Le costruzioni metalliche: i vantaggi dell’Acciaio

Ci sono, ogni volta che 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 fondamentale 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 mera terra, sono stati sostenuti per millenni, in fase di erezione, proprio dal legno: ed è stata un’autentica rivoluzione quando, circa a metà del diciannovesimo secolo, questo posto di totale predominanza è stato assunto da un materiale ben diverso, minerale invece che vegetale, e artificiale invece che naturale: l’acciaio, ormai utilizzato per realizzare di tutto, dalle carpenterie di precisione alle grandi strutture di supporto. Ma quali sono le caratteristiche meccaniche e fisiche che lo rendono una scelta tanto vincente?

Possiamo cominciare ricordando, ad esempio, quanto siano elevate le caratteristiche di robustezza esibite da questa lega di ferro e carbonio; specialmente se le mettiamo in rapporto con il suo peso specifico, spiccano in maniera inoppugnabile. Grazie a questa caratteristica, l’acciaio permette di erigere delle strutture portanti sottili e leggere, più che qualunque altro materiale, e in questo modo i progettisti sanno di poter estendere la luce delle strutture stesse con minori preoccupazioni per le fondamenta, che non devono essere esageratamente profonde. Non scordiamo poi che l’acciaio può essere portato sul luogo di messa in opera, come un cantiere, dopo essere stato preformato in officina, il che è un corposo taglio sui costi, nonché sui tempi di montaggio effettivi. Inoltre, anche nel momento della messa in opera, è facile eseguire modifiche e rinforzi alla struttura in costruzione.

Non che questo possa in alcun modo voler dire, naturalmente, che l’acciaio sia in qualche modo un materiale sovrannaturale, esente dall’avere svantaggi o difetti: come sanno perfettamente sia gli ingegneri che disegnano progetti che gli operai che li mettono in atto, non esistono materiali perfetti. Ad esempio, per cominciare, l’acciaio ha dei costi molto elevati, che salgono ulteriormente se occorre adoperare degli acciai di composizione speciale. Ma pure sotto il profilo della meccanica, per robusto che sia, l’acciaio presenta anche dei difetti, come la deformabilità, che in certe condizioni diventa inaccettabile, e il pericolo di rottura per fatica eccessiva. Per tutte queste ragioni, è infine necessario deputare le costruzioni in acciaio a manodopera specializzata, i cui costi sono elevati, e compiere manutenzioni accurate e costose per la protezione dalla corrosione e il rinforzo delle strutture.

Fino agli anni Trenta del secolo scorso, le necessità di unione fra le diverse parti di una struttura metallica venivano soddisfatte principalmente con la chiodatura e la bullonatura; in seguito, grazie principalmente agli avanzamenti della siderurgia, divenne fattibile ottenere acciai con qualità chimiche assolutamente superiori, fra cui un grado molto più significativo di saldabilità. Questa ha dunque preso piede in maniera prevalente, cambiando del tutto le tecniche di costruzione metallica nei cantieri di tutto il mondo. A questo generale miglioramento delle tecniche siderurgiche dobbiamo anche il moltiplicarsi di una varietà sempre in crescita di acciai, progettati per rispondere alle necessità più diverse, per essere maggiormente protetti dalla corrosione e dall’ossidazione, e per tollerare una ampia gamma di sollecitazioni.