra elementi adiacenti (quindi, per definizione, disposti geodeticamente): le forze di tensione si trasmettono naturalmente sulla distanza più breve tra due punti, quindi i membri di una struttura di tensegrità sono posizionati con precisione per resistere al meglio allo stress; per questo motivo, le strutture di tensegrità offrono la massima quantità di forza.

Nei sistemi tensegretivi controllati, la meccanica del controllo e la struttura possono
cooperare naturalmente attraverso il cambiamento della configurazione di equilibrio
della struttura: il sistema nervoso mantiene la tensione in vivo attraverso lo stimolo elettrico.