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 stabile 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 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 lavoro di totale predominanza è stato assunto da un materiale ben diverso, minerale anziché vegetale, e artificiale invece che naturale: l’acciaio, ormai utilizzato per realizzare di tutto, dalle carpenterie di precisione alle grandi strutture di appoggio. Ma quali sono le caratteristiche meccaniche e fisiche che lo rendono una scelta tanto vincente?

Tanto per iniziare, questa lega di ferro e carbonio vanta caratteristiche di resistenza impareggiabili, specialmente quando rapportate al suo peso specifico . Nella pratica, questo si traduce nella facoltà reale di realizzare strutture portanti molto più leggere, e di modesta sezione, rispetto a qualunque altro materiale – incluso il calcestruzzo armato. Grazie a ciò il peso scaricato dalla struttura complessiva si abbassa, il che permette di scavare fondamenta meno profonde e, simultaneamente, di allargare le luci delle strutture. Oltre a questo, l’acciaio ha il grande vantaggio di poter essere prefabbricato in officina, e portato sul luogo di montaggio già pronto, con evidenti risparmi sui costi; inoltre, i tempi di montaggio ne risultano molto ridotti, ed è facile effettuare modifiche o rinforzi in corso d’opera.

Come è ovvio, tuttavia, neppure l’acciaio – così come nessun altro materiale esistente, del resto – è esente da difetti o svantaggi, come ben sanno ingegneri e operai. Il primo e forse più evidente è il costo del materiale, che nel caso dell’acciaio – e ancor più quando occorrano acciai di tipo e composizione speciale – è certamente elevato. Ma anche a livello meccanico, alle grandi potenzialità dell’acciaio si sposano significativi problemi, come una alta deformabilità sotto certe condizioni e un significativo pericolo, se assoggettato a fatica eccessiva, di frattura. Proprio per questo, le costruzioni in acciaio richiedono l’utilizzo di manodopera altamente specializzata – e perciò costosa – e una manutenzione accuratissima, composta dalla protezione dalla corrosione con apposite verniciature, dal ciclico serraggio dei bulloni, e altre operazioni complesse e costose.

Fino per lo meno agli anni trenta del millenovecento, le connessioni necessarie fra le varie componenti di una struttura metallica venivano effettuate attraverso chiodatura e bullonatura; fu unicamente in seguito che le migliorie tecniche permesse dall’avanzamento della siderurgia resero possibile creare acciai con migliorate qualità chimiche, e quindi saldabili con molta più facilità. Tale sistema è perciò diventato prevalente in tutti i cantieri del mondo, diventando velocemente la tecnica più utilizzata e diffusa. La stessa eccezionale, e sempre crescente, scelta di acciai di composizione particolare di cui disponiamo per gli utilizzi più vari e le condizioni più proibitive, è frutto degli stessi anni di ricerca nel campo della siderurgia, che hanno permesso di creare leghe d’acciaio capaci di far fronte all’ossidazione, non intaccarsi, e tollerare sforzi e sollecitazioni sempre più formidabili.