Acciaio: protagonista delle costruzioni

Acciaio: l’elemento principe nell’edilizia

Ci sono, quando si sta osservando la storia, degli elementi che spiccano per la loro durata costante attraverso i secoli, le culture e gli avvenimenti, e se la storia che stiamo seguendo è quella delle costruzioni, uno di questi è l’eccezionale lunghezza del periodo in cui il materiale basilare per la costruzione di strutture è stato il legno.

Cattedrali e castelli, ma anche torri e case, così come acquedotti e chiese, sia costruiti in pietra, che di mattoni, che di semplice terra, sono stati sostenuti per millenni, in fase di fabbricazione, proprio dal legno: ed è stata un’autentica rivoluzione quando, più o meno a metà del diciannovesimo secolo, questo posto di totale predominanza è stato assunto da un materiale ben diverso, minerale invece che vegetale, e artificiale anziché naturale: l’acciaio, ormai utilizzato per costruire di tutto, dalle carpenterie di precisione alle grandi strutture di supporto, e nella produzione bulloni come per la costruzione di grandi travi. Ma quali sono le caratteristiche meccaniche e fisiche che lo rendono una scelta tanto vincente?

Cominciamo da un’analisi tecnica: l’acciaio esibisce una resistenza eccellente, specialmente considerando i suo peso specifico. Questo permette a ingegneri e progettisti di costruire strutture portanti mantenendole leggere e sottili, e di aumentare così la luce delle campate senza dover, di contro, lavorare a fondamenta particolarmente profonde. L’acciaio permette poi anche significativi risparmi durante la messa in opera, dato che può essere facilmente modificato e rinforzato durante la costruzione delle strutture stesse, e allo stesso modo può essere preformato in officina per essere poi assemblato in cantiere.

Il materiale perfetto, quindi? Purtroppo no: i materiali perfetti, come sa qualsiasi ingegnere, non esistono, e per un vantaggio caratteristico si può sempre trovare una debolezza. L’acciaio, ad esempio, è prima di tutto molto costoso, ancora di più nelle versioni a composizione speciale; ma a parte questo, anche sotto il profilo meccanico è lontano dall’essere privo di difetti. Le strutture in acciaio, ad esempio, possono rompersi per eccessiva fatica, e in alcune condizioni tendono ad esibire una deformabilità troppo elevata. Scongiurare questi pericoli richiede una manutenzione molto intensa, che va dal serraggio periodico dei bulloni all’applicazione di vernici anti-ossidanti, e quindi innalza ulteriormente i costi; come se non bastasse, lavorare con l’acciaio richiede l’impiego di operai specializzati, e quindi comporta ancora una volta spese significative.

Del resto, fino ai primi tre decenni del ‘900, le strutture in acciaio dovevano ancora necessariamente essere assemblate per bullonatura o chiodatura. Solo in epoche più recenti la siderurgia ha sviluppato acciai dalle superiori caratteristiche di saldabilità, permettendo di usare questa tecnica di connessione fra le componenti in maniera preponderante. Allo stesso modo, la ricerca chimica ha portato allo sviluppo di acciai in una varietà un tempo impensabile; oggi il progettista dispone di leghe di ferro e carbonio che possono sopportare sollecitazioni eccezionali, non corrodersi, o ancora sfidare l’usura anche con un utilizzo intensivo.