Nella storia della sopravvivenza invernale nella frontiera americana, poche storie combinano ingegneria rurale, riscaldamento solare passivo, architettura interrata e progettazione per la sopravvivenza al freddo come la strana decisione presa da un immigrato norvegese nell'inverno del 1872 nel Territorio del Montana .
Agli occhi dei vicini che lo osservavano lavorare, la scena appariva ridicola.
Agli occhi degli ingegneri moderni che studiano l'edilizia a basso consumo energetico, la costruzione con massa termica, la vita autosufficiente dal punto di vista energetico e la sopravvivenza in condizioni meteorologiche estreme , appare straordinariamente all'avanguardia per l'epoca.
L'uomo si chiamava Henrik Bjornstad e
aveva costruito la sua capanna all'interno di una grotta .
All'inizio, la gente rise.
Ma quando una delle peggiori bufere di neve delle Montagne Rocciose del XIX secolo si abbatté sulla frontiera del Montana, gli stessi vicini che lo deridevano si arrampicavano sulla collina fino a quella grotta al buio, disperati per quel calore che un tempo consideravano una follia.
La rivendicazione di proprietà terriera insolita
Il dicembre del 1872 si abbatté brutalmente sul Territorio del Montana , quando la regione era ancora in gran parte una terra di frontiera selvaggia. Le temperature crollarono rapidamente nella valle del fiume Clark's Fork e i coloni si stavano già preparando alle tempeste invernali che in passato avevano distrutto le fattorie.
Henrik Bjornstad era arrivato all'inizio di quell'anno con un gruppo di immigrati norvegesi che facevano parte della crescente ondata di coloni del XIX secolo che si spostavano verso ovest seguendo le politiche di insediamento fondiario degli Stati Uniti .
La maggior parte delle famiglie scelse terreni agricoli nella valle.
Bjornstad ha scelto qualcosa di molto diverso.
A tre miglia a ovest di quello che sarebbe poi diventato Red Lodge , presentò la sua richiesta di concessione mineraria su un pendio roccioso che ospitava un'ampia grotta calcarea con un'apertura di quasi 9 metri di larghezza .
I suoi vicini pensavano che avesse commesso un errore catastrofico.
I coloni credevano che le grotte fossero trappole fredde , luoghi in cui l'aria invernale si accumulava e dove l'umidità poteva rendere le condizioni di vita insalubri. La sopravvivenza nella frontiera dipendeva dalla costruzione di capanne in grado di trattenere il calore durante mesi di freddo estremo.
Bjornstad li ignorò.
Iniziò a trasportare tronchi di pino contorto su per il pendio usando un solo mulo, costruendo lentamente una capanna di tronchi all'interno dell'imboccatura della grotta anziché all'esterno, in campo aperto.
La decisione lasciò perplessi i coloni della zona.
«Lì dentro morirai congelato», gli avrebbe detto un vicino.
«La pietra trattiene il freddo peggio del terreno ghiacciato».
Ma Bjornstad era cresciuto nella valle di Setesdal, nella Norvegia meridionale , dove gli edifici tradizionali utilizzavano spesso costruzioni interrate .
Suo nonno gli aveva insegnato qualcosa che molti coloni di frontiera non avevano mai sentito nominare:
Il terreno, in profondità sotto la superficie, mantiene una temperatura stabile durante tutto l'anno .
Se utilizzata correttamente, la terra stessa potrebbe diventare isolante.
Una cabina progettata secondo i principi della fisica.
Nell'estate del 1872, Bjornstad costruì in silenzio quello che gli ingegneri moderni potrebbero riconoscere come un primo esempio di progettazione climatica passiva .
Invece di costruire la sua capanna completamente all'esterno della grotta, eresse una struttura in tronchi appena all'interno dell'ingresso , lasciando un piccolo spazio tra la capanna e le pareti di pietra.
Ciò ha creato strati di isolamento:
• Il soffitto calcareo della grotta fungeva da tetto naturale.
• Le pareti in pietra proteggevano la cabina dal vento.
• Gli spazi d'aria tra la cabina e la grotta fungevano da isolanti termici.
• L'ingresso rivolto a sud permetteva alla luce solare invernale di raggiungere le finestre della cabina .
Ha inoltre creato un pavimento di legno rialzato rispetto al terreno della grotta.
Sotto il pavimento, un sistema di canali d'aria permetteva all'aria fredda di scendere e fluire più in profondità nella grotta, anziché accumularsi nello spazio abitabile.
Bjornstad non utilizzava una terminologia moderna come convezione termica, riscaldamento passivo o efficienza energetica .
Ma il suo progetto si basava proprio su quei principi.
L'aria fredda scende.
L'aria calda sale.
La pietra assorbe il calore lentamente e lo rilascia lentamente.
Questi tre elementi hanno costituito la base del progetto della cabina.
L'arma segreta: una stufa in muratura scandinava
Il camino di Bjornstad lasciò perplessi tutti coloro che lo videro.
Invece di un grande focolare aperto come nella maggior parte delle capanne di frontiera, costruì una stufa in muratura di tipo scandinavo , a volte chiamata stufa termica in muratura .
Il focolare era piccolo.
Ma all'interno della struttura in pietra, il fumo viaggiava attraverso un labirinto di canali nascosti prima di uscire dal camino.
L'effetto fu clamoroso.
Anziché disperdere la maggior parte del calore attraverso il camino, la massa di pietra lo ha assorbito, immagazzinando energia termica e irradiandola lentamente all'interno della cabina per ore.
Studi moderni sull'efficienza dimostrano che stufe in muratura simili possono catturare fino all'80-90% dell'energia termica , rispetto al 10-15% circa di efficienza dei tipici caminetti aperti utilizzati nella frontiera americana.
A Bjornstad bastava accendere due fuochi brevi e intensi al giorno .
I suoi vicini bruciavano legna di continuo.
Qualcosa di strano nella grotta
Con l'arrivo dell'autunno, Bjornstad notò qualcosa di importante riguardo alla grotta stessa.
Anche durante i caldi pomeriggi estivi, la temperatura nelle zone più interne si manteneva intorno ai 54°F (12°C) .
Questo fenomeno, oggi ben noto nella progettazione di edifici geotermici e nell'architettura sotterranea , si verifica perché le profondità della Terra mantengono una temperatura stabile durante tutto l'anno.
Bjornstad ha sfruttato a proprio vantaggio quella stabilità.
Scavò un canale di ventilazione dalla grotta più profonda fino alla capanna, permettendogli di aspirare aria a temperatura moderata all'interno durante i periodi di freddo estremo.
Per i vicini di frontiera, che non avevano familiarità con la costruzione di case interrate , l'idea sembrava impossibile.
Ma Bjornstad capiva la matematica:
Quando la temperatura esterna scende a -40 °F , anche una temperatura di 54 °F sembra calda.
Inizio inverno: la baita funziona
La prima ondata di freddo di novembre ha portato le temperature fino a -15 °F in tutta la valle .
Nella maggior parte delle cabine era difficile mantenere il calore.
Le famiglie bruciavano grandi quantità di legna da ardere solo per mantenere la temperatura interna al di sopra dello zero.
Nella grotta-capanna di Bjornstad la temperatura si manteneva intorno ai 63-68 °F (17-20 °C) con solo due fuochi accesi al giorno.
Le pareti calcaree della grotta assorbivano il calore del riscaldatore in muratura e lo rilasciavano lentamente durante la notte.
Alcuni vicini iniziarono a mettere in discussione le loro supposizioni.
Altri si rifiutarono di credere a ciò che stavano sentendo.
L'orgoglio della frontiera era profondamente radicato.
Ammettere che un vicino ha costruito un rifugio invernale migliore del tuo potrebbe essere come ammettere che la tua famiglia ha rischiato la vita a causa di una cattiva costruzione.
La bufera di neve che ha cambiato tutto
Poi arrivò la tempesta.
Il 23 dicembre 1872 , una delle più violente bufere di neve che si ricordino nella storia del Montana iniziò ad abbattersi sulla regione.
Le temperature sono crollate.
Si stima che la velocità del vento fosse di circa 60 miglia orarie .
Nel giro di pochi giorni il termometro è sceso sotto i -40 °F .
Le capanne di frontiera iniziarono a deteriorarsi.
Le scorte di legna da ardere si esaurirono rapidamente, poiché le famiglie bruciarono tutto ciò che avevano a disposizione.
Le stufe si sono incrinate a causa delle forti escursioni termiche.
Le porte si sono congelate.
I secchi d'acqua si sono solidificati durante la notte.
Entro il terzo giorno della tempesta, la sopravvivenza nella valle era diventata incerta.
E fu allora che Henrik Bjornstad sentì bussare.
Una scalata disperata attraverso la neve
Verso la fine della tempesta, Bjornstad uscì dalla sua capanna nella grotta e vide delle figure che faticavano ad avanzare nella neve accumulata dal vento.
Era stato uno dei vicini a deridere il suo progetto all'inizio di quell'anno.
L'uomo portava in braccio un bambino avvolto in coperte.
Dietro di lui arrivava il resto della famiglia, che a stento riusciva a camminare nel vento gelido.
La loro stufa si era incrinata.
La temperatura nella loro cabina era scesa quasi al punto di congelamento.
Stavano abbandonando la loro casa.
Bjornstad li fece entrare immediatamente.
All'interno della grotta-cabina, la temperatura si aggirava ancora intorno ai 60°F ( circa 16°C) .
Nei giorni successivi arrivarono altri vicini.
Alcuni avevano provato a usare le cantine per la conservazione degli alimenti.
Altri avevano consumato tutto il carburante rimasto.
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