A seguito degli studi sulle strutture geodetiche ad opera di Buckminster Fuller, i progettisti furono attratti dall’idea di cupole trasparenti. La realizzazione restava una sfida: elevati costi di costruzione, perdite d’acqua e dispersioni termiche erano i maggiori problemi di queste magnifiche costruzioni.

Baldwin stesso disse nel 1969, quando lavorava alla Pacific High School nella California del nord, di essere stato colpito dalla cupola realizzata con tubi e decise di volerla coprire con triangoli di vinile gonfiabile trasparente. Ne fu costruito ed abitato con successo un prototipo tanto che Fuller ordinò una cupola da usare all’esterno della sua Bear Island nella costa del Main. In tutto sei pillow domes furono realizzate prima di capire che il vinile emette gas cancerogeni. All’epoca non esistevano altri materiali adatti per questo tipo di coperture, così Baldwin e Fuller furono costretti a diminuirne gli usi.  

Dieci anni dopo, quando Baldwin lavorava al The New Alchemy Insitute a Cape Cod sorse un serio problema nell’ “Ark”, famosa serra solare dell’istituto, una delle primissime serre a basso consumo energetico. L’Ark consisteva in giardini organici intensivi, irrigati dallo scarico di grandi vasche contenenti pesci. Le vasche servivano anche come diffusione di calore mantenendo una temperatura abbastanza calda all’interno per permettere la crescita delle banane nel mese di febbraio nel New England senza bisogno di combustibili fossili. Il problema era che l’atmosfera caldo-umida stava facendo marcire la struttura a causa della sensibilità dei pesci alle sostanze crittogamiche che rendevano di conseguenza il legno non protetto. Inoltre i ventilatori per la circolazione dell’aria utilizzavano l’elettricità di una vicina centrale nucleare, un problema estremamente antitetico alla filosofia dell’istituto.  

New Alchemy aveva già una piccola cupola estremamente deteriorata, Baldwin ne propose la sostituzione con una moderna versione della pillow dome il cui funzionamento consisteva nella creazione di cuscini (tramite la fusione di due strati di pellicola Tefzel), nel fissaggio di questi alle parti triangolari della cupola geodetica ed al gonfiaggio con del gas. Il Tefzel è un derivato del Teflon (realizzato dalla DuPont) ed è un materiale inerte, inodore, non emette nessuna scoria, non si degrada all’esposizione del sole, resiste agli agenti chimici., è più trasparente del vetro ed al contrario di altri materiali simili, filtra i raggi ultravioletti. I cuscini erano realizzati in tre strati uniti da cuciture poste su parti tubolari simili a morse semicilindriche. Le chiusure meccaniche impermeabili erano capaci di resistere alle cattive condizioni meteorologiche.

Il gonfiaggio avveniva per mezzo del gas argon ad una pressione di ½ libbra per piede quadrato. L’argon è inerte, non tossico, trasparente e circa il 30% più isolante dell’aria. I cuscini finivano per essere spessi 4 pollici nella sezione centrale, formando un pannello tripartito e trasparente che avesse la stessa trasmittanza del vetro a basso contenuto di ferro. I cuscini offrivano anche una certa protezione al fuoco; se uno di questi fosse stato forato da una fiamma, il gas inerte lo avrebbe spento velocemente. Un’altra qualità era l’ottima acustica: i cuscini eliminavano completamente l’eco che normalmente si riscontra all’interno delle cupole.

La parte tubolare, invece, era realizzata in alluminio ed i soli nodi erano ricoperti da un guscio che saldava il tutto. Cinque triangoli superiori e cinque inferiori si aprivano manualmente per la ventilazione, non c’era più la necessità dei ventilatori nucleari. La cupola proiettava circa 1/5 dell’ombra di una serra convenzionale, importante per la crescita invernale.

Quando la pillow era gonfiata, l’intera cupola era messa sotto un carico di compressione che tendeva ad opporsi all’effetto del vento, questo pre-carico unito all’ancoraggio fornito da blocchi di cemento armato (non erano previste le fondamenta) ha resistito a nevicate di nevicate di 30 pollici e a venti superiori alle 100 miglia orari. La leggerezza della struttura era direttamente proporzionale al costo di trasporto che infatti poteva avvenire in una station wagon. L’unica base era data da un anello perimetrale posto a due piedi di profondità. La prestazione fisica è stata buona e il risultato era equivalente a quello della copertura originale dell’Ark. La pillow dome è stata dismessa nel 2004. Per una pillow dome di circa 1000 piedi quadrati il costo era di circa 12 dollari per piede quadrato inclusa la mano d’opera. Il largo uso avrebbe ridotto la fuga di denaro dagli stati del nord verso gli stati con un miglior clima per la coltivazione in quanto avrebbe reso possibile la produzione di cibo a livello locale tutto l’anno. Questo progetto ha evoluto parecchio il concetto di coltivazione da serra.

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