Sara Bergami
POLAR LAIR|MODULO VITA PER CAMPI REMOTI IN AMBIENTE ESTREMO - Antartide


INTRODUZIONE
A seguito della sottoscrizione del Trattato Internazionale per l'Antartide (1981) da parte del Governo Italiano, nel 1985 è stato istituito il Programma Nazionale di Ricerche in Antartide (PNRA) che da allora prevede programmi pluriennali di attività di studio sui fenomeni globali che avvengono all'interno dell'atmosfera, della biosfera e della geosfera del Continente.
L'Ente per le Nuove Tecnologie, l'Energia e l'Ambiente (ENEA) ha finora provveduto all'attuazione del programma attraverso l'acquisto (o il nolo) dei materiali, mezzi di trasporto, indumenti e strumentazione necessari alle spedizioni e alle ricerche in Antartide e alla preparazione e selezione del personale, tra cui ricercatori, tecnici e logistici. Questi ultimi si occupano dell'organizzazione delle spedizioni sia direttamente sul campo, sia precedentemente in Italia, in modo da permettere ai ricercatori di svolgere al meglio il loro lavoro. Tra i vari compiti rientra anche la realizzazione e la manutenzione delle strutture abitative, le quali dovranno garantire la sopravvivenza di tutti coloro che stazioneranno in Antartide, compresi i logistici stessi.
Dal 2003 la gestione del Programma è stata affidata ad un Consorzio di Enti (Ente per le Nuove Tecnologie, l'Energia e l'Ambiente - ENEA, Consiglio Nazionale delle Ricerche - CNR, Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale - INOGS e Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia - INGV), in modo da incrementarne il grado di autonomia.

In tale ambito si colloca il Progetto, che prende in esame una reale condizione di mancanza di adeguate unità abitative nella zona di Mid Point, punto strategico per il rifornimento del velivolo utilizzato per collegare la base italiana "MARIO ZUCCHELLI" a Baia Terra Nova e la stazione italo-francese "CONCORDIA" situata a Dome C, nonché punto d'appoggio in casi di emergenza durante il tragitto.
Le problematiche principali affrontate riguardano da un lato le avverse condizioni climatiche del Continente Antartico, come la bassa temperatura, i forti venti catabatici e l'accumulo di neve, e quindi la vivibilità del modulo e la sua resistenza nel corso delle spedizioni, dall'altro la trasportabilità della struttura, che può avvenire esclusivamente via aereo, con conseguenti vincoli dimensionali, e la facilità di montaggio in sito.
A tutto questo si aggiunge la necessità di realizzare un prodotto il più possibile economico e di agevole manutenzione.
Il Progetto è stato svolto con l'assistenza di alcuni membri del PNRA (sede dell'ENEA "Casaccia" di Roma, sede "Arcoveggio" di Bologna e sede di "Brasimone", Bologna), tra cui l'Ing.Umberto Ponzo, Responsabile dei Servizi di Logistica ed Ingegneria, l'Arch.Gianluca Pompili, Alberto Della Rovere, Capospedizione e Mara Colombarini, addetta alla ricerca, acquisto e valutazione dei materiali.
Inoltre si è collaborato con la ditta AEROSEKUR (Aprilia, LT), in particolare con il settore Ricerca e Sviluppo, con l'Ing.Giacomo Giovangrossi, Responsabile Ingegneria Prodotti Gonfiabili e con l'Ing.Marco Adami, Responsabile Business Development.
Grazie alla collaborazione creatasi in questa occasione tra la suddetta ditta e il PNRA, sarà forse possibile realizzare un prototipo della parte del progetto che riguarda le strutture gonfiabili, rientrando nella fase di sperimentazione di date tecnologie nell'ambito della ricerca che l'AEROSEKUR conduce sui sistemi di rientro per lo spazio e per lo stazionamento su Marte (il Continente Antartico viene considerato come il luogo sulla Terra con le condizioni climatiche più vicine a quelle di Marte).

AMBIENTE
La situazione attuale
Il luogo identificato come Mid Point si trova a metà tragitto tra la Base italiana "Mario Zucchelli" e la stazione italo-francese di Dome C. Viene utilizzato come punto d'appoggio durante la rotta da una Base all'altra, in caso di stazionamento per maltempo o per il rifornimento del mezzo di trasporto. Il tragitto viene effettuato ogni anno per la prima volta intorno ai primi giorni di Novembre, quando viene attivato il trasferimento di personale e materiali a Dome C. In sito sono presenti una serie di centraline per il monitoraggio delle condizioni meteorologiche dell'area, alimentate da pannelli solari e batterie, una pista di atterraggio per velivoli, alcuni fusti di carburante e una tenda Weatherhaven, unico rifugio nel caso di stazionamento e/o pernottamento. Durante la penultima spedizione (XIX, 2003/2004) è stato portato un mezzo cingolato, chiamato Pisten Bully in prossimità di questo punto mentre solo con la spedizione di quest'anno appena conclusa (XX, 2004/2005) il cingolato ha raggiunto la destinazione, così da avere un mezzo utile per il rifacimento della pista e per qualunque tipo di spostamento di materiali o persone nella zona.
In particolare il mezzo potrà permettere lo spostamento del Modulo e dei fusti di carburante nel caso di accumulo di neve da una anno all'altro.

Mezzo di trasporto (Twin Otter)
Attualmente il mezzo previsto per la traversa logistica da BTN a Dome C (tratta lunga circa 1100Km) è l'aereo leggero DeHavilland Twin Otter DHC-6-serie 300, utilizzato periodicamente per il trasporto di persone, materiali e rifornimenti vari e impiegato anche a supporto delle attività scientifico-logistiche sia a BTN che sul plateau. Questo velivolo dotato di sci viene utilizzato in Antartide per le sua versatilità sia per quanto riguarda le manovre di decollo ed atterraggio (è adatto a molti tipi di fondo e agli spazi ridotti), sia per la sua capienza e per le distanze che riesce a coprire, maggiori di quelle permesse dagli elicotteri. E' un cargo bimotore ad ala alta, in grado di portare fino a 20 passeggeri oppure un carico massimo di 1400 Kg; tali valori sono dipendenti in quanto devono essere calibrati per permettere il trasporto contemporaneo di uomini e qualunque tipo di materiale necessario, dai viveri ai fusti di carburante (JET-A-1). A causa delle elevate quantità di combustibile contenuto nei serbatoi, questi dati diminuiscono sensibilmente a seconda della distanza da coprire, fino ad arrivare ad un peso di 970 Kg per distanze di 1200 Km. Oltretutto, nel caso non ci sia la possibilità di effettuare rifornimenti alla fine del viaggio, la portata massima dell'aereo diminuisce ancora, perché parte del carico utile dovrà essere destinato al carburante necessario per affrontare il viaggio di ritorno.
Il tragitto BTN-Dome C dura all'incirca 5 ore, con rifornimento intermedio, ma il tempo di percorrenza varia anche a seconda delle condizioni metereologiche e il consumo di combustibile, che si aggira intorno ai 300 l/h, prevede l'utilizzo di 4 fusti da 200 l l'uno.
Per quanto riguarda lo stivaggio del carico all'interno, la manovra viene effettuata attraverso un portellone di 1422,4 x 1270 mm: le dimensioni dell'apertura e il carico massimo trasportabile dal velivolo sono quindi fondamentali per stabilire la fattibilità o meno del trasporto tramite il Twin Otter e di conseguenza tali misure saranno dati indispensabili alla progettazione del Modulo Vita.

Arrivo a Mid Point
Durante la traversata BTN-Dome C sono diverse le ragioni per cui si rende indispensabile spezzare il viaggio in due tratte, per esempio il maltempo improvviso oppure la necessità di rifornire l'aereo di carburante. A tale proposito Mid Point si trova circa a metà tra le due Basi e per questo è stato scelto come "punto intermedio".
L'equipaggio del velivolo è costituito da un pilota, un copilota e un meccanico di bordo, nel caso in cui il viaggio non preveda il ritorno in Base costiera, e da un numero variabile di passeggeri (ricercatori, tecnici, logistici) a seconda delle necessità di movimentazione del personale e soprattutto del peso da trasportare. Nella prima fase della Campagna, circa a fine ottobre/inizio novembre (la Base di Dome C viene aperta intorno all'8/9 novembre), una prima squadra si reca in sito per occuparsi tramite il Pisten Bully, del rifacimento della pista di atterraggio la quale sparisce letteralmente durante l'inverno a causa del vento che trasporta e deposita la neve. La lavorazione viene effettuata per una lunghezza variabile da 400 a 800 m,poi viene picchettata in modo che sia visibile con canne di bambù, molto più resistenti e flessibili al vento della plastica o del metallo. Tale manovra facilita così i successivi atterraggi dell'aereo.
Sempre intorno all'inizio di novembre vengono effettuati una serie di viaggi con il Twin Otter per il trasporto dei fusti di combustibile che vengono stoccati come riserva per le successive necessità e spesso rimangono qui anche da un anno all'altro.
All'arrivo dell'aereo a Mid Point il meccanico dell'equipaggio si occupa del rifornimento del velivolo: non essendo disponibile elettricità sul luogo, il rifornimento viene effettuato in circa un quarto d'ora, tramite una pompetta a benzina che eroga 40/50 l/min (in sua assenza sono gli stessi pilota e copilota ad eseguire la mansione). Nonostante la relativa facilità di manifestarsi delle condizioni di maltempo, soprattutto il forte vento che caratterizza questa zona, la fase di rifornimento non necessità di un riparo fisso, il quale risulterebbe superfluo e di ulteriore impegno per il personale addetto.
Per quanto riguarda e condizioni climatiche del luogo, esse sono decisamente estreme: vento e freddo polare condizionano la progettazione, per cui la sopravvivenza dell'uomo diventa il principale obiettivo.
Durante i mesi di utilizzo del modulo, cioè da Novembre a Marzo (estate australe), le temperature oscillano da -40°C a -50°C mentre il vento raggiunge velocità di oltre 40 Nodi; nel restante periodo dell'anno, ovvero quando il Modulo sarebbe inattivo ma comunque presente in sito, le temperature scendono ulteriormente, fino a toccare minimi di anche -70°C.

La permanenza
Come si è detto in precedenza, lo stazionamento a Mid Point, per ora, è conseguente ad una condizione di emergenza; nel caso di maltempo infatti l'equipaggio e i passeggeri devono potersi rifugiare fino a quando non è possibile proseguire la traversata e attualmente questo avviene grazie ad una sola tenda Weatherhaven.
E' chiaro che le condizioni di sopravvivenza sono garantite, ma l'abitabilità ed il comfort offerti da questa soluzione sono molto limitati, considerando anche il fatto che spesso all'apertura della tenda si rende necessaria l'asportazione della neve accumulata, operazione non sempre semplice date le temperature e la durezza del ghiaccio.

Le prospettive
I propositi per Mid Point riguardano la possibilità di realizzare un Campo Remoto, di ridotte dimensioni, atto a garantire una permanenza più confortevole sia nel caso di utilizzo in emergenza nelle strutture abitative, sia nel caso di una permanenza a breve-medio termine. L'idea sarebbe dunque che tale struttura potesse accogliere, anche per periodi di tempo significativi, un'equipe di ricercatori impegnata in studi di climatologia o altri tipi di ricerche per cui il sito si rilevasse idoneo e pertinente.
Questo lo spunto per la progettazione del Modulo.


L'Antartide è ghiaccio, neve, vento e temperature polari, fattori che mettono a dura prova qualunque essere vivente, così l'uomo ritorna animale e la sua casa diventa nido, guscio protettivo.

Diventa una tana.


PROGETTO
Le funzionalità del Modulo oggetto di studio come si è già visto sono differenti, di conseguenza anche la progettazione concettualmente si adegua a questi diversi aspetti.
Da un lato alla necessità di avere una struttura fissa, in grado di garantire in qualunque momento la sicurezza di un rifugio, corrisponde una tecnologia rigida; d'altra parte alla condizione di poter aumentare la vivibilità e il comfort degli ambienti interni corrispondono parti di Modulo pensati con tecnologie morbide e flessibili, questo non solo per le strutture ma anche per gli arredi interni in entrambi i casi.
Oltre a questi concetti base, a seguito delle ricerche effettuate sia nell'ambito delle condizioni climatiche del Continente Antartico, sia nell'ambito delle esigenze degli utenti, sono emersi ulteriori temi chiave, punti di partenza per la progettazione, quali la trasportabilità del Modulo, la sua semplicità e velocità di montaggio e la flessibilità, nonché l'importanza del colore e del comfort.

Trasportabilità
In primo luogo aspetto fondamentale è quello delle possibilità di trasporto del Modulo, che costituisce un forte vincolo per la progettazione. Come si è già visto infatti l'unico mezzo di trasporto in grado di effettuare il tragitto BTN-DomeC è il velivolo Twin Otter, il quale pone dei limiti sulle dimensioni e sul peso del carico. Il tutto deve essere portato a bordo attraverso un portellone di dimensioni 1422mm X 1270mm e bisogna considerare in oltre che il peso massimo che il T.O. può caricare varia dai 1400Kg ai 970Kg a seconda della distanza da percorrere (si consideri che il peso comprende tutto il carico escluso l'equipaggio dell'aereo, quindi anche i passeggeri stessi e l'eventuale carburante di scorta per il ritorno).
A questo proposito si è scelto di realizzare la parte rigida suddivisa in una serie di pannelli di vetroresina a sandwich con l'interno di polistirene espanso iniettato. Le dimensioni dei moduli sono consone a quelle del portellone, non solo per quanto riguarda la larghezza e l'altezza dei pezzi, ma soprattutto per la profondità degli stessi (alla lunghezza dei pezzi corrisponde infatti uno spessore massimo affinché essi possano essere ruotati e caricati sul velivolo).
Le parti morbide invece sono state pensate gonfiabili, con una tecnologia airframe pneumatica in tessuto AERTEX e queste occupano per loro natura poco spazio dato il fatto che, una volta sgonfie, è possibile piegarle in volumi di dimensioni molto ridotte (grado di impaccamento pari al 20% del volume della struttura gonfiata).
Entrambe le tecnologie oltre ad occupare un volume decisamente basso sono caratterizzate anche da un peso assai ridotto (totale 550Kg), aspetto sempre fondamentale per il trasporto del Modulo con il T.O. ma anche per la fase di traino tramite Pisten Bully.
Ancora riguardo l'utilizzo del cingolato, il modulo è stato appoggiato su una slitta dotata di sci, in modo da poterlo trainare e spostare da un anno all'altro, evitando di dover rimuovere la neve per poter accedere all'interno.

Semplicità di Montaggio
Altro punto importante consiste nei modi e nei tempi di montaggio del Modulo. In primo luogo la semplicità è fondamentale in quanto, date le condizioni climatiche dell'Antartide, riuscire a montare il Modulo in tempi brevi significa poter sopravvivere e questo spesso risulta difficile se sono necessarie ferramenta minuta e utensili vari perché le temperature rigide costringono ad un abbigliamento non molto agile.
La rapidità è un fattore che viene di conseguenza.
La soluzione adottata consiste dunque nell'utilizzo di ganci in acciaio per l'assemblaggio dell'intero modulo, ganci di dimensioni rilevanti considerando il vestiario ingombrante degli uomini, compreso i guanti che rendono difficili i movimenti delle mani.
Il tutto richiede un tempo di montaggio pari ad un'ora per la parte rigida, che è quella che garantisce la sopravvivenza, e una mezzora circa in più per il gonfiaggio delle parti satellite, cosa che si può effettuare comunque solo in condizioni metereologiche che lo permettono.
Una volta gonfiate esse verranno comunque ancorate a terra tramite stralli metallici per evitare che le forti raffiche di vento catabatico possano spostarle.
In particolare poi, la presenza di speciali gusci in vetroresina che possono funzionare da piccole slitte, non solo garantisce la protezione dalle intemperie delle parti in AERTEX, ma garantiscono la possibilità di trasportarle facilmente da sgonfie, nel caso si renda necessaria la loro manutenzione.

Flessibilità
Se si considera l'aspetto economico del progetto, il numero dei pezzi diversi da realizzare corrisponde al costo del Modulo. Per questo motivo le varietà dei pezzi è stata ridotta al minimo, non solo perché il numero degli stampi basso, ma anche perché sia possibile configurare il Campo secondo le proprie necessità.
Infatti gli attacchi sono standard e con pochi pezzi diversi è possibile creare un piccolo modulo per sole tre persone, come un vero e proprio Campo Base, con una possibilità pressoché infinita di dimensioni e combinazioni.
Aerodinamicità
Dato poi il forte vento che spesso caratterizza la zona di Mid Point si è ritenuto necessario arrotondare le forme del modulo, in modo da renderlo il più aerodinamico possibile. In questo modo infatti si riduce la possibilità della neve trasportata dal vento di accumularsi negli interstizi, rendendo così difficoltoso l'utilizzo della struttura.
A questo proposito è stato progettato un sistema ausiliario di tende esterne, da montare secondo necessità, per coprire quegli spazi interstiziali all'aperto, utilizzabili come magazzini. Montate tutte, le tende conferiscono al modulo una forma compatta che offre ancora una minore resistenza al vento.

Colore
Un altro aspetto fondamentale nell'ambito della progettazione in Antartide è l'uso del colore, importante non solo dal punto di vista tecnico-logistico, ma anche dal punto di vista psicologico.
Nel primo caso infatti l'importanza corrisponde alla sopravvivenza legata alla visibilità del Campo in mezzo alla neve, dove ovviamente dominano i colori bianco e azzurro (si consideri per esempio che la struttura deve essere avvistata dall'aereo che deve atterrare in zona, spesso anche in condizioni di mal tempo).
Nel secondo caso essa è legata al benessere della persona, che comunque ha dei riflessi sulla qualità della vita e dunque delle ricerche effettuate in sito, scopo primario delle Spedizioni.
Dunque la decisione di utilizzare il rosso e il giallo come colori predominanti, tinte che non solo emergono assai bene dal bianco,a ma che propriamente sono tinte calde e quindi aiutano psicologicamente ad affrontare le temperature polari.

Comfort
Infine deve essere garantito anche un buon livello di comfort all'interno del Modulo. Soprattutto la temperatura che deve restare sui 18-20°C (questo è garantito da una stufa al cherosene e dal potere coibente del poliuretano espanso per la parte rigida e da quello dell'aria per la parte gonfiabile), la luce deve essere quella naturale, dato che il sole nel periodo dell'anno di utilizzo del Modulo è sempre presente (per questo la struttura è ricca di aperture che prendono la luce dall'alto), gli ambienti devono essere separati cosicché venga garantito un certo livello di privacy e gli arredi devono essere confortevoli ma nello stesso tempo pratici (vedi sgabelli impilabili e tavoli abbattibili, nonché arredi sgonfiabili).

Sara Bergami

Biografia

Nel 2005 si laurea in Architettura con voto 110/110 e Lode presso la Facoltà "Biagio Rossetti" di FERRARA, nel 2003 collabora con lo studio di architettura MCA Integrated Design (MARIO CUCINELLA and architects, BOLOGNA) per la realizzazione di progetti, plastici e curriculum vitae.

2003 Realizzazione di padiglione espositivo con materiale di recupero, in collaborazione con il Dott. Arch. Maddalena Cecchinato, nell'ambito del "Laboratorio di Costruzioni 2", PROF. ARCH. MARIO CUCINELLA (Università degli Studi di Ferrara, Facoltà di Architettura), dove in particolare è stata curata la parte strutturale e tecnologica del progetto, oltre all'idea progettuale di partenza oggetto di concorso all'interno del laboratorio.

2002 Pubblicazione di progetto per quartiere residenziale economico-popolare nell'area dell'ex mercato ortofrutticolo di FERRARA, in collaborazione con Dott. Arch. Federico Bixio e Dott. Arch. Mariachiara Bonora, nell'ambito del "Laboratorio di Progettazione 4", PROF. ARCH. PIETRO VALLE (Università degli Studi di Ferrara, Facoltà di Architettura).
(raccolta progetti dell'area "ex mof" per il comune di FERRARA in fase di realizzazione e annuario facoltà di architettura, anno 2002/2003.)

2000 Pubblicazione di progetto per residenza unifamiliare nell'ambito del "Laboratorio di Progettazione 1", PROF. ARCH. GIOVANNI CORBELLINI (Università degli Studi di Ferrara, Facoltà di Architettura).

(annuario facoltà di architettura, anno 1999/2000)


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